Zibens ir vieglā ceļa gājējs 0
Ja negaisa laikā, atrodoties ārā, jums sāk celties uz augšu mati, ņemiet kājas pār pleciem, cik ātri vien var.
Vasara ir pilnā plaukumā, un līdz ar to Latviju biežāk skar pērkona negaisi – bīstamākā atmosfēras parādība mūsu reģionā, kas ik gadu rada apdraudējumu un postījumus. Kā rodas negaiss, stāsta Tukuma Raiņa ģimnāzijas fizikas skolotājs, fizikas maģistrs VALDIS ZUTERS.
* Zibens, pērkons un negaiss nav viens un tas pats. Ar vārdu “pērkons” apzīmē dārdošo skaņu, ar vārdu “zibens” – izlādes procesu, kura rezultātā rodas spilgta gaisma, un ar “negaiss” – dabas parādību, kurā veidojas zibens un pērkons.
* Lai saprastu, kas notiek negaisa laikā, der atcerēties reizes, kad esam dabūjuši pa nagiem no statiskās elektrības. Tas notiek, ja pozitīvi un negatīvi lādētas daļiņas atdalās viena no otras un vienā vietā sakrājas vairāk, citā – mazāk. Pieliekot roku pie kādas virsmas, ar statisko izlādi notiek lādiņu līdzsvara atjaunošanās. Līdzīgs process risinās arī debesīs negaisa laikā. Mākoņos atrodas lietus pilieni, kam sasalstot veidojas ledus kristāli. Gaisa masām kustoties, ledus kristāliem savstarpēji berzējoties, pozitīvie lādiņi atdalās no negatīvajiem. Gaiss ir labs izolators, kas neļauj notikt izlādei starp atdalītajiem lādiņiem. Taču lādiņi krājas un krājas, līdz sakrājas tik daudz, ka spēj pārvarēt gaisa izolācijas slāni, šaurā kanālā gaisu padarot par elektrības vadītāju, un tad sākas milzīga izlāde. Zibens spēriena brīdī notiek spēcīga elektriskā izlāde. Spilgtā gaismas šautra, ko redzam negaisa laikā, parāda šauro kanālu, kas pa gaisu vada elektrību un kalpo gluži kā elektrības vads lādiņu kustībai.
* Negatīvie lādiņi sastājas mākoņa apakšā, pozitīvie – augšā. Izlāde notiek starp pozitīvajiem un negatīvajiem lādiņiem. Aptuveni 1/3 gadījumu negaisa izlāde notiek starp mākoņa apakšējo daļu, kur atrodas negatīvie lādiņi, un zemi, kur atrodas pozitīvie lādiņi, bet 2/3 gadījumu tā notiek pašā mākonī. Daudz retākas, bet krietni bīstamākas ir izlādes starp mākoņa augšpusi (pozitīvie lādiņi) un zemi (negatīvie lādiņi). Šie zibens spērieni ir daudz jaudīgāki un var pārsteigt vairāk nekā 10 kilometru attālumā no negaisa norises vietas, tā teikt, var notikt “spēriens no skaidrām debesīm”.
* Kanālā, pa kuru noplūst negaisa radītā elektrība, ir ļoti augsta temperatūra – aptuveni 30 tūkstoši grādu pēc Celsija. Tātad gaiss uz īsu mirkli ir piecas reizes karstāks nekā uz Saules virsmas. Negaisam raksturīgā dārdošā skaņa rodas, karstuma ietekmē gaisam strauji izplešoties.
* Ja zibens šautra ir desmit un vairāk kilometrus gara, kanāla diametrs ir 2 līdz 5 centimetri.
* Spožais zibsnis, ko dēvējam par zibeni, negaisa laikā rodas tāpēc, ka lielā karstuma ietekmē elektriskā enerģija pārveidojas gaismas enerģijā. Gaiss ir tik ļoti sakarsis, ka sāk spīdēt. Šā paša iemesla dēļ spīd saule.
* Kāpēc zibenim raksturīga zigzaga forma? Gaiss elektrību nevada. Lai vadītu elektrību, ir jābūt brīvām lādētām daļiņām. Mākonī sakoncentrējas daudzas negatīvi lādētas daļiņas, uz Zemes – pozitīvie lādiņi. Izlādes kanāli ar brīvām lādētām daļiņām gan no augšas, gan no apakšas tiecas viens pretī otram. Zibens kanālam veidojas zigzaga forma, jo tas, tā sakot, iet vieglāko ceļu, tas ir, dodas tajos virzienos, kuros ir mazākā elektriskā pretestība. Izlāde notiek brīdī, kad abi kanāli satiekas. Tie, kā zināms, mēdz arī sazaroties, ne vienmēr katrs atzara kanāls satiekas ar kādu kanālu pretī.
* Novērots, ka zibens sper augstākajos Zemes punktos – daudzstāvu namos, kokos, baznīcu un citos torņos, jo tie ir debesīm fiziski tuvāk. Turklāt zibenim ļoti patīk izteiktas asas smailes, jo tajās vairāk sakoncentrējas lādiņi.
* Lai gan viena zibens spēriena skaņa un gaisma negaisa laikā rodas vienā un tajā pašā vietā un mirklī, ņemot vērā, ka gaismas ātrums ir daudz lielāks (vienā sekundē gaisma zemeslodei apskrien apkārt astoņas reizes), pirmais Zemi sasniedz zibsnis (gaisma) un tikai pēc brīža seko skaņa (pērkona dārdi). Skaņa pārvietojas ar ātrumu aptuveni 330 metri sekundē (1 km – aptuveni 3 sek.) Līdz ar to patiesībai neatbilst senāks pieņēmums – cik sekunžu paiet no gaismas zibšņa līdz spērienam, tik kilometru attālumā atrodas negaiss. Kā iepriekš minēts, skaņa vienu kilometru pārvar trīs sekundēs, tādēļ, lai uzzinātu, cik tālu atrodas negaiss, sekundes, kas saskaitītas no zibšņa brīža līdz pērkona dārdiem, jādala ar trīs.
* Literatūrā minēts, ka no pērkona zibšņa nāk tāda gaismas plūsma kā no miljona simtvatīgo spuldžu. Tiesa, tas, kā cilvēks redz zibens spožumu, atkarīgs no tā, vai zibens novērots dienā vai naktī un cik tālu atrodas zibens šautra.
* Pērkona spērieni mēdz būt gan klusāki, gan skaļāki. Gan pērkona dārdu skaļums, gan gaismas zibšņa radītais apgaismojums, ko mēra luksos, atkarīgs no tā, cik tālu cilvēks atrodas no spēriena vietas.
Attālums no izlādes vietas Skaņas intensitātes līmenis
10 m 120 decibeli (dzirdes sāpju slieksnis)
20 m 114 decibeli
10 km 50 – 60 decibeli
* Vienā zibens izlādē, kas ilgst 30 mikrosekundes jeb 30 miljonās daļas no sekundes, atbrīvojas aptuveni 215 kilovatstundas elektroenerģijas. Tas nozīmē, ka vidēji liels dzīvoklis ar šo enerģijas daudzumu varētu iztikt aptuveni divus mēnešus. Pārrēķinot naudā, tie ir aptuveni 40 eiro. Vienā elektrības kontaktā spriegums ir 230 volti, bet vienā zibens spērienā tas var sasniegt no 1 miljona līdz 1 miljardam voltu, bet strāvas stiprums – 10 tūkstošus līdz 200 tūkstošus ampēru.
* Negaiss debesīs veidojas 8 līdz 12 kilometru augstumā.
* Kāpēc ziemā negaiss notiek reti? Tāpēc, ka aukstuma dēļ gaisā nav pietiekami daudz mitruma. Šajā gadalaikā neiztvaiko pietiekami daudz ūdens, līdz ar to neveidojas gaisa masu kustība. Reti, bet reizēm negaiss mūs pārsteidz arī ziemā: nelielos daudzumos iztvaikošana notiek, tāpēc kādā brīdī izveidojas negaisam labvēlīgi apstākļi. Biežāku negaisu attīstību veicina arī tas, ka ziemas kļūst arvien siltākas.
*Virs okeāniem negaisi notiek desmit reizes retāk nekā virs kontinentiem: lielām ūdens masām, lai tās uzsiltu un sāktu iztvaikot, vajag ļoti daudz enerģijas. Saule okeānu silda, bet ar to nepietiek, lai notiktu intensīva iztvaikošana. Savukārt virs kontinentiem, kur ūdens ir daudz mazāk, Saule spēj to sakarsēt, ūdens iztvaiko un pilienu veidā uzkrājas mākonī. Šā paša iemesla dēļ aptuveni 78% no zemeslodes negaisiem koncentrējas tropu un subtropu joslās, bet polārajos rajonos to tikpat kā nav. Vienlaikus uz Zemes notiek aptuveni 1500 negaisi.
* Ja negaisa laikā, atrodoties ārā, sāk celties uz augšu mati, jāņem kājas pār pleciem, cik ātri vien var. Vairāki pēc negaisa spēriena izdzīvojušie stāstījuši, ka šāda parādība viņus piemeklējusi neilgi pirms spēriena. Matu sacelšanās izskaidrojama ar to, ka vietā, kur atradās cilvēks, lielā daudzumā ir koncentrējies viena veida lādiņš, pie kura no debesīm pa zibens kanālu ceļu meklē otra veida lādiņš. Tā ietekmē neilgi pirms kanālu sastapšanās un izlādes mati paceļas gaisā.
UZZIŅAI
Edgars Maļinovskis, Latvijas Valsts ģeoloģijas un meteoroloģijas centra klimata un metodiskās nodaļas klimatologs:
* Latvijā pērkona negaisus visbiežāk novēro Priekuļos un Skrīveros (23 dienas gadā), retāk Kolkā un Ventspilī (15 dienas gadā). Negaisu biežums gadu no gada mainās, līdz ar to kādā vietā negaisa dienu skaits var sasniegt pat 45 dienas, bet citugad – nepārsniedz piecas dienas.
* Vieni no iespaidīgākajiem negaisiem ar virpuļstabiem bija vērojami 1980. gada 10. jūlijā, kad Jēkabpilī pa gaisu lidoja gan siena stirpas, gan teliņš. Pēc stihijas beigām kādu māju iedzīvotāji savu pirtiņu atrada 15 metrus tālāk. Bet 1985. gada 26. jūnijā Durbē virpulis kā sūknis iztukšoja zivju dīķus, norāva ēkām jumtus, gaisā pacēla pat nelielu traktoru. 1995. gada 22. jūlijā virpuļvētra dažās minūtēs nodarīja ievērojamus zaudējumus Valsts kultūras piemineklim Rundāles pilij. Tika norauti aptuveni 75 kvadrātmetri pils jumta pārseguma un lietus sabojāja griestus un sienu gleznojumus, pils parkā nolauza vai ar saknēm izrāva vairākus simtgadīgus kokus.
* Arī pēdējo gadu laikā Latvijā novēroti vairāki postoši negaisi. Piemēram, 2010. gada 8. augustā intensīva negaisa mākonis virzījās pāri Latvijas austrumu daļai, nesot gan spēcīgas lietavas un lielu krusu, gan arī plašus vēja un, iespējams, arī virpuļstabu radītus postījumus diezgan plašā teritorijā. Savukārt 2014. un 2015. gada vasarās novēroti negaisi, kas postoši bijuši tikai atsevišķās lokālās teritorijās – piemēram, 2014. gada 29. jūlijā Siguldā negaisa laikā nolija 123 mm nokrišņu, applūdinot ceļus un radot zaudējumus novada pašvaldībai, savukārt 2015. gada 12. augustā spēcīgs negaiss un ar to saistīts virpuļstabs radīja mežu postījumus Skaistkalnē.
* Vēsturisko novērojumu datu analīze liecina, ka negaisa dienu skaits valstī samazinās. Tomēr dažugad, piemēram, 2010., negaisu skaits Latvijā bija ļoti liels, jo šai parādībai raksturīga ļoti liela mainība.
