ΑΣΤΡΑΠΕΣ - ΚΕΡΑΥΝΟΙ

Ορισμός Αστραπή ονομάζεται ο τεράστιος ηλεκτρικός σπινθήρας που δημιουργείται ανάμεσα σε δύο διαφορετικά νέφη ή μεταξύ δύο διαφορετικών τμημάτων του ίδιου του νέφους ή ανάμεσα σε ένα νέφος και στο έδαφος, οπότε και ειδικότερα ονομάζεται κεραυνός. Η αστραπή αποτελεί μετεωρολογικό φαινόμενο.

Δημιουργία Δημιουργείται όταν η συσσώρευση στατικού ηλεκτρισμού υπερνικά τη φυσική αντίσταση που προβάλλει ο Ατμοσφαιρικός αέρας στη δίοδο ενός ηλεκτρικού ρεύματος. Όταν ο αέρας είναι ξηρός τότε η αντίσταση αυτή είναι μεγάλη. Όταν όμως περιέχει υδροσταγόνες αναπτύσσεται τάση 10 εκατομμυρίων Volt που προκαλεί ηλεκτρική εκκένωση, δηλαδή δίοδο ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από τον αέρα που συνοδεύεται από μια λάμψη, την αστραπή.

Ισχύς Η ενέργεια μιας σφοδρής καταιγίδας ισοδυναμεί μ' εκείνη που απελευθερώνεται από την έκρηξη μερικών ατομικών βομβών. Έχει υπολογιστεί ότι καθημερινά εκδηλώνονται στη Γη περίπου 40.000 καταιγίδες οι οποίες προκαλούν περισσότερους από 7.000.000 κεραυνούς. Η θερμοκρασία που αναπτύσσεται μέσα στο μονοπάτι του κεραυνού είναι της τάξης των 40.000 βαθμών Κελσίου, πέντε φορές μεγαλύτερη από εκείνη στην επιφάνεια του Ήλιου. Κάθε ηλεκτρική εκκένωση έχει ισχύ περίπου 30.000 Αμπέρ, αριθμός τεράστιος αν σκεφτούμε ότι οι περισσότερες ηλεκτρικές συσκευές χρειάζονται λίγα μόνο Αμπέρ για να λειτουργήσουν.

Βενιαμίν Φραγκλίνος (1706-1790) Διακεκριμένος συγγραφέας, θεωρητικός της πολιτικής, επιστήμων, εφευρέτης, στρατιωτικός και διπλωμάτης. Εργάστηκε πάνω στον ηλεκτρισμό και πρότεινε την ιδέα του αρνητικού και θετικού ηλεκτρικού φορτίου. Εργάστηκε πάνω στη μετεωρολογία, εξηγώντας τη δημιουργία των καταιγίδων. Εφηύρε το αλεξικέραυνο αφού διαπίστωσε την ηλεκτρική φύση του κεραυνού. Πρότεινε την κατασκευή πυκνωτή πολλαπλών πλακών και ανακάλυψε την πρώτη θερμάστρα που λειτουργούσε με μεταφορά αέρα.

Η Θεωρία του Φραγκλίνου (Θεωρία του Ατμοσφαιρικού Ηλεκτρισμού) Σύμφωνα μ' αυτή, η Γη και η ηλεκτρόσφαιρα - το κάτω τμήμα της ιονόσφαιρας, σε ύψος 50-60 χιλιομέτρων- είναι οι δύο αντίθετοι πόλοι ενός σφαιρικού πυκνωτή τους οποίους χωρίζει η ατμόσφαιρα. Το σύστημα ισορροπεί καθώς η διηλεκτρική αντοχή του αέρα λειτουργεί ως μονωτής, μην επιτρέποντας την εκδήλωση κεραυνών με αίθριο καιρό.

Αν δημιουργηθούν καταιγιδοφόρα νέφη σωρειτομελανίων (cumilonimbus) ή σπανιότερα μελανοστρωμάτων (nimbostratus), η κατάσταση φορτίζεται επικίνδυνα. Οι σωρειτομελανίες είναι κατ' ουσίαν τεράστιες μηχανές παραγωγής ηλεκτρικού φορτίου στο εσωτερικό των οποίων επικρατούν βίαια ρεύματα που μεταφέρουν φορτισμένες σταγόνες νερού και παγοκρυστάλλους.

Μέσα σε ελάχιστο χρόνο η διαφορά δυναμικού μεταξύ της βάσης του νέφους και του εδάφους φτάνει σε εκατομμύρια Volt και ξεπερνά τη διηλεκτρική αντοχή της ατμόσφαιρας. Ακριβώς εκείνη τη στιγμή ξεσπά ο κεραυνός, όπως συμβαίνει με όλες τις ηλεκτρικές εκκενώσεις μεταξύ αντίθετων ηλεκτρικών πεδίων.

Έτσι λοιπόν, όταν υπάρχουν οι συνθήκες που δημιουργούν καταιγίδα, όπως υγρασία στην ατμόσφαιρα πολλή θερμότητα κλπ ο αέρας που στροβιλίζεται παρασύρει ιόντα από τα σύννεφα και από την επιφάνεια της γης και έτσι δημιουργείται συσσώρευση ηλεκτρικών φορτίων στα σύννεφα και φυσικά διαφορά δυναμικού μεταξύ των σύννεφων και της ξηράς. Στην ουσία έχουμε φόρτιση με επαγωγή. Όταν λοιπόν η διαφορά δυναμικού λάβει τόσο υψηλές τιμές γίνεται διάτρηση του αέρα και δημιουργείται ηλεκτρικός σπινθήρας.

Ενέργεια αστραπής - Παράγωγα Η Αστραπή απελευθερώνει μεγάλη ποσότητα ενέργειας της τάξεως των 1010 Joule σε χρόνο λιγότερο από ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου. Τα 3/4 της ενέργειας αυτής ξοδεύονται για τη θέρμανση του αέρα, που μεταβιβάζει το ρεύμα ως θερμοκρασία 15.000 βαθμών Κελσίου. Ο πυρακτωμένος αυτός αέρας είναι αυτό που λέγεται αστραπή.

Οι αστραπές είναι ο κύριος τρόπος να παράγεται το όζον στην ατμόσφαιρα το οποίο, συσσωρευόμενο κυρίως σε στρώμα στο κατώτερο τμήμα της στρατόσφαιρας, φιλτράρει την υπεριώδη ακτινοβολία.

Οι κίνδυνοι της αστραπής Στους ανθρώπους και τα ζώα.(Σε περίπτωση έκθεσης) Πυρκαγιές σε δάση Kτήρια (εμφάνιση πυρκαγιάς ή έκρηξης)

Βλάβες σε Ηλεκτρικές Εγκαταστάσεις Τηλεπικοινωνίες (βλάβες στις γραμμές) Βλάβες σε Υπολογιστές και σύνθετα ηλεκτρονικά συστήματα

ΜΕΤΡΑ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ Στο σπίτι Αποφεύγουμε επαφή με βρύσες και δεν κάνουμε μπάνιο κατά τη διάρκεια της καταιγίδας. Δεν χρησιμοποιούμε το σταθερό τηλέφωνο, αλλά προτιμούμε το κινητό ή το ασύρματο που είναι ακίνδυνα. Δεν μεταχειριζόμαστε ηλεκτρικές συσκευές. Σβήνουμε την τηλεόραση (βγάζουμε και την πρίζα και την κεραία).

Σε μεγάλο υψόμετρο Οι λόφοι και τα βουνά (λόγω ύψους) είναι σημεία επικίνδυνα κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας. Πρέπει να κατεβούμε όσο το δυνατόν σε χαμηλότερο υψόμετρο πριν την καταιγίδα και να βρούμε έναν κλειστό χώρο. Πρέπει να είμαστε μακριά από δένδρα ή άλλα ψηλά αντικείμενα (κολώνες κ.λπ).

ΑΛΕΞΙΚΕΡΑΥΝΟ Ο σκοπός: Το αλεξικέραυνο παρέχει μια ελεγχόμενη δίοδο, μέσα από την οποία θα περάσει ο κεραυνός. Xωρίς αλεξικέραυνο, θα έβρισκε την ευκολότερη και ενδεχομένως και τη συντομότερη οδό που θα μπορούσε να είναι το σπίτι μας, μια κεραία ή κολώνα, ένα δέντρο ή ακόμη και το σώμα ενός ανθρώπου. Το αλεξικέραυνο είναι ένας αγωγός του ηλεκτρισμού με την μια άκρη ψηλά και την άλλη άκρη συνδεδεμένη στην γη. ΔΕΝ είναι ραδιενεργό (καρκινογόνο) όπως ήταν παλαιότερα αλεξικέραυνα! Είναι απόλυτα ασφαλές. Το σύστημα απαγωγής είναι οι αγωγοί καθόδου του, που διοχετεύουν το ρεύμα στη γείωση.

Εργασία των μαθητριών: Νίγκρο Παναγιώτα Ξυπόλυτου Έλενα 21/11/2017

ΤΕΛΟΣ