Jaká je povaha hromu? |

Blesk je jasný přírodní úkaz, který přitahuje pozornost každého z nás. Kromě vizuální složky je však doprovázen i zvukovým signálem – hromem. Není žádným tajemstvím, že blesky a hromy se vyskytují současně. Jedinou otázkou je, kolik času uplyne mezi okamžikem, kdy je vidět záblesk, a okamžikem, kdy slyšíme hrom. Zajímavé, že?

Odpověď na tuto otázku zní, že čas mezi bleskem a hromem lze určit pomocí jednoduchého pravidla „5 sekund na každý kilometr vzdálenosti“. Pokud například mezi okamžikem záblesku a zvukem hromu uplyne 15 sekund, pak je vzdálenost k místu úderu blesku přibližně 3 kilometry.

Přirozeně se jedná pouze o hrubý odhad založený na rychlosti zvuku ve vzduchu, která je asi 343 metrů za sekundu. Je však třeba vzít v úvahu další faktory, které ovlivňují přesnost určení časového intervalu mezi bleskem a hromem, jako jsou ozvěny, překážky v cestě zvuku a změny rychlosti zvuku v závislosti na teplotě vzduchu v různých nadmořských výškách.

Když tedy známe rychlost zvuku a dobu, která uplynula mezi bleskem a hromem, můžeme přibližně určit vzdálenost k místu úderu blesku. Přestože se jedná pouze o odhad, pomáhá nám odhadnout vzdálenost od nepříznivého počasí a přijmout nezbytná opatření k zajištění bezpečnosti.

co je to blesk?

V důsledku toho dochází k prudkému skoku potenciálu mezi mraky a zemí, což vede k uvolnění energie v podobě jasného záblesku světla – blesku. Blesk prorazí vzduch a vytvoří kanál, kterým protéká elektrický proud. Teplo uvolněné při tomto procesu zahřeje prostředí na tak vysoké teploty, že vzduch vzplane a vytvoří zvukovou vlnu – hrom.

Čas, který uplyne od záblesku blesku po zvuk hromu, umožňuje pomocí jednoduchého pravidla změřit vzdálenost mezi pozorovatelem a místem úderu blesku. Každá sekunda znatelného zpoždění mezi zábleskem a hromem odpovídá vzdálenosti 0,3 kilometru nebo 300 metrů.

Jak se tvoří blesk?

Blesk vzniká jako výsledek elektrického výboje mezi mraky nebo mezi mraky a zemí. Proces začíná vytvořením různých nábojů uvnitř mraku: pozitivních a negativních. Při pohybu v oblaku se náboje oddělují, takže kladné náboje se hromadí v horní části oblaku, zatímco záporné náboje zůstávají dole.

Když elektrické pole uvnitř mraku dosáhne nasycení, dojde k jiskření mezi mraky nebo mezi mrakem a zemí. Toto jiskření je viditelný elektrický výboj, kterému říkáme blesk.

Blesk má velmi vysoké napětí a potenciál a jeho teplota může dosáhnout 30 000 stupňů Celsia. To dělá z blesku silný elektrický jev schopný způsobit zničení a poškození v jeho cestě.

Jakou energii obsahuje blesk?

Průměrný blesk obsahuje asi 1 miliardu (10^9) joulů energie. Abyste pochopili, kolik energie to je, můžete ji porovnat s energií uvolněnou 100wattovou lampou hořící po dobu 10 000 hodin. Při jednom úderu blesku se uvolní přibližně stejné množství energie.

Je důležité si uvědomit, že blesky mohou mít různé délky a intenzity, takže množství energie, které obsahují, se může lišit. Některé blesky mohou být výrazně silnější než popsaný průměr a uvolňují ještě více energie.

Energii obsaženou v blesku mohou lidé využívat. V některých zemích existují speciální zařízení pro zachycení energie blesku a její přeměnu na elektrickou energii. Tento proces, nazývaný elektrorefekt, produkuje značné množství energie. Vzhledem ke složitosti a nestabilitě samotného procesu je však využití energie blesku stále experimentální.

Blesk tedy obsahuje obrovské množství energie, kterou vědci a inženýři nadále zkoumají a využívají pro možné budoucí využití.

Jak daleko slyšíš hřmění?

Rychlost zvuku ve vzduchu je přibližně 343 metrů za sekundu. Z těchto údajů můžete vypočítat, jak daleko je slyšet hrom. Chcete-li to provést, musíte vydělit čas mezi bleskem a zvukem hromu dobou, po kterou zvuk urazí vzdálenost 1 kilometr (asi 2,9 sekundy).

Abychom získali vzdálenost k místu, kde blesk udeřil, stačí vydělit dobu zpoždění mezi bleskem a hromem dobou, za kterou zvuk urazí vzdálenost 1 kilometru. Pokud například mezi bleskem a hromem uplynulo 5 sekund, pak je místo výboje přibližně 1,7 kilometru.

Je však třeba připomenout, že tento vzorec je pouze přibližný a nezohledňuje vliv dalších faktorů, jako je vítr, změny teploty a překážky v cestě zvuku. Aby bylo možné přesně určit vzdálenost k úderu blesku, je nutné použít složitější metody měření a vzít v úvahu další faktory.

V každém případě, pokud jste viděli blesk a o pár sekund později slyšeli hrom, pamatujte, že blesk udeřil nedaleko od vás. V takovém případě je vhodné okamžitě vyhledat úkryt, protože to může být známka blížící se bouřky.

Proč je hrom zpožděn?

Za prvé, k elektrickému výboji blesku dochází ve vysoké nadmořské výšce a ve velkých vzdálenostech od posluchače. Rychlost zvuku je přibližně 343 metrů za sekundu, takže čas potřebný k tomu, aby zvukové vlny urazily vzdálenost od blesku k nám, může být patrný.

Za druhé, zvuková vlna vytvořená bleskem se nepohybuje přímočaře, ale pohybuje se po zakřivených liniích, absorbuje a odráží se od překážek na své cestě. To může vést k dodatečnému časovému zpoždění přenosu zvuku z blesku do našeho ucha.

Za zmínku také stojí, že fyzikální vlastnosti atmosféry mohou také ovlivnit rychlost zvuku a vést k jeho zpoždění. Hustota a teplota vzduchu, vlhkost a další faktory mohou hrát roli při vytváření zpoždění mezi bleskem a zvukem hromu.

Z tohoto důvodu lze čas mezi bleskem a hromem použít k určení vzdálenosti k bodu vzplanutí. Vzhledem k rychlosti zvuku ve vzduchu, která je asi 343 m/s, můžete přibližně určit vzdálenost v kilometrech vydělením zpoždění v sekundách třemi. Pokud je například zpoždění 6 sekund, pak je blesk od nás vzdálen přibližně 2 kilometry.

Jak vypočítat vzdálenost k úderu blesku?

Vzdálenost k úderu blesku lze vypočítat pomocí jednoduchých matematických vzorců a znalosti rychlosti zvuku.

Když vidíte světlo blesku, znamená to, že blesk již nastal, ale zvuk k vám ještě nedorazil. Zvuk se šíří rychlostí přibližně 343 metrů za sekundu (nebo asi 1 km za ~3 sekundy) za normálních podmínek teploty a vlhkosti vzduchu.

Chcete-li vypočítat vzdálenost, jednoduše spočítejte počet sekund, které uplynou po záblesku, než se ozve hrom, a vydělte toto číslo třemi. Výsledným výsledkem bude přibližná vzdálenost v kilometrech od místa, kde blesk udeřil.

Příklad:

Pokud uvážíte, že mezi bleskem a hromem uplynulo 9 sekund, pak je vzdálenost k bodu úderu blesku přibližně 3 kilometry.

Upozorňujeme, že se jedná pouze o přibližný výpočet, protože rychlost zvuku závisí na různých faktorech, jako je teplota a vlhkost. Všimněte si také, že blesk může být nebezpečný, takže je vždy nejlepší vyhledat úkryt během bouřky.

Je temná a bouřlivá noc a vy na obloze vidíte jasný záblesk světla – blesk. Co se stane potom? Uhodli jste… slyšíte hrom! Co je tedy hrom, jak souvisí s bleskem a jaký je příběh za tímto dunivým zvukem?

Hrom je zvuk vydávaný rychle se rozpínajícími a smršťujícími vzduchovými kapsami spojenými s bleskem. Než se tedy hromu věnujeme, pojďme si něco málo o blesku zjistit.

Blesk je elektrický výboj, ke kterému dochází v oblaku, mezi oblaky, mezi oblakem a zemí a dokonce i mezi horní částí oblaku a okolní atmosférou. V rozvíjejícím se bouřkovém oblaku (cumulonimbu) se o sebe třou miliony drobných ledových krystalků a podchlazených vodních kapiček, když se pohybují nahoru a dolů. To způsobí, že se horní část oblaku kladně nabije a spodní část záporně. Pokud se toto nahromadění náboje dostatečně zvětší, může dojít k výboji – blesku. Zvuk hromu je zvuk, který vzniká, když vzduch ohřátý na přibližně 30 000 °C (teplejší než povrch Slunce!) bezprostředně kolem blesku exploduje a vytvoří slyšitelnou rázovou vlnu. Hrom lze obvykle slyšet až do vzdálenosti 15 km od místa úderu blesku, ale za optimálních podmínek, například za klidné noci, jej lze někdy slyšet až do vzdálenosti 25 km.

Může vám hrom říct, jak daleko jste od blesku?

Ano! Všimli jste si někdy, že když vidíte záblesk blesku, slyšíte hrom se zpožděním? Je to proto, že rychlost světla je mnohem rychlejší než rychlost zvuku. Světlo se každou sekundu šíří rychlostí přibližně 300 000 km. To je přes 1 miliardu km/h, takže blesk vidíme ve stejnou dobu, kdy k němu dojde. Zvuk se však šíří pomaleji, asi třetinu kilometru za sekundu, tedy něco málo přes 1000 km/h, takže urazení 1 km trvá asi 3 sekundy. Pomocí těchto znalostí můžete odhadnout, jak daleko k úderu blesku došlo. Pokud například vidíte záblesk blesku a napočítáte 6 sekund, než uslyšíte hrom, pak k úderu blesku došlo asi 2 km daleko.

Proč hrom hřmí?

Hrom často zní jako dlouhé, táhlé dunění. Existuje pro to několik různých důvodů. Úder blesku se může při průchodu vzduchem rozvětvit do mnoha směrů a vytvořit sérii explozí a rázových vln. To vytváří téměř současně řadu různých zvukových vln, které se k vašemu uchu dostanou jako nepřetržitý zvuk.

Dalším přispívajícím faktorem je to, jak se zvukové vlny odrážejí od objektů, jako jsou stromy, budovy a další okolní terén. Můžete si to představit jako ozvěnu v prázdné místnosti. Když je blesk velmi blízko vás a zvuková vlna se nestihla odrazit od mnoha objektů, zní to jako hlasité praskání. Pokud je blesk dále, bude mít zvuk více příležitostí odrazit se od objektů a posluchač uslyší zvuk jako dunění.

Nízkofrekvenční dunivé zvuky se mohou šířit dále, než se rozptýlí. Vysokofrekvenční zvuky nebo praskavé zvuky rychle slábnou. To znamená, že zvuk, který slyšíte, když jste velmi blízko blesku, se může lišit od toho, co slyšíte, když jste kilometry daleko.

Co je inverzní hrom?

Hlasité, dunivé hromy, které mohou dokonce způsobit chvění nebo chvění oken, mohou být způsobeny velmi silným úderem blesku v blízkosti nebo se může jednat o zvuk vzdáleného úderu blesku. Hrom se může šířit na velké vzdálenosti a udržovat si svou intenzitu v atmosférických podmínkách známých jako teplotní inverze. K tomu dochází, když je vzduch v blízkosti povrchu chladnější než vzduch nad ním. Tato teplotní struktura funguje jako víko v určité vzdálenosti (obvykle méně než 1 km) od povrchu. Když blesk udeří do země, zvuková vlna je zachycena pod víkem a nemůže se vertikálně rozptýlit jako obvykle, takže se šíří horizontálně. Inverzní hrom často zní hlasitěji a lze jej slyšet a cítit na mnohem větší vzdálenost než normální hrom. V některých případech je inverzní hrom dokonce zaměňován za malé zemětřesení!