Każdy z nas obserwował spektakularne wystąpienia błyskawic, które zygzakiem schodziły z chmury burzowej na ziemię. Dlaczego właśnie przybierają one taki kształt? Tę zagadkę postarał się rozwiązać John Lowke z Uniwersytetu Południowej Australii, którego wyniki badań nad piorunami możemy przeczytać na łamach Journal of Physics D: Applied Physics.
Czytaj też: Burze na Jowiszu wprawiają w osłupienie. Wyniki obserwacji przeczą oczekiwaniom
Naukowiec dokładnie przyjrzał się zjawisku zygzaków, ale również próbował znaleźć przyczynę tego, że kolumna przewodząca prąd elektryczny łącząca się z chmurą pozostaje ciemna i jak taka błyskawica może przemieszczać się na odległość kilku kilometrów.
Pioruny strzelają zygzakiem. „Skokowe lidery” mają swoją przyczynę w konkretnych czasteczkach
Jak twierdzi badacz, za wszystko są odpowiedzialne metastabilne cząsteczki tlenu delta singletowego:
Procesy można wytłumaczyć akumulacją metastabilnych cząsteczek tlenu delta singletowego wzbudzonych w koronowych impulsach błyskawic. Czas skoku jest niezbędny do wzbudzenia dużych metastabilnych gęstości w celu wytworzenia znacznego oderwania elektronów od jonów ujemnych. Oderwane elektrony tworzą wysoce przewodzący kanał, początkowo świecący, co powoduje redystrybucję pól elektrycznych oraz wzrost potencjału i pól elektrycznych na końcu skoku, aby umożliwić dalszy etap jonizacji.
Takie zachowanie piorunów, a dokładnie „skokowych liderów” zostało stwierdzone na podstawie obliczeń gęstości elektronów, jonów dodatnich i ujemnych oraz metastabilnych cząsteczek tlenu delta singletowego podczas pierwszych siedmiu sekund wyładowania elektrycznego zainicjowanego przez 50-centymetrowe naładowane kule gradowe.
Czytaj też: Erupcja wulkanu Tonga zaburzyła jonosferę. Monitoring tej warstwy przyda nam się w przyszłości
Po co nam głębsze zrozumienie tego, jak strzelają pioruny? Przede wszystkim, aby jeszcze lepiej się przed nimi chronić. Obecne piorunochrony są w zasadzie niezmienne od XVIII wieku – jako druty montowane na szczytach wysokich budynków ściągają wyładowania, które następnie przenoszą do gruntu, gdzie są uziemiane. Autor badania wskazuje na potrzebę lepszego zabezpieczenia także mniejszych konstrukcji opartych na szkielecie z ocynkowanego żelaza.
