Dlaczego biją pioruny?

24.06.05, 15:51
Zastanowił mnie temat z powodu silnej burzy z piorunami którą niedawno ku memu zaskoczeniu przeżyłem.
Pewnie dla wielu to może głupie pytanie, przecież jest różnica potencjałów i przeskok ładunków, ale chyba temat nie jest taki prosty.
Po pierwsze, skąd ta ogromna różnica potencjałów się bierze? Dlaczego chmura tak się polaryzuje że na spodzie tworzy gęsty łądunek ujemny a na górze dodatni?
Po drugie , podobno piorun bije w ten sposób że najpierw jest przepływ elektronów z chmury do ziemi który otwiera ścieżkę (zjonizowane powietrze) a potem "właściwy piorun" to przepływ ładunków z ziemi do chmury. Jakie to ładunki płyną z ziemi do chmury? elektrony? zjonizowane atomy ? Czy ktoś zna ten mechanizm albo próbował go wyjaśnić? Chętnie go poznam.
    • t0g Re: Dlaczego biją pioruny? 24.06.05, 20:55
      Wiesz, ciekawostka - w okolicy, gdzie mieszkam, burze z piorunami to zjawisko niezwykle rzadkie.
      Burza z iorunami, ktore bija w najblizszym otoczeniu naszego miasteczka zdarza sie raz na kilka lat.
      Natomiast o jakies 40 km na wschod zaczyna sie lancuch gorski i tam zdarzaja sie burze tak silne, ze
      grzmoty slychac i u nas.

      Ta rzadkosc burz jest czyms tak niezwykym, ze ludzie czesto pytaja o przyczyne. I akurat w naszej
      lokalnej gazecie przedwczoraj jeden klimatolog obszernie wyjasnial mechanizm powstawania burzy i
      elektryzowania chmur. I jak na zlosc, ten egzemplarz akurat wczoraj wyrzucilismy na makulature! Ale ja
      postaram sie jakos to odnalezc, bo w artykule tego klimatologa moze byc wiele odpoowiedzi na
      pytania, ktore postawiles. Pamietam cos o tym, ze warunkiem do powstania burzy jest wspolistnienie
      mikrokrysztalkow lodu i przechlodzonych mikrokropelek wody. Ale ja niestety tylko "przelecialem"
      tresc, nie czytalem tego zbyt uwaznie.

      Pozdrawiam, t0g
      • devegas Re: Dlaczego biją pioruny? 24.06.05, 22:35
        Tak się nad tymi piorunami zastanowiłem i to na prawdę skomplikowane zjawisko.
        Wyczytałem, że w Ziemię w ciągu 1 sek uderza 100 piorunów. Każdy piorun niesie średnio ładunek 30 Coulombów, czyli w ciągu 1 sek z nieba na ziemię przepływa 3000 Coulombów !!!, ile to jest na dobę to nawet nie liczę. To jak ten ładunek jest wyrównywany w chmurach ? Skąd ta ilość elektronów jest uzupełniania w chmurach? Jakiś tajemny przepływ elektronów z ziemi do chmur? A może wiatr słoneczny? Hm , tak się zastanowiłem nad tymi burzami.
      • owca_czarna Re: Dlaczego biją pioruny? 24.06.05, 22:49
        t0g napisał:

        > Wiesz, ciekawostka - w okolicy, gdzie mieszkam, burze z piorunami to zjawisko n
        > iezwykle rzadkie.
        > Burza z iorunami, ktore bija w najblizszym otoczeniu naszego miasteczka zdarza
        > sie raz na kilka lat.
        > Natomiast o jakies 40 km na wschod zaczyna sie lancuch gorski i tam zdarzaja s
        > ie burze tak silne, ze
        > grzmoty slychac i u nas.
        >
        > Ta rzadkosc burz jest czyms tak niezwykym, ze ludzie czesto pytaja o przyczyne.
        > I akurat w naszej
        > lokalnej gazecie przedwczoraj jeden klimatolog obszernie wyjasnial mechanizm po
        > wstawania burzy i
        > elektryzowania chmur. I jak na zlosc, ten egzemplarz akurat wczoraj wyrzucilism
        > y na makulature! Ale ja
        > postaram sie jakos to odnalezc, bo w artykule tego klimatologa moze byc wiele o
        > dpoowiedzi na
        > pytania, ktore postawiles. Pamietam cos o tym, ze warunkiem do powstania burzy
        > jest wspolistnienie
        > mikrokrysztalkow lodu i przechlodzonych mikrokropelek wody. Ale ja niestety tyl
        > ko "przelecialem"
        > tresc, nie czytalem tego zbyt uwaznie.
        >
        > Pozdrawiam, t0g

        t0g szukaj tej gazetki, szukaj. Jestem ciekawa ile nauka poszła do przodu od
        czasu gdy ja miałam troche kontaktu z meteo.


        W chmurach burzowych, występują silne prądy wstępujące, kótre wywołują
        intensywna kondensacja pary wodnej , kórej akurat w takim gatunku chmur jest
        dosyć dużo. Potem dzieje się tak, że przenoszone pionowo krople wody zostaja w
        chmurze dzielone na duze i małe o rożnym ładunku elektrycznym. W górnej częsci
        chmury zazwyczaj gromadza się ładunki dodatnie a w dolnej ujemne. (dlaczego tak
        moze fizyk atmosfery potrafi to wyjaśnić:) W ten sposób gromadzi się duży zapas
        energii i dochodzi do wyładowań. Wyładowania mogą występować w pojedynczej
        chmurze i między chmurami (mamy wtedy byskawicę) lub w postaci pioruna miedzy
        chmura a ziemią. To taki najprostszy z mozliwych sposob wytłumaczenia skąd biora
        sie te diabelskie pioruny :))

        czarna_owca


        • devegas Re: Dlaczego biją pioruny? 24.06.05, 23:02
          Mechanikę takiej chmury znalazłem i wiem że tam się silnie trą w ruchu wstępująco-zstępującym kryształki lodu z parą wodną ale jak to się dzieje że taki rozkład ładunku się tworzy to nie mogę znależć.
          • owca_czarna Re: Dlaczego biją pioruny? 24.06.05, 23:10
            devegas napisał:

            > Mechanikę takiej chmury znalazłem i wiem że tam się silnie trą w ruchu wstępują
            > co-zstępującym kryształki lodu z parą wodną ale jak to się dzieje że taki rozkł
            > ad ładunku się tworzy to nie mogę znależć.


            hehe tego nawet naukowcy nie wiedzą, serio mówię, zacytuję Ci fragment z mądrej
            kniżki: "chmury burzowe Cb (Cumulonimbusy) zawierają potężne ładunki
            elektryczne, przy tym z nieznanuych jeszcze powodów jedne ich fragmenty bywają
            naładowane dodatnio, a inne ujemnie" O to Ci chodz? Zacytowałam ten fragmnet,
            żeby rozwiać Twoje wątpliwości, że nie wyssałam z palca. Dlatego też jestem
            ciekawa, co t0g wyczytał w tej gazecie. Może cos się zmieniło, w końcu nauka
            poszła do przodu :)) 1

            czarna_owca
            • europitek Re: Dlaczego biją pioruny? 25.06.05, 16:41
              A ja jestem ciekaw, jak to jest w przypadku "gromu z janego nieba" ?
    • purple Płyną głównie elektrony. Jony są o wiele cięższe 24.06.05, 22:40
      i poruszają się o wiele wolniej.
      Ciao
      • devegas Re: Płyną głównie elektrony. Jony są o wiele cięż 24.06.05, 22:48
        Tak też mi się wydaje. Ale właściwy piorun - ten co jest błyskawicą i niesie huk to chyba trochę przypomina ruch jak ruch dziur w półprzewodniku bo jak inaczej wytłumaczyć gdy piszą że piorun płynie od ziemi do chmury.
        • t0g Kiedys w Scientific American podano, jak "domowymi 24.06.05, 23:12
          ...srodkami" ( z ktorych nanbardziej skomplikowanym byl chyba wzmaczniacz
          operacyjny 741, w tej chwili do nabycia pewnie za zlotowke - ciekawe, dopiero w
          tej chwili zauwazylem, zbieznosc nazwy tego niezwykle popularnego op-ampa z
          liczba w adresie mojego portaliku!) wybudowac przyrzad, ktory pozwala na
          zmierzenie natezenia pola elektrycznego w poblizu powierzchni ziemi. M<ierzenie
          pola elektrycznego jest zdecydowanie trudniejsze od pomiaru pola magnetycznego,
          ze wzgledu na wszechobecne ladunki.

          To pole elektryczne jest chyba rzedu 100 V/m, ale glowy nie dam (zaraz sprawdze
          w Googlu). Takie pole jest slabiutkie, ale powoduje, ze stale plynie "do gory"
          pewien prad, no i ten ladunek plynacy do gory potem wraca na dol w postaci
          piorunow.

          Ten prad plynacy "do gory" wynosi zatem ok. 3 kA, co byloby sporo, jesliby
          plynal drutem, ale po podzieleniy przez cala powierzcnie ziemi - 510 mln km^2, o
          ile pamietam - gestosc tego pradu wyrazona w A/m^2 bedzie bardzo malutka
          liczba. Jakies pikoampery na metr kwadatowy.
          • t0g Faktycznie ok. 100 V/m 24.06.05, 23:17
            Tu jest ten link, jak wybudowac przyrzad do pomiaru tego pola. Chyba nawet
            op-amp nie jest potrzebny...
      • llukiz Re: Płyną głównie elektrony. Jony są o wiele cięż 24.06.05, 23:06
        tak. ale cały "pierun" :=) świeci od razu, a wcale nie po troch od góry bądź od
        dołu :-)
        • devegas Re: Płyną głównie elektrony. Jony są o wiele cięż 25.06.05, 00:00
          Świeci cały pierun bo on płynie z prędkością ok. 1/6 c ( jedna-szósta prędkości światła) to nawet jakbyś oczy wypatrzył to nie wiele zobaczysz z jego ruchu.
    • rudy102_t_34_85 Re: Dlaczego biją pioruny? 25.06.05, 21:53
      Tak się składa że w ostatnim numerze Świata Nauki (6/2005) jest bardzo
      interesujący artykuł wyjaśniający te sprawy w świetle najnowszych odkryć
      naukowych (str.48-55 autor Joseph R.Dwyer).Można kupić albo przejrzeć w
      czytelni.
      • devegas Re: Dlaczego biją pioruny? 26.06.05, 11:27
        > Tak się składa że w ostatnim numerze Świata Nauki (6/2005) jest bardzo
        > interesujący artykuł wyjaśniający te sprawy w świetle najnowszych odkryć
        > naukowych (str.48-55 autor Joseph R.Dwyer).Można kupić albo przejrzeć w
        > czytelni.

        Dzięki za informacje, przeczytam na pewno. Swoją drogą to zastanawiające, że nauka poznała elektryczność bodaj w XVIII i XIX wieku a do chwili obecnej nie potrafi właściwie wyjaśnić zjawiska piorunów na Ziemi (dobrze przynajmniej że rozumiemy dlaczego deszcz pada :))
Inne wątki na temat:
Pełna wersja