Lyn er en kraftig naturlig utladning av statisk elektrisitet , produsert under et tordenvær som genererer en elektromagnetisk puls . Den utfelte elektriske utladningen av lyn er ledsaget av emisjon av lys ( lyn ).
I gjennomsnitt er lynet 1500 meter langt; den største ble registrert i Texas og nådde 190 km i lengde. Lyn kan nå en hastighet på 200 000 km/t. Det er alltid ledsaget av lyn (intens emisjon av elektromagnetisk stråling , hvis komponenter er plassert i den synlige delen av spekteret ), og torden (utslipp av lydbølger ), i tillegg til andre tilknyttede fenomener. Selv om blink i skyer og mellom skyer er de hyppigste, utgjør sky-til-bakke blink en større fare for mennesker. Det meste av lynet forekommer i den tropiske sonen på planeten, den tettest befolkede, og hovedsakelig på kontinentene . De er assosiert med konveksjonsfenomener , oftest tordenvær , selv om de kan være forårsaket av andre hendelser, som vulkanutbrudd , atomeksplosjoner , sandstormer eller voldsomme skogbranner. [ 1 ] [ 2 ] Kunstige metoder brukes til å lage lyn til vitenskapelige formål. Lyn forekommer også på andre planeter i solsystemet , spesielt Jupiter og Saturn .
Noen vitenskapelige teorier mener at disse elektriske utladningene kan ha vært grunnleggende i livets fremvekst, i tillegg til å ha bidratt til vedlikeholdet. I menneskehetens historie var lyn kanskje den første kilden til ild , grunnleggende for teknisk utvikling. Dermed vakte lyn fascinasjon, og innlemmet seg i utallige legender og myter som representerer gudenes makt . Påfølgende vitenskapelige undersøkelser avslørte deres elektriske natur , og utslippene har vært gjenstand for konstant overvåking siden den gang, på grunn av deres forhold til stormsystemer .
På grunn av den store intensiteten til spenningene og de elektriske strømmene som den forplanter, er lyn alltid farlig. Dermed trenger bygninger og elektriske nettverk lynavledere og beskyttelsessystemer. Selv med disse beskyttelsene forårsaker lyn fortsatt dødsfall og skader rundt om i verden.
Hvordan den elektriske utladningen initieres er fortsatt et spørsmål om debatt. [ 3 ] Forskere har studert de grunnleggende årsakene, alt fra atmosfæriske forstyrrelser ( vind , fuktighet og trykk ) til effekten av solvinden og akkumulering av ladede solpartikler. [ 4 ] Is antas å være nøkkelkomponenten i utviklingen, og fremmer en separasjon av positive og negative ladninger i skyen. [ 4 ] Som et høyenergifenomen manifesteres lyn generelt av en ekstremt lysende bane — i plasmatisk tilstand som et resultat av ionisering av luften ved svært høye spenninger — som reiser lange avstander, noen ganger med grener. Imidlertid er det sjeldne former, for eksempel kulelyn , hvis natur er ukjent. Den store variasjonen i det elektriske feltet forårsaket av utladningene i troposfæren kan gi opphav til forbigående lysfenomener i den øvre atmosfæren.
Hvert år registreres 16 000 000 lynstormer . [ 5 ] [ referanse nødvendig ] Frekvensen av lyn er omtrent 44 (±5) ganger per sekund, eller nesten 1,4 milliarder blink per år, [ 6 ] med gjennomsnittlig varighet på 0,2 sekunder. [ 7 ] Det lengste lynnedslaget ble registrert i mars 2018 i Nord - Argentina og varte i 16,73 sekunder. I oktober 2018 ble den lengste horisontale utvidelsen i verden registrert i Brasil , med en lengde på 709 km . [ 8 ] Lyn reiser med en gjennomsnittshastighet på 440 km/s , og kan nå hastigheter på opptil 1400 km/s . [ 9 ] Den gjennomsnittlige potensialforskjellen med hensyn til jord er en milliard volt .
Disiplinen som innen meteorologi studerer alt som har med lyn å gjøre, kalles ceraunology . [ 10 ] [ 11 ]
Lyn dukket sannsynligvis opp på jorden lenge før livet , for mer enn 3 milliarder år siden. Videre var lyn sannsynligvis grunnleggende for dannelsen av de første organiske molekylene , avgjørende for utseendet til de første livsformene. [ Um. 1 ] Fra begynnelsen av historien har lyn fascinert mennesker . Ilden som lynet produserer når det treffer bakken ville ha vært opphavet til domestiseringen deres , og ville blitt brukt til å holde dem varme om natten, i tillegg til å holde ville dyr unna. Det primitive mennesket ville da ha søkt svar for å forklare dette fenomenet, og skapt overtro og myter som ble innlemmet i de eldste religionene. [ 12 ]
Fra biologien antas det at lynet spilte en viktig rolle i livets utseende på jorden. Gjennom forskjellige eksperimenter som Miller-Urey-eksperimentet, ble det vist at elektriske utladninger i en primitiv atmosfære kunne ha generert de nødvendige reaksjonene for å skape de første molekylene i livet og basene som utgjør det, som aminosyrer (molekyler). grunnleggende i alle biologiske systemer).
I moderne europeiske kulturer ble den tidligste kjente vitenskapelige forklaringen skrevet av den greske filosofen Aristoteles , på 400-tallet f.Kr. C. , og tilskrev stormen kollisjonen mellom to skyer og lynet til brannen som ble pustet ut av disse skyene. [ 13 ] De første systematiske studiene ble imidlertid ikke utført før i 1752, ved Marly-la-Ville , nær Paris, da Thomas-François Dalibard tiltrakk seg lyn ved hjelp av en høy jernstang isolert fra bakken av glassflasker. Dette eksperimentet demonstrerte den elektriske naturen til utladningen. Deretter ble det utført en rekke tester. En av de mest kjente er Benjamin Franklin , som brukte drager og ballonger for å løfte ledninger , som genererte små lyn takket være det elektriske feltet i skyene. [ Um. 2 ]
Franklin viste også at lynet manifesterte seg "oftest i negativ form av elektrisitet, men noen ganger vises det i positiv form." I tillegg foreslo forskeren bruk av store metallstenger for å beskytte mot lyn, som ifølge ham stille ville føre elektrisitet fra skyen til bakken. Senere innså han at disse stengene ikke påvirket de elektriske ladningene i skyer, men faktisk tiltrakk seg lyn. Han innså til slutt at selv om elektriske utladninger ikke kunne unngås, kunne han i det minste trekke dem til et punkt der det ikke ville være noen fare, kjent som en lynavleder . For å demonstrere effektiviteten til ideene hans, samlet Franklin hundrevis av mennesker i nærheten av Siena , Italia , i 1777, på et sted som ofte ble truffet av lynet. Etter å ha installert lynavlederen, så mengden på da lynet slo ned i metallstangen, uten å skade den. [ Um. 2 ]
I 1876 foreslo James Clerk Maxwell opprettelsen av svartkruttmagasiner som var fullstendig innkapslet i et lag av metall for å forhindre lyn i å detonere forbindelsen. Da lynet traff den avsetningen, forble den elektriske strømmen i det ytre laget og nådde ikke kruttet. Dette systemet er nå kjent som et Faraday-bur . Et rutenettsystem kan også brukes; imidlertid, jo større avstand mellom lederne, desto mindre effektiv er beskyttelsen. Kombinasjoner mellom Franklin lynavleder og Faraday-buret brukes fortsatt i det 21. århundre for å beskytte bygninger, spesielt der sensitive elektroniske enheter er plassert. [ Um. 2 ]
Utseendet til fotografi og spektroskopi på slutten av 1800-tallet var av stor betydning i studiet av stråler. Ulike forskere brukte spekteret generert av lyn for å estimere mengden energi involvert i den fysiske prosessen som fant sted over en veldig kort periode. Bruken av kameraet gjorde det også mulig å oppdage at lyn har to eller flere elektriske strømmer . Utviklingen av nye enheter på 1900-tallet, som oscilloskoper og elektromagnetiske feltmålere , gir mulighet for en mer fullstendig forståelse av opprinnelsen og forekomsten av utladninger. [ Um. 2 ]
Lyn, som oftest er assosiert med tordenvær, er en gigantisk elektrisk bue av statisk elektrisitet der en ledende kanal dannes og elektriske ladninger overføres . Det er flere typer lyn som kan oppstå: inne i selve skyene, mellom to skyer, mellom en sky og luften, og mellom en sky og bakken . Lynkontaktpunkter avhenger av måten elektriske ladninger fordeles inne i skyene. [ 14 ] [ 15 ] Generelt genererer fordelingen av ladninger i konvektive skyer et sterkt elektrisk felt . I den øvre delen av skyen, som flater ut og sprer seg horisontalt, samler det seg positive ladninger i små iskrystaller fra konveksjonsstrømmer. I sentrum, vanligvis i et område der temperaturen er mellom -20 og -10 °C , er negative ladninger i overflod. Dipolene som dannes er hver verdt titalls coulombs , adskilt fra hverandre med noen få kilometer vertikalt. Et lite område med positive ladninger dannes vanligvis ved bunnen av skyen, med en ladning på bare noen få coulombs. I mer utviklede stormer er elektrisk distribusjon mye mer kompleks. [ 16 ] .
For at en elektrisk utladning skal skje, må det indre av skyen ha et betydelig elektrisk felt , som oppstår fra endringen i fordelingen av ladninger, som elektrifiserer skyen. Det er ikke kjent nøyaktig hvordan dette fenomenet oppstår, selv om noen grunnleggende konsepter og premisser har blitt teoretisert. Elektrifiseringsmodellene er delt i to, den konvektive og den kolliderende. [ 17 ]
I følge den konvektive elektrifiseringsmodellen kommer de første elektriske ladningene fra et eksisterende elektrisk felt før utviklingen av tordenskyen . Når stormskyen utvikler seg, samler positive ioner seg inne i skyen, og induserer negative ladninger ved kantene. Ettersom vindene i skyen er "oppover" , vises luftstrømmer fra motsatt retning ved kantene av skyen, og fører de induserte negative ladningene til bunnen av skyen, og skaper dermed to elektrisk distinkte regioner. Etter hvert som prosessen utfolder seg, blir skyen i stand til å tiltrekke seg nye ladninger på egen hånd, slik at elektriske utladninger kan vises. Selv om den demonstrerer viktigheten av konveksjon i elektrifiseringsprosessen, beskriver denne modellen ikke på en tilfredsstillende måte ladningsfordelingen ved begynnelsen av stormen og på lang sikt. [ 18 ] [ 19 ]
Kollisjonselektrifiseringsmodellen , som navnet antyder, antar at ladningsoverføring finner sted med kontakt mellom skypartikler under konveksjonsprosessen . Det er imidlertid ingen konsensus om hvordan polarisering og ladningsseparasjon oppstår i bittesmå ispartikler. Teorier er delt inn i to klasser, den induktive (avhengig av et allerede eksisterende elektrisk felt) og den ikke-induktive.
I den induktive hypotesen fører det eksisterende elektriske feltet, som peker nedover under normale forhold, til at positive ladninger vises nederst og negative ladninger vises i det motsatte området. Ladningsseparasjon ser ut til å kreve en sterk oppstrøm for å frakte vanndråpene oppover, og underkjøle dem til mellom –10 og –20 °C . Partiklene har forskjellige størrelser, så de tyngre har en tendens til å falle mens de lettere blir ført bort av konvektiv vind. Kontakten av de mindre partiklene med den nedre halvkule av de større forårsaker overføring av ladninger, jo lettere med positiv ladning og tyngre med negativ ladning. Kollisjoner med iskrystaller danner en vann-is-kombinasjon kalt hagl , og tyngdekraften får det tyngre (og negativt ladede) haglet til å falle mot sentrum og nedre deler av skyene. Når skyen vokser, akkumuleres negative ladninger ved basen og positive ladninger på toppen, noe som forsterker det elektriske feltet og partikkelpolarisasjonsprosessen ytterligere til det punktet at det produseres gitter med potensielle forskjeller til de blir nok til å starte en nedlasting. [ 20 ] Den ikke-induktive elektrifiseringshypotesen er i stedet basert på generering av ladninger fra kollisjonen mellom partikler med forskjellige iboende egenskaper. Snøgranulat (sfæriske partikler mindre enn hagl ) og små iskrystaller får motsatte ladninger når de kolliderer. De førstnevnte, tyngre, har negative ladninger, mens krystallene når toppen av skyen, som dermed er positivt ladet. For dette må gunstige betingelser oppfylles, spesielt temperaturen (mindre enn -10 °C ) og den optimale vannmengden i skyen. I følge de observerte egenskapene ser dette ut til å være den viktigste stormskyelektrifiseringsprosessen, som ikke eliminerer de andre elektrifiseringsprosessene. [ 21 ] [ 22 ]
Mekanismen for ladningsseparasjon er fortsatt under etterforskning, og det er ytterligere hypoteser. [ 23 ] [ 24 ]
Under normale forhold er jordens atmosfære en god elektrisk isolator . Den dielektriske styrken til luft ved havnivå når tre millioner volt per meter, men avtar gradvis med høyden, hovedsakelig på grunn av sjeldne luft. [ 25 ] [ Um. 3 ] Når ladningene i skyen sprer seg fra hverandre, blir det elektriske feltet stadig sterkere og overskrider til slutt den dielektriske styrken til luft. Dermed dukker det opp en bane av ledende plasma som elektriske ladninger kan strømme fritt gjennom, og danner dermed en elektrisk utladning som kalles lyn, og når hundrevis av millioner volt. [ 26 ]
Lyn manifesterer seg i forskjellige former og klassifiseres ofte etter "start" og "slutt" punktene til blitskanalen:
Utladningen begynner når det første bruddet i luftens dielektriske styrke oppstår, fra området okkupert av de negative ladningene, inne i skyen, krysset av en kanal der ladningene sirkulerer fritt. Spissen av utladningen er rettet mot den minste konsentrasjonen av positive ladninger, ved bunnen av skyen. Som et resultat kommer et stort antall elektroner ned gjennom skyen, mens kanalen fortsetter å utvide seg nedover mot bakken. Spissen av utslippet går frem i trinn, femti meter hvert femti mikrosekund. Lynspissen deler seg vanligvis i flere grener og sender ut et ekstremt svakt lys med hvert utladningshopp. I gjennomsnitt akkumuleres en ladning på fem coulombs negative ladninger jevnt i den ioniserte kanalen , og den elektriske strømmen er i størrelsesorden hundre ampere . [ Um. 4 ] [ 28 ]
Elektronene induserer en opphopning av motsatte ladninger i området rett under skyen. Fra det øyeblikket de begynner å gå mot bakken, har positive ladninger en tendens til å bli tiltrukket av hverandre og omgrupperes i endene av jordiske objekter. Fra disse punktene blir luften ionisert, noe som fører til at lignende oppadgående baner dukker opp, og møter den første synkende banen. [ Um. 5 ] [ Um. 6 ]
Ved kontakt med bakken eller et terrestrisk objekt begynner elektronene å bevege seg mye raskere, og produserer en intens lysstyrke mellom skyen og kontaktpunktet. Når elektronene og grenene begynner å øke hastigheten og beveger seg mot bakken, lyser hele den ioniserte banen opp. All negativ ladning, inkludert den i skyen, forsvinner til bakken i en fluks som varer noen mikrosekunder. I det intervallet når imidlertid temperaturen inne i veien over tretti tusen grader celsius. [ Um. 7 ]
Vanligvis forekommer tre eller fire blink i gjennomsnitt i samme lynnedslag, kalt tilbakeglimt, atskilt med et intervall på omtrent femti millisekunder. I tilfelle skyen fortsatt inneholder negative ladninger, vises en ny utladning, som beveger seg raskere enn den første utladningen, siden den følger den allerede åpne ioniserte banen og når bakken i løpet av noen få millisekunder. Imidlertid er antallet elektroner avsatt i påfølgende returutladninger generelt mindre enn i den første. Mens den innledende utladningsstrømmen typisk er omtrent 30 kiloampere (kA), har påfølgende utladninger en strøm på mellom 10 og 15 kA . I gjennomsnitt overføres tretti coulombs fra skyen til bakken. [ Um. 8 ] [ Um. 9 ] Det er mulig å observere lyn hovedsakelig takket være de forskjellige returutslippene. Generelt er den gjennomsnittlige varigheten av hele denne prosessen 0,20 sekunder . [ 29 ] [ Um. 10 ]
Positiv sky-til-bakke utslippLyn kommer ikke alltid fra negativt ladede områder av en sky. I noen tilfeller skjer de elektriske utladningene på toppen av store cumulonimbusskyer , hvis øvre form strekker seg horisontalt. Selv om de er relativt sjeldne, har positive stråler noen spesielle egenskaper. Innledningsvis presenterer forløperkanalen en ensartethet, forskjellig fra den som oppstår i en negativ utladning. Når kontakt er etablert, produseres bare en enkelt returutladning, hvis toppstrøm overstiger 200 kiloampere , en verdi som er mye høyere enn negativt lyn. Denne prosessen tar vanligvis noen få millisekunder. Denne typen utslipp gir et mye høyere destruktivt potensial enn negative utslipp, spesielt for industribygg, på grunn av den store belastningen den bærer. [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
Intrasky-utslippMest lyn forekommer vanligvis innenfor skyer. [ 33 ] En forløperutladningskanal vises i den negative kjernen i bunnen av skyen og fortsetter oppover, hvor positive ladninger har en tendens til å konsentrere seg. Disse utladningene varer vanligvis i 0,2 sekunder , og har en nesten kontinuerlig lysstyrke, punktert av pulser som til slutt tilskrives returutladninger som oppstår mellom ladelommer. Den totale ladningen som overføres i en slik utladning er av samme størrelsesorden som for sky-til-jord lyn. [ Um. 11 ]
Utladningen begynner med bevegelsen av negative ladninger som danner en forløperkanal i vertikal retning, som utvikler seg på 10 til 20 millisekunder og kan nå noen få kilometer i lengde. Når den når toppen av skyen, deler denne kanalen seg i horisontale grener, hvorfra overføringen av elektroner fra skybasen skjer. Rundt starten av utladningskanalen beveger negative ladninger seg i dens retning, og utvider grenene ved bunnen av skyen og øker varigheten av utladningen. Lynet slutter når hovedforbindelsen mellom nedre og øvre del av skyen brytes. [ 34 ]
Jord-til-sky-utslippFra forhøyede strukturer og fjelltopper kan utslippsforløperkanaler dukke opp og følge en vertikal retning mot skyen. Dermed strømmer negative ladninger som er lagret i skyen til bakken eller, mer sjelden, elektroner strømmer til skyen. Forløperkanalen kommer vanligvis ut fra et enkelt punkt, hvorfra den forgrener seg vertikalt inn i skyen. Utseendet er hovedsakelig knyttet til metallstrukturer, som bygninger og kommunikasjonstårn, hvis høyde når mer enn hundre meter og hvis ender er i stand til å forsterke det induserte elektriske feltet og dermed initiere en forløperutladning. Når forbindelsen er etablert skjer returutslipp på lignende måte som negative utslipp fra skyer til bakken. [ 35 ] [ Um. 12 ] [ Um. 13 ]
ObservasjonsvariasjonerNoen typer lyn har blitt navngitt, av vanlige mennesker eller vitenskapelig, de mest kjente:
Kunstig lyn kan oppnås ved hjelp av små raketter som, når de stiger opp, har en tynn metalltråd knyttet til seg. Når enheten hever seg, utfolder denne ledningen seg til, under de rette forholdene, en elektrisk utladning passerer gjennom ledningen til bakken. Tråden fordamper øyeblikkelig, men banen som følges av den elektriske strømmen er generelt rettlinjet takket være banen til de ioniserte atomene som er igjen av tråden. [ 59 ] Det er også mulig å lage stråler initiert av laserstråler , som skaper filamenter av plasma i korte øyeblikk, som lar elektriske ladninger strømme og gir opphav til en elektrisk utladning. [ 60 ]
Strålene virker vanligvis intense og lyse, noen ganger gir de en stroboskopisk effekt . Lysstyrken til lynet kan sees flere titalls kilometer unna. Dette fenomenet kalles "varmelyn" fordi det vanligvis forbindes med sommerstormer. Når lynet oppstår inne i en sky, er lynet i stand til å lyse opp det fullstendig, og også opplyse himmelen. [ Ja. 1 ] [ 27 ]
Til slutt kan intra-sky-utslipp manifestere seg som ekstremt forgrenede kanaler som strekker seg horisontalt i de høyeste områdene av skyen, over en stor del av den. Horisontalt fordelte stråler ser generelt ut til å bevege seg saktere enn gjennomsnittet. I sky-til-jord-utslipp kan lyn oppstå på samme måte som et bånd. Dette skyldes sterk vind som kan flytte den ioniserte kanalen. I hver utladning ser det ut til at strålen beveger seg sideveis, og danner segmenter parallelle med hverandre. [ Ja. 1 ] [ 27 ] Positive utslipp, fordi de stammer fra toppen av cumulus , kan strekke seg utover området av stormen, til et område hvor været er stabilt, miles unna. Kanalen til denne typen lyn kan bevege seg horisontalt i noen kilometer før den plutselig går mot bakken. [ Ja. 2 ]
Utslipp av alle slag etterlater en kanal med ekstremt varm ionisert luft som de passerer gjennom. Ved å kutte strømmen av elektriske ladninger avkjøles den gjenværende kanalen raskt og brytes ned i flere mindre deler, og skaper en sekvens av lyspunkter som raskt forsvinner. Segmentene dannes fordi kanalen ikke har konstant tykkelse gjennom hele lengden og tykkere deler tar lengre tid å avkjøle. Dette fenomenet er ekstremt vanskelig å observere, fordi hele prosessen tar bare en liten brøkdel av et sekund. [ 27 ] [ Ja. 3 ] Et fenomen kalt kulelyn er også rapportert . Den har en gjennomsnittlig diameter på mellom åtte og femti centimeter, ser ut til å vises i tordenvær, har en mindre intens lysstyrke enn annet lyn, og beveger seg vanligvis horisontalt i en tilfeldig retning. Dette fenomenet varer bare noen få sekunder. Mange tvil gjenstår om dens eksistens, som ennå ikke er bevist, selv om det er mange historiske vitnesbyrd, noen rapporterer å ha sett den inne i bygninger. [ 27 ] [ 61 ] [ Is. 4 ]
I tillegg til tordenvær , gir vulkansk aktivitet gunstige forhold for forekomsten av lyn i flere former. Den enorme mengden pulverisert materiale og gasser som eksploderer ut i atmosfæren skaper en tett mengde partikler. Tettheten av aske og den konstante bevegelsen i vulkansøylen produserer ladninger på grunn av friksjonsinteraksjoner (triboelektrifisering), som forårsaker svært kraftige og svært hyppige blink når skyen prøver å nøytralisere seg selv. Amplituden til den elektriske aktiviteten avhenger direkte av størrelsen på askeskyen; og dette avhenger i sin tur av intensiteten av utbruddet. På grunn av det høye innholdet av fast materiale (aske), og i motsetning til de vannrike ladningsgenererende sonene i en vanlig stormsky, kalles det ofte en skitten storm eller en vulkansk storm , og er vanligvis begrenset til skyen og få av dem når mer avsidesliggende områder. Imidlertid representerer de en viktig kilde til forstyrrelser for radiosendinger og forårsaker noen ganger skogbranner. [ 65 ] [ Um. 14 ] Det er også lynnedslag fra røykskyer fra store branner. [ 66 ]
Termonukleære eksplosjoner kan forårsake elektriske støt. Disse fenomenene oppstår vanligvis gjennom overføring av elektroner fra bakken til atmosfæren, og danner ioniserte kanaler som er flere kilometer lange. Opprinnelsen til fenomenet er ukjent, men det er mulig at radioaktivt utslipp fra eksplosjonen spiller en viss rolle. [ Um. 15 ]
Sandstormer er også kilder til elektriske utladninger som kan komme fra kollisjonen mellom sandpartikler som, når de kommer i kontakt, akkumulerer ladninger og genererer utladninger. [ 69 ] Intense skogbranner, som de som ble sett i den australske skogbrannsesongen 2019–2020 , kan skape sine egne værsystemer som kan produsere lyn og andre værhendelser. [ 70 ] Den intense varmen fra en brann får luft til å stige raskt i røykplommen, noe som forårsaker dannelse, i en ustabil atmosfære, av pyrocumulonimbus- skyer . Denne turbulente, stigende luften trekker inn kjøligere luft, noe som bidrar til å avkjøle kolonnen. Den stigende skyen blir ytterligere avkjølt av lavere atmosfærisk trykk i stor høyde, slik at fuktighet kan kondensere til skyer. Disse værsystemene kan produsere tørt lyn, branntornadoer , intens vind og skittent hagl. [ 70 ]
Utslipp ved Galunggung-vulkanen i Indonesia
Vulkansk materiale som stiger opp i atmosfæren kan utløse lyn (1994-utbruddet av Mount Rinjani )
Lynet slår ned ved vulkanen Taal
Lyn produserer elektromagnetisk stråling med forskjellige frekvenser , spesielt synlig lys , radiobølger og høyenergistråling. Disse strålingene karakteriserer lyn. Temperaturstigningen i lynkanalen gir derimot lydbølger som danner torden. Variasjonen av det elektriske utladningsfeltet er også årsaken til andre typer forbigående fenomener i den øvre atmosfæren. Generelt sett slår lynet ned i større antall under tordenvær. [ 71 ] Når et utslipp faller direkte på en sandjord, forårsaker den enorme temperaturen sammensmelting av partikler som, når strømmen er kuttet, smelter og danner en fulguritt , hvis ervervede form tilsvarer banen til utslippet på bakken . [ 72 ]
Lydbølger forårsaket av en elektrisk utladning karakteriserer torden. De skyldes den raske utvidelsen av luft på grunn av overoppheting av utløpskanalen. Frekvensen varierer mellom noen få hertz og noen kilohertz . Tidsintervallet mellom observasjonen av lyn og oppfattelsen av torden differensieres ved at lys beveger seg mye raskere enn lyd, som har en hastighet på 340 m/s . [ Um. 16 ] [ 73 ]
Når lynet slår ned innen hundre meter fra en lytter, vises torden som en plutselig høyintensitets lydbølge som varer mindre enn to sekunder, etterfulgt av en kraftig detonasjon som varer flere sekunder før den forsvinner. Varigheten av torden avhenger av strålens form, og lydbølgene sprer seg i alle retninger fra hele kanalen, noe som resulterer i stor forskjell mellom nærmest og lengst fra lytteren. Fordi atmosfæren demper lydbølger, blir torden forbundet med lynnedslag over lange avstander uhørlig når den reiser noen kilometer og derfor mister energi. I tillegg favoriserer det faktum at stormer oppstår i områder med atmosfærisk ustabilitet spredningen av lydenergi. [ Um. 16 ] [ 73 ]
Lyn produserer stråling i et bredt spekter av områder i det elektromagnetiske spekteret , alt fra ultralave frekvenser til røntgen- og gammastråler , inkludert det synlige spekteret . Røntgen- og gammastråler har høy energi og er et resultat av akselerasjon av elektroner i et sterkt elektrisk felt på utladningstidspunktet. De svekkes av atmosfæren, røntgenstråler er begrenset i nærheten av strålen, mens gammastråler, selv om intensiteten avtar betraktelig med avstanden, kan detekteres både fra bakken og fra kunstige satellitter. Stormene er generelt forbundet med utseendet til gammastråleglimt i jordens øvre atmosfære. Noen satellitter, som AGILE , overvåker utseendet til dette fenomenet, som forekommer dusinvis av ganger i løpet av året. [ 74 ] [ 75 ] [ 76 ] [ 77 ]
Modeller antyder at en eksotisk type utladning kan oppstå inne i stormer, der høyenergielektroner samhandler med deres tilsvarende antimaterie, positroner . Denne prosessen fører til produksjon av mer energifylte partikler som til slutt forårsaker gammastråleutbrudd. Disse utladningene er ekstremt raske, raskere enn selve lynet, og til tross for den store mengden energi som er involvert, sender de ut lite lys. Fly som krysser i nærheten av stormer kan motta store doser stråling, selv om konklusive resultater ennå ikke er oppnådd. [ 78 ] [ 79 ]
Langs veien tilbake overoppheter utslippet gassene i atmosfæren og ioniserer dem (temperaturen kan nå fem ganger høyere enn solens overflate , eller 30 000 K ). Det dannes et ledende plasma som forårsaker plutselig utslipp av observerbart lys . [ 80 ] Fargen på det lynet avhenger av flere faktorer: strømtettheten , avstanden fra observatøren til lynet, og tilstedeværelsen av forskjellige partikler i atmosfæren. Generelt er den oppfattede fargen på lynet hvit i tørr luft, gul i nærvær av store mengder støv, rød i nærvær av regn og blå i nærvær av hagl. [ 81 ]
Oppfatningen av den hvite fargen til lynet er også knyttet til settet med bølgelengder til de forskjellige elementene som er tilstede i den elektrifiserte luften. Tilstedeværelsen av oksygen og nitrogen i atmosfæren bidrar til bølgelengder som tilsvarer grønt (508 til 525 nm ); til gul-oransje ( 599 nm ) for oksygen; og til blå (420 til 463 nm ) og rød ( 685 nm ) for nitrogen. [ 82 ]
Den elektriske utladningen er ikke begrenset til synlige bølgelengder. Det reflekteres i et bredt domene av elektromagnetisk stråling som inkluderer radiobølger. [ 83 ] Siden disse utslippene er tilfeldige, blir de referert til som «atmosfæriske parasitter». [ 84 ] Bølgene skapte forplanter seg hvit støy som legges over telekommunikasjonssignaler, som ligner en knitring for en lytter. Disse parasittene varierer fra lave frekvenser til UHF- båndene . [ 83 ]
Mellom jordoverflaten og ionosfæren , i en høyde av noen få titalls kilometer, dannes det et hulrom inni der ekstremt lavfrekvent eller ELF elektromagnetisk stråling (i størrelsesorden noen få hertz) er fanget. Som et resultat sirkler strålene jorden flere ganger til de forsvinner. I dette frekvensområdet produserer strålene stråling, og det er grunnen til at de er hovedkildene for vedlikehold av dette fenomenet kalt " Schumann-resonanser ". Superposisjonen av strålingen som sendes ut til enhver tid og de resulterende resonansene produserer strålingstopper som kan måles. Schumann resonansovervåking er en viktig metode for å overvåke planetens stormrelaterte elektriske aktivitet og kan derfor brukes i global klimaanalyse. [ 85 ] [ 86 ] [ 87 ] [ 88 ]
I den høye atmosfæren på jorden , over stormskyene, produseres noen spesielle utslipp, med forskjellige egenskaper, som samlet kalles transient lysfenomener . Selv om de strekker seg titalls kilometer inn i stratosfæren og mesosfæren , er det praktisk talt umulig å observere dem med det blotte øye , hovedsakelig på grunn av deres lave lysstyrke. Kameraer installert på fly, satellitter eller til og med på bakken, men peker mot stormer nær horisonten, er imidlertid i stand til å bevise eksistensen av disse fenomenene. Dens opprinnelse tilskrives eksitasjonen av elektrisitet ved variasjonen av det elektriske feltet, spesielt under forekomsten av et lynnedslag fra sky til bakken. [ 89 ]
Blant de mest bemerkelsesverdige forbigående fenomenene er wraiths , som vises rett over store lynnedslag under et tordenvær, og viser typisk rødlige farger og sylindriske former som ligner tentakler. Blå jetfly vises på sin side på toppen av store stormskyer og sprer seg vertikalt opp til femti kilometer høye. Begge har en maksimal varighet på noen få millisekunder. Til slutt er alvene (for ELVES, et akronym for Emission of Light og Very low-frequency perturbations from Electromagnetic pulse Sources ) skiveformet og varer noen få millisekunder. Opprinnelsen kan skyldes forplantningen av en elektromagnetisk puls generert på tidspunktet for utladninger i skyen nedenfor. [ 89 ] [ 90 ] [ 91 ]
Lyn i en sky over Burma sett fra den internasjonale romstasjonen . Rett over skyen er en farfadet, i rødt.
Første fargebilde av et spektrum (NASA/University of Alaska, 1994): den røde fargen kommer fra fluorescerende nitrogenutslipp som eksiteres av lynet.
Spøkelser over Antibes, Frankrike
Blå jetfly på toppen av Mauna Kea , Hawaii.
Takket være satellittobservasjoner er det mulig å estimere fordelingen av lyn over hele verden og verifisere at de ikke er jevnt fordelt. Frekvensen av lyn er omtrent 44 (±5) ganger per sekund, eller nesten 1,4 milliarder blink per år, [ 6 ] med gjennomsnittlig varighet på 0,2 sekunder som består av et antall mye kortere blink (slag) enn omtrent 60 til 70 mikrosekunder. [ 7 ] Mange faktorer påvirker frekvensen, distribusjonen, kraften og fysiske egenskapene til et typisk lynnedslag i en bestemt region: terrenghøyde, breddegrad, rådende vindstrømmer, relativ fuktighet og nærhet til vann, varmt og kaldt. Dette skjer både ved blanding av varmere og kjøligere luftmasser, og fra forskjeller i fuktkonsentrasjoner, og skjer generelt i grensene mellom dem. Strømmen av varme havstrømmer over tørrere landmasser, som Golfstrømmen , forklarer delvis den forhøyede frekvensen av lyn i det sørøstlige USA. Fordi store vannmasser mangler den topografiske variasjonen som ville gi opphav til atmosfærisk blanding, er lynnedslag markant sjeldnere i verdenshavene enn på land. Nord- og Sydpolen har begrenset tordendekning og er derfor tilfeldigvis de områdene med minst mengde lyn.
Fordi mennesker er terrestriske og de fleste av deres eiendeler er på jorden, hvor lyn kan skade eller ødelegge dem, er sky-til-bakke lyn den mest studerte og best forstått av de tre typene, selv om lyn Intracloud og intercloud er de vanligste typene av lyn (sky-til-bakke lyn utgjør bare 25 % av alle lynnedslag i verden; til en viss grad varierer andelen også sesongmessig på mellombreddegrader). Den relative uforutsigbarheten til lyn begrenser en fullstendig forklaring på hvordan eller hvorfor det oppstår, selv etter hundrevis av år med vitenskapelig undersøkelse. Omtrent 70 % av lynnedslagene skjer over land i tropene [ 92 ] der atmosfærisk konveksjon er størst. Av disse strålene er mer enn 90 % fordelt over fremvekst land . Instrumentdata viser at de fleste lynnedslag forekommer i tropene og subtropene, først og fremst i Sentral-Afrika , Sør- og Sørøst- Asia , Sentral- Sør-Amerika og USA . [ 93 ] Kongo-bassenget opplever et stort antall lynnedslag flere steder, spesielt i Rwanda , hvor tettheten av utslipp overstiger 80 hendelser per kvadratkilometer per år, den høyeste i verden . [ 94 ] Det spesielle stedet der lynet oftest forekommer er nær den lille landsbyen Kifuka i fjellene i østlige Den demokratiske republikken Kongo , [ 95 ] hvor høyden er rundt 975 m . I gjennomsnitt mottar denne regionen 158 utslipp/km²/år . [ 96 ] Lake Maracaibo , i Venezuela , har et gjennomsnitt på 297 dager per år med lynaktivitet, en effekt som er anerkjent som Catatumbo-lyn . [ 97 ] Andre hot spots inkluderer Singapore [ 98 ] og Lightning Alley i sentrale Florida . [ 99 ] [ 100 ] Høyhus har en tendens til å få flere sjokk. For eksempel rammes Empire State Building i New York rundt tjue ganger i året, hvorav mer enn halvparten er bakke-sky-utslipp. [ Um. 17 ] Statuen av Kristus Forløseren i byen Rio de Janeiro får i gjennomsnitt seks lynnedslag i løpet av året. [ 101 ] I de nordlige og sørlige polarområdene , derimot, er lyn praktisk talt ikke-eksisterende. [ 102 ] Fordi den konsentrerte ladningen i skyen må overstige luftens isolerende egenskaper, og dette øker proporsjonalt med avstanden mellom skyen og bakken, øker forholdet mellom sky-til-jord (versus intrasky og intercloud) påvirkninger når skyen er nærmere bakken. I tropene, hvor frysenivået generelt er høyere i atmosfæren, er bare 10 % av lynet CG. På Norges breddegrad (rundt 60°N), hvor frysehøyden er lavere, er 50 % av lynet sky-til-bakken. [ 103 ] [ 104 ] Lyn produseres vanligvis av cumulonimbusskyer, typisk 1–2 km over bakken og når høyder på opptil 15 km.
Utseendet til lyn er direkte relatert til konveksjonssystemer som på høyden av deres aktivitet kan produsere mer enn ett blink per sekund. Stormer som har mesoskala konveksjonskomplekser , som tropiske sykloner og orkaner, når ekstreme nivåer av elektriske utladninger, og topper med mer enn ett lynnedslag fra sky til bakken per sekund. Dannelsen av supercellestormer har også et sterkt forhold til utseendet til positivt lyn, med mer enn tretti forekomster i timen. Sammenhengen mellom utslippshastigheten i et supercelle-tordenvær og tornadodannelse er fortsatt uklart. Det er også verdt å merke seg at lyn fra sky til bakke kan forekomme nøyaktig under der skyen viser sin maksimale høyde, selv om forholdet ennå ikke er bekreftet for alle typer stormer, spesielt de som oppstår over havet. Selv om lyn alltid er forbundet med tordenvær, og disse produserer regn, er den direkte sammenhengen mellom de to fenomenene ukjent. [ Um. 18 ] I tropiske strøk er elektrisk aktivitet konsentrert hovedsakelig i sommermånedene. [ 102 ]
Det er mulig at global oppvarming forårsaker en økning i forekomsten av lyn over hele verden. Imidlertid varierer spådommene mellom en 5 % og 40 % økning i strømforekomst for hver grad Celsius av gjennomsnittlig økning i atmosfærisk temperatur. [ 102 ]
En matematisk modell utviklet av Marcia Baker, Hugh Christian og John Latham gjør det mulig å beregne lynfrekvensen, representert med bokstaven . [ 105 ] I følge modellen er dette proporsjonalt med radarreflektiviteten og amplituden til den oppadgående bevegelsen og avhenger også av konsentrasjonen av iskrystaller og iskorn i skyen . I noen tilfeller er frekvensen av lyn også proporsjonal med kraften til et stort antall av hastigheten til luftens oppadgående bevegelser . Kraften som vurderes er generelt seks, det vil si [ 106 ] Ifølge en annen modell, gyldig for tropiske stormer, er frekvensen av lyn proporsjonal med kraften til fem av dybden til kaldfronten . Dybden på kaldfronten, som representerer forskjellen mellom høyden til den tropiske stormtopp og punktet der den er ved 0 °C , er igjen proporsjonal med ladningshastigheten og den statiske elektrisiteten som er lagret i de konvektive skyene ... [ 107 ]
25. juni 2020 kunngjorde Verdens meteorologiske organisasjon registrering av to lynrekorder: den lengste i tilbakelagt avstand og den lengste i varighet, kalt "megastråler". Den første, i delstaten Rio Grande do Sul , i det sørlige Brasil , reiste 709 km i en horisontal linje, og skar gjennom den nordlige delstaten 31. oktober 2018, [ 108 ] mer enn det dobbelte av den forrige rekorden, registrert i delstaten Oklahoma , i USA, med 321 km (varighet på 5,7 s [ 109 ] ). Det lengste lynnedslaget, på 16,73 sekunder , skjedde i Argentina , fra et utslipp som begynte nord i landet 4. mars 2019, som også var mer enn det dobbelte av den forrige rekorden, som var 7,74 sekunder , registrert i Provence -Alpes-Côte d'Azur , Frankrike, 30. august 2012. [ 108 ]
Roy Sullivan, en ranger i Shenandoah nasjonalpark , har rekorden for antall lynnedslag på en mann. Mellom 1942 og 1977 ble Sullivan truffet av lynet syv ganger og overlevde hver gang. [ 110 ]
Den eldste teknikken for stråleanalyse, brukt siden 1870, er spektroskopi , som består av dekomponering av lys ved forskjellige frekvenser . Denne metoden gjorde det mulig å bestemme temperaturen inne i et lyn, samt elektrontettheten til den ioniserte kanalen. [ 111 ] Det finnes også enhetssystemer, brukt siden 1920, hvis prinsipp er deteksjon av den elektromagnetiske strålingen fra strålen, som gjør det mulig å bestemme, i tillegg til plasseringen, dens intensitet og form. [ 112 ] Enheter som er i stand til direkte å måle innfallende elektrisk strøm, er vanligvis installert i miljøer der lynnedslaget er høyt, spesielt på høye bygninger og på fjelltopper. [ 113 ] Bruken av kameraer tillot systematisk analyse av stadiene av en elektrisk utladning. Siden lynet har en veldig kort varighet, er høyhastighetskameraer avgjørende for å oppdage tidsintervallene der ladningene bryter den dielektriske styrken til luften og overfører de elektriske ladningene mellom to regioner, spesielt etter å ha sammenlignet bildene med variasjonen. av det elektromagnetiske feltet . Sensorer er installert på høye strukturer, som bygninger og kommunikasjonstårn, for å tillate direkte vurdering av mengden last som passerer gjennom dem under en storm. For å overvåke utslipp over et stort område er det laget strategisk plasserte sensornettverk for nøyaktig å detektere plasseringen av elektromagnetiske bølger som kommer fra utslippene. Men bare med oppskytingen av satellitter som var i stand til å gjøre rede for alle utslipp på global skala, var det mulig å oppnå den sanne dimensjonen av planetens elektriske aktivitet. [ 102 ]
Enheter som sendes innenfor skyer gir viktige data om en skys lastfordeling. Værballonger , små raketter og passende utstyrte fly blir bevisst utplassert i tordenvær og blir truffet dusinvis av ganger av utslippene. [ 102 ]
Det er også deteksjonssystemer på bakken. Feltmøllen er et instrument for å måle det statiske elektriske feltet. I meteorologi tillater dette instrumentet, takket være analysen av det elektrostatiske feltet over det, å indikere tilstedeværelsen av en elektrisk ladet sky som indikerer forestående lyn. [ 114 ] [ 115 ] Det finnes også nettverk av mottaksantenner som mottar et radiosignal generert av utladningen. Hver av disse antennene måler intensiteten til lynet og retningen. Ved å triangulere retningene tatt fra alle antennene, er det mulig å utlede posisjonen til utladningen. [ 116 ]
Mobilsystemer med retningsantenne kan utlede retningen og intensiteten til lynnedslaget, så vel som avstanden, ved å analysere frekvens- og amplitudedempningen til signalet . [ 116 ] Kunstige satellitter i geostasjonær bane kan også måle lyn produsert av tordenvær som sveiper over synsområdet på jakt etter lysglimt. Blant annet er GOES- og Meteosat -serien med satellitter omtrent 36 000 km fra jorden. På den avstanden kan tykkelsen på atmosfæren neglisjeres og posisjonen i bredde- og lengdegrad kan utledes direkte. [ 117 ]
Lyndetektornettverk brukes av værtjenester som Canadian Weather Service , Météo-France og United States National Weather Service for å overvåke stormer og advare befolkninger. [ 118 ] [ 119 ] [ 120 ] Andre private og offentlige brukere bruker dem også, inkludert spesielt skogbrannforebyggende tjenester, elektrisitetstransporttjenester, som Hydro-Québec , og eksplosivfabrikker. [ 121 ] [ 122 ]
Lyn slår ofte ned i bakken, så ubeskyttet infrastruktur er utsatt for skade fra lynnedslag. Størrelsen på den forårsakede skaden avhenger i stor grad av egenskapene til stedet der lynet slår ned, spesielt dets elektriske ledningsevne , men også av intensiteten til den elektriske strømmen og varigheten av utladningen. Lydbølgene som genereres av lynet forårsaker vanligvis relativt små skader, for eksempel å knuse glass. [ Um. 19 ] Når en gjenstand blir truffet, øker den elektriske strømmen temperaturen enormt, så brennbare materialer utgjør en brannfare. [ 123 ]
Det finnes ingen pålitelige data om antall lynrelaterte dødsulykker på verdensbasis, da mange land ikke tar hensyn til slike ulykker. Risikosonen er imidlertid i tropene, hvor det bor omtrent fire milliarder mennesker. [ 102 ] I Brasil døde 81 mennesker av elektriske støt i 2011, inkludert en fjerdedel nord i landet. Ifølge INPE-forskere er antallet dødsfall direkte relatert til manglende utdanning av befolkningen angående lyn. I regionen sørøst har for eksempel antall omkomne gått ned, selv med økningen i forekomsten av lyn. I landet er de fleste berørte på landsbygda, driver med landbruksaktiviteter og bruker metallgjenstander som hakker og macheter. Den andre hovedårsaken er nærheten til metalliske kjøretøy og bruk av motorsykler eller sykler under en storm. [ 124 ]
Ved uvær er den beste formen for personlig beskyttelse å søke ly. Lukkede hus og bygninger, spesielt de som er utstyrt med beskyttelsessystemer mot elektrisk støt, er de sikreste. Metallkjøretøyer, som biler og busser, gir rimelig beskyttelse, men vinduene deres bør lukkes og kontakt med metall bør unngås. Det anbefales å unngå å stå i nærheten av isolerte trær, metalltårn, stolper og metallgjerder for å redusere sjansene for å bli truffet av lynet. Det anbefales på det sterkeste, i risikosituasjoner, å ikke oppholde seg i felt, svømmebasseng, innsjøer og i havet. Inne i bygninger er det tilrådelig å unngå bruk av utstyr hvis ledende overflate strekker seg til utendørsarealer, for eksempel elektrisk utstyr og vannrør. [ Um. 20 ]
Lyn kan skade mennesker på flere måter: ved direkte utladning gjennom kroppen, av strøm forårsaket av et lynnedslag i nærheten, eller ved kontakt med en ledende gjenstand truffet av lynet. Milde symptomer på lynnedslag inkluderer mental forvirring , midlertidig døvhet og blindhet og muskelsmerter. I disse tilfellene er fullstendig gjenoppretting vanligvis vanlig. I tilfeller av moderat skade kan ofre lide av psykiske lidelser , motoriske svekkelser eller første- og andregradsforbrenninger . Gjenoppretting er mulig, men følgetilstander som mental forvirring, psykomotoriske vansker og kroniske smerter vil sannsynligvis vedvare. Til slutt forårsaker alvorlige skader forårsaket av elektriske støt blant annet hjertestans , hjerneskade , alvorlige brannskader og permanent døvhet. Pasienten har for det meste irreversible følgetilstander som hovedsakelig påvirker nervesystemet . I gjennomsnitt dør én av fem personer som blir truffet av lynet som følge av dette. [ Um. 21 ] [ 125 ] Rødlige Lichtenberg-figurer kan også vises på huden til lynofre , [ 126 ] med bregnelignende mønstre, som kan vedvare i timer eller dager. De kalles noen ganger lynblomster , og antas å være forårsaket av brudd på kapillærer under huden ved passasje av høy elektrisk strøm .
Risikoen i luftfarten er liten, men ikke fraværende. Fly reagerer på lyn på samme måte som et Faraday-bur (strømmen flyter bare gjennom flykroppen ) og når et fly blir truffet av lynet, kommer det vanligvis inn gjennom en skarp spiss på flyet, for eksempel nesen , og ut halen . [ 127 ] Det kan hende at cockpiten til flyet brenner eller smelter ved lynnedslag, men denne skaden utgjør ingen risiko for passasjerene i flyet, og det kan til og med skje at sjokket ikke merkes. [ 128 ] [ 129 ] Glidere , som er mindre enn tradisjonelle fly, kan bli ødelagt midt på flyet av lyn. [ 130 ]
De delene som er mest utsatt er flyets elektronikk om bord og drivstofftanker. [ 127 ] Beskyttelse av sistnevnte ble tydelig etter Pan Am Flight 214 , som styrtet i 1963 etter at lynet skapte en gnist i drivstofftanken. [ 131 ] Tankene og elektronikken er sikret med jording sikret med vingespiss kjøleribber. [ 127 ] [ 132 ] Lyn kan også forvirre piloter på et fly. Faktisk, under Loganair Flight 6780 , etter at flyet ble truffet av lynet, ignorerte pilotene tidligere aktiverte kontrollmoduser, og trodde at utladningen hadde skadet elektronikken. Faktisk ble ikke flyet skadet i det hele tatt, og pilotene brukte resten av flyturen på å kompensere for effekten av den fortsatt funksjonelle autopiloten . [ 133 ]
Kraftledninger i strømnettet er sårbare elementer, og det har vært mange tilfeller av strømbrudd, de mest bemerkelsesverdige er strømbruddet i New York i 1977 og strømbruddet i Brasil og Paraguay i 2009 . [ 134 ] [ Um. 22 ] En utladning på en linje overfører høyspenningstopper over lange avstander, forårsaker betydelig skade på elektriske enheter og skaper risiko for brukere. Imidlertid kommer de fleste utstyrsskader fra effekten av elektromagnetisk induksjon , der utladningen, som passerer gjennom en elektrisk leder nær en overføringskabel, induserer piggstrømmer og spenninger. Den elektrostatiske induksjonen av ladningsstrømmen i kontakt med lyn forårsaker gnister og spenningstopper som kan være farlige avhengig av omstendighetene. Underjordiske kabler er også utsatt for uønskede strømmer. Verneutstyr er ment å omdirigere disse strømmene til jord . Overspenningsavlederen er et av de mest brukte utstyret. Den er dannet av en metallstang koblet til bakken som leder lynet trygt til det. [ 135 ] [ Um. 23 ]
Bruk av lynenergi har vært forsøkt siden slutten av 1980-tallet. I et enkelt blink blir omtrent 280 kWh elektrisk energi utladet . Dette tilsvarer ca. 1 GJ , eller energien til ca. 31 liter bensin . [ 136 ] Imidlertid når mindre enn en tiendedel av denne energien bakken, og dette er sporadisk med tanke på rom og tid. [ 137 ] [ 138 ] Det har blitt foreslått å bruke lynets energi til å produsere hydrogen fra vann, å bruke vann som raskt varmes opp av lynet for å produsere elektrisitet, eller å fange en sikker brøkdel av energien med induktorer plassert i nærheten. [ 139 ] [ 140 ]
Sommeren 2007 testet et fornybar energiselskap, Alternate Energy Holdings, en metode for å utnytte energi fra lyn. De kjøpte systemdesignet fra Steve LeRoy, en oppfinner fra Illinois, som hevdet at et lite menneskeskapt lyn kunne tenne en 60-watts lyspære i 20 minutter . Metoden innebærer et tårn for å fange opp den store energimengden og en veldig stor kondensator for å lagre den. I følge Donald Gillispie, administrerende direktør i Alternate Energy Holdings, "Vi har ikke klart å få det til å fungere, men gitt nok tid og penger, kan vi sannsynligvis utvide modellen […]. Det er ikke svart magi, det er bare matematikk og naturfag, og det kan gå i oppfyllelse." [ 141 ] [ 142 ]
I følge Martin A. Uman, meddirektør for lynforskningslaboratoriet ved University of Florida og en ledende lynforsker, når lite energi bakken og det vil ta dusinvis av "lyntårn", sammenlignet med de ved Alternate Energy Holdings, å tenne fem 100-watts pærer i ett år. På spørsmål om det av The New York Times sa han at mengden energi i et tordenvær var sammenlignbar med eksplosjonen av en atombombe, men samtidig var forsøket på å fange energien til jordens overflate " uten håp". [ 142 ] [ Um. 24 ] I tillegg til vanskeligheten med å lagre så mye energi raskt, var en annen stor utfordring å forutsi når og hvor stormer ville oppstå; selv under tordenvær er det svært vanskelig å forutsi nøyaktig hvor lynet vil slå ned. [ 136 ]
Ordet "lyn" kommer fra vulgær latin , latin fulgura , på latin , klassisk latin fulmen , som betyr 'lyn'. [ 143 ]
Uttrykket "lynet slår aldri ned to ganger [på samme sted]" er beslektet med "en gang-i-livet-mulighet", det vil si noe som generelt anses som usannsynlig. Lynnedslag forekommer stadig oftere i bestemte områder. Siden ulike faktorer endrer sannsynligheten for nedslag på et gitt sted, har gjentatte lynnedslag en svært lav (men ikke umulig) sannsynlighet. [ 144 ] [ 145 ] På samme måte refererer "et lyn fra ingensteds" til noe helt uventet, og "en person truffet av lynet" er en fantasifull eller komisk metafor for noen som opplever en plutselig, sjokkerende åpenbaring. levetid, lik en åpenbaring eller opplysning .
På fransk og italiensk er uttrykket som brukes for å uttrykke "kjærlighet ved første blikk" henholdsvis coup de foudre og colpo di fulmine , som bokstavelig oversatt betyr 'lynnedslag'. Noen europeiske språk har et eget ord for lynnedslag i bakken (i motsetning til lyn generelt); det er ofte en beslektet av det engelske ordet "rays". Lyn er ofte synonymt med hastighet , derav uttrykket "med lynets hastighet." Mange film- eller tegneseriefigurer har navn eller logoer relatert til lyn, for å indikere hastigheten deres, for eksempel Flash McQueen ("Lightning McQueen", på engelsk) eller forskjellige superhelter fra Marvel Comics og DC Comics [ 146 ] [ 147 ] [ 148 ] [ 149 ]
Gamle folk skapte mange mytologiske historier for å forklare utseendet til lyn. I gammel egyptisk religion kaster guden Typhon lyn på jorden. I Mesopotamia , et dokument fra 2300 f.Kr. C. viser en gudinne på ryggen til en bevinget skapning som holder en håndfull lyn i hver hånd. Han står også overfor guden som kontrollerer været; han lager torden med en pisk. Lynet er også kjennetegnet til den kinesiske mytologigudinnen Tien Mu, som er en av de fem dignitærene i "Ministry of Storms", kommandert av Tsu Law, tordenguden. I India beskriver Vedaene hvordan Indra , sønnen til Paradiset og Jorden, bar torden i bigaen sin . [ Um. 1 ] Han regnes som guden for regn og lyn og kongen av devaene . [ 150 ] [ 151 ] [ 152 ] Shinto - guden Raijin , gud for lyn og torden, er avbildet som en demon som slår på en tromme for å skape lyn. [ 153 ]
Rundt 700 f.Kr C. begynte grekerne å bruke symbolene på lyn inspirert av Midtøsten i sine kunstneriske manifestasjoner, og tilskrev dem hovedsakelig Zevs , den øverste guden i deres mytologi. En eldgammel historie forteller at da Zevs var i krig med Cronus og titanene , frigjorde han brødrene sine, Hades og Poseidon , sammen med syklopene . I sin tur ga kyklopen Zeus tordenbolten som et våpen, og det ble hans symbol. I antikkens Hellas , da lynet dukket opp på himmelen, ble det sett på som et tegn på misbilligelse fra Zevs. Den samme tolkningen ble gjort i det gamle Roma angående Jupiter . I Roma trodde man at laurbærgrener var "immunisert" mot lynnedslag, så keiser Tiberius brukte disse grenene for å beskytte seg selv under stormer.
I gammelnorsk religion ble lynet antatt å være produsert av den magiske hammeren Mjöllnir som tilhørte guden Thor . [ 154 ] Perun , torden- og lynets gud, er den øverste guden til det slaviske pantheon , [ 155 ] og Pērkons / Perkūnas , baltisk tordengud, er en av de viktigste gudene i deres panteon. I finsk mytologi er Ukko (den gamle ) guden for torden, himmel og vær og det finske ordet for torden er ukkonen . [ 156 ] ).
I inka-religionen er Illapa guden for torden, lyn, lyn og krig. Han er representert som en imponerende mann kledd i strålende gull og edelstener. Illapa bar en warak'a og en gullmaqana som han produserer lyn med. Illapa er også en gud assosiert med store katter og rovfugler, så en annen manifestasjon av Illapa, spesielt i menneskeverdenen , er i form av en puma , jaguar eller falk . Navnet Illapa henspiller også på lyn på quechua -språket . Det antas at Illapa og Inti er en del av en større guddom, som er Wiracocha , som er inkaenes øverste gud og ble assosiert med lyn og stormer. I den nordlige delen av det peruanske Andes-høylandet ligger Catequil , som er lynets gud for de gamle Cajamarcas.
I mange andre kulturer har lyn også blitt sett på som en del av en guddom eller en guddom i seg selv, slik som den aztekiske guden Tlaloc eller guden K i Maya-religionen .
Buryatene , et folk som bodde i nærheten av Baikalsjøen i det sørlige Sibir , trodde at deres gud produserte lyn ved å kaste steiner fra himmelen. Noen urfolksstammer i Nord-Amerika og Afrika har troen på at lynet produseres av en magisk "tordenfugl", som kaster skyene mot jorden . [ Um. 1 ] I den tradisjonelle religionen til afrikanske bantu- stammer , som Baganda og Banyoro i Uganda , er lyn et tegn på gudenes vrede. Baganda tilskriver spesifikt fenomenet lyn til guden Kiwanuka , en av gudene blant Lubaale, en del av hovedtrioen av havguder eller innsjøer. Kiwanuka starter skogbranner, velter trær og andre høye bygninger, og en rekke helligdommer blir etablert på åsene, fjellene og slettene for å holde seg i deres favør. Lyn er også kjent for å bli påkalt over ens fiender ved å ytre visse sang, bønner og ofre.
I jødedommen , når man ser lynet, må man resitere velsignelsen "...den som gjør skaperverk." Talmud refererer til det hebraiske ordet for himmelen ( Shamaim ), som bygget av ild og vann ( Esh Umaim ), siden himmelen er kilden til den uforklarlige blandingen av "ild" og vann som kommer sammen under stormer. regn. Dette er nevnt i flere setninger, [ 157 ] den 29. salme , og er omtalt i kabbala -skriftene .
I islam sier Koranen : "Han det er som viser deg lyn, frykt og håp, og løfter opp skyene. Torden synger Hans pris og (også) englene av frykt for Ham. Han kaster torden og slår hvem han vil». ( Koranen 13.12-13 ) og "Har du ikke sett hvordan Gud får skyene til å bevege seg jevnt, så føyer dem sammen, for så å gjøre dem om til en haug, og så ser du regnet komme ut..." ( Koranen 24.43 ). Verset ovenfor, etter å ha nevnt skyer og regn, taler om hagl og lyn: "...og han sender hagl fra fjellene (skyene) på himmelen, og han slår med det hvem han vil, og driver det bort." hvem han vil ha».
I kristendommen sammenlignes Jesu annet komme med lyn . ( Matteus 24:27 , Lukas 17:24 )
Ceranoskopi er spådom ved å observere lyn eller høre torden. [ 158 ] Det er en type aeromani .
Lynet var et ofte brukt motiv i Art Deco -design , spesielt sikk-sakk- designet på slutten av 1920-tallet. [ 159 ]
Noen fotografer, kjent som stormjagere , har spesialisert seg på lynklisjeer. [ 160 ] Et museum helt dedikert til lyn ble operert mellom 1996 og 2012 i hjertet av Auvergne Volcanoes Regional Nature Park . [ 161 ] The Lightning Field er et verk av kunstneren Walter De Maria opprettet i 1977, et stykke land art funnet i New Mexico , USA, og består av flere stålstenger slik at de kan bli truffet av lynet. [ 162 ]
Lyn er også brukt i logoene til ulike merker og foreninger . Dermed har Opel og den europeiske husokkupantens bevegelse . [ 163 ] [ 164 ] [ 165 ] [ 166 ]
Noen politiske partier bruker lyn som et symbol på makt, slik som Singapore People's Action Party , British Union of Fascists på 1930-tallet og Nation States Rights Party i USA på 1950-tallet. [ 167 ] ] The Schutzstaffel ( SS), den paramilitære fløyen til det nazistiske partiet , brukte Sig-runen i sin logo som symboliserer lyn. Det tyske ordet Blitzkrieg , som betyr 'lynkrig', var en stor offensiv strategi for det tredje riket under andre verdenskrig , som innebar å bruke kraftig væpnet makt for å få fart på kampene. [ 168 ] Hardrockbandet AC /DC bruker også et lyn i logoen sin. [ 169 ] Navnet på Australias mest berømte fullblodshest , Phar Lap , stammer fra det vanlige ordet Zhuang og Thai for lyn. [ 170 ]
Lynet i heraldikk er vist som en sikksakk med stumpe ender. Dette symbolet representerer generelt kraft og hastighet.
Lynet brukes til å representere de øyeblikkelige kommunikasjonsevnene til elektriske telegrafer og radioer. Lynet er et vanlig symbol for militære kommunikasjonsenheter rundt om i verden. Et lyn er også NATO-symbolet for et signalmiddel .
Symbolet for elektriske farer er vanligvis et lyn. Dette er anerkjent av ulike standarder. [ 171 ] Unicode - symbolet for lyn er "☇" (U+2607).
Atmosfæriske elektriske utladninger er ikke unike for jorden. På flere andre planeter i solsystemet er eksistensen av lyn med varierende intensitet allerede bekreftet. Fra disse observasjonene følger det at sannsynligheten for forekomst av elektriske utladninger er direkte assosiert med tilstedeværelsen av vann i atmosfæren, selv om det ikke er den eneste årsaken. [ Ja. 5 ]
På Venus ble det mistenkt utslipp på grunn av den tykke atmosfæren, noe som ble bekreftet av Venus Express -sondeutsendelsen . [ Ja. 6 ] På Mars er det allerede oppdaget direkte tegn på utseende av elektriske utladninger. De er muligens forårsaket av de store sandstormene som oppstår på planeten. Ifølge forskerne har den elektriske aktiviteten på Mars viktige implikasjoner fordi den endrer atmosfærens sammensetning, noe som påvirker beboelighet og forberedelser for menneskelig utforskning. [ 172 ]
På Jupiter har flere oppdrag gjort det mulig å observere elektriske utladninger i ekvatorial- og polarområdene. Stormer er forårsaket der av konveksjon , som på jorden. Gasser, inkludert vanndamp , stiger opp fra dypet av planeten, og de små partiklene, når de er frosne, gni mot hverandre, og genererer dermed en elektrostatisk ladning som utlades i form av lyn. Siden Jupiters stormer er mye større og mer intense enn jordens, er lynet mye kraftigere. Intensiteten er opptil ti ganger større enn noe lyn som allerede er registrert på planeten vår. [ 173 ] På Saturn er lyn mye mindre vanlig. Utseendet til store stormsystemer forårsaker imidlertid utseendet til utslipp som overstiger ti tusen ganger energien til jordbasert lyn. [ Ja. 7 ] På Titan , en av dens naturlige satellitter , er det derimot ikke registrert noen elektrisk utladning til dags dato til tross for en tykk og aktiv atmosfære . [ Ja. 8 ]
Klima | |
---|---|
Årstider | Vinter - Vår - Sommer - Høst - Tørrsesong - Regntid |
Nedbør | Front - Duskregn - Iskorn - Hagl - Ispellets - Regn - Byger - Underkjølt regn - Snø - Sludd - Snøpellets - ( Snørull ) |
stormer | Sky - Støvstorm - Ekstratropisk syklon - Brannstorm - Lyn - Supercell - Elektrisk storm - Tornado - Lov - Tropisk syklon - Vannmanga - Isstorm - La Niña - El Niño |