Ne zuhanyozzunk, ha lecsap a mennykő!
Ha nyár, akkor hirtelen zivatarok, viharok, mindennek pedig természetes velejárója a villámlás. Fizikaórán megtanultuk, hogy a sokszor mennykőként emlegetett égi csapás nagy energiájú, légköri elektromos gázkisülés, de mi utánajártunk annak is, miért keletkezik, és hogyan védekezhetünk ellene.
Nem csak olyan villámok léteznek, amelyek a földre csapódnak le – bár mi többnyire csak ezeket érzékeljük –, ugyanis felhők között, de felhőn belül is kialakulhatnak elektromos kisülések. A jelenség látványosságán pedig ne csodálkozzunk: egy villám áramerőssége ugyanis általában 30–40 ezer amper között mozog. Általában cikk-cakkos vonal formájában csapódik le, de a felhők felszínén szétterülő, felületi villámok is sűrűn keletkeznek, a legritkább fajta pedig a gömbvillám, amelynek keletkezési körülményei máig sem tisztázottak.
Minden villámot úgynevezett elővillám előz meg, amely úgy keletkezik, hogy az alacsony hőmérsékletű viharfelhőkben és körülöttük lévő jégrészecskék az erős légnyomás miatt összeütköznek, így elektromos töltés jön létre, ami ionizálja a levegőt, azaz a légtér atomjait/molekuláit elektromosan feltölti. Ezután az ellentétes, negatív vagy pozitív töltetű felület (ami lehet a földfelszín, de egy másik felhő is) elektromossága áramlani kezd a felhő felé. Amikor pedig megfelelő közelségbe érnek egymással, az ionizált légcsatornán keresztül létrejön az elektromos kisülés.
Egy villám sebessége általában 180 kilométer másodpercenként, hőmérséklete pedig több mint 29 ezer Celsius-fok is lehet.
Legtöbb villámlás azonban a felhőkben zajlik.
A tudományos szakirodalom ugyanakkor még elég hiányos a villámok keletkezését és fajtáit illetően. Néhány típusról azonban már tudunk: leggyakrabban cikázó/vonalas villámot szoktunk látni, amelyet ha a földre ér, lecsapó villámnak neveznek. A felhők között általában vízszintes vagy kisebb szöget bezáró kisülés jön létre. Amikor pedig a cikázást nem látjuk, csak az erős fényt, olyankor a felhőben keletkezik a felhővillám.
A felhők felszínén végigfutó felületi villámokat az ember csak különleges esetben – repülőből, zivatarfelhő felett elhaladva – láthatja. A mennydörgés is a villámlásnak köszönhető: a rettenetesen magas hőmérsékletű villámok felhevítik maguk körül a levegőt, amely hirtelen kitágul és – összeütközve a közeli hideg légtömegekkel – dübörgő robajt okoz. A dörgés és a villámlás tehát nagyjából egyszerre keletkezik, csupán azért észleljük később a hangot, mert a fény terjedési sebessége sokkal gyorsabb.
Tévhit, hogy a villámok tőlünk messze csapnak le.
A távolságot egyszerűen kiszámíthatjuk: amikor észleljük a villanást, kezdjünk el 21-től felfelé számolni – a húszas számok kimondása ugyanis nagyjából egy másodpercig tart – majd a dörgéskor álljunk le. Ha az így kapott számot elosztjuk hárommal, kilométerben megkapjuk a villám távolságát – megközelítőleg.
A magasabb épületeken rendszeresen találunk villámhárítót, de a repülőgépeket is évente legalább egyszer villámcsapás éri, a különleges alumínium- vagy fémötvözet-bevonat azonban kint tartja, és jól elvezeti az elektromosságot.
Az ember számára a szabadban nem sok védekezési lehetőség akad, ezért javasolt inkább nem legyinteni a sötétedő, magas felhők látványára és az erősödő szélre: a legjobb, ha biztos fedezékbe húzódunk. Ha a villámlás után 30 másodpercnél hamarább dörren az ég, rögtön keressünk menedéket, az elektromos kisülések ugyanis veszélyes közelségben zajlanak. Ha gépjárműben ülünk, húzódjunk félre, állítsuk le a motort, és ne érjünk az autó fémes részeihez, a kormányhoz sem. A szabadban kerüljük a földből magasan kiálló objektumokat, mint az oszlop vagy fák, de víz közelébe se menjünk. Csoportos kiránduláskor, ha annyira közel zajlik a kisülés, hogy sercegést hallunk, és feltöltődik a bőrünk, 5 méteres távolságokon egyenként guggoljunk le és fogjuk be a fülünket. Erős vihar esetén épületen belül sem ajánlott fürdőkádat, elektromos eszközöket használni vagy közel állni az ablakhoz. Jó hír azonban, hogy az embert ért villámcsapások csupán 25–30 százaléka halálos.
Négy éve amerikai tudósok új villámtípust fedeztek fel.
A sötét vagy fekete villámot nem kíséri fényjelenség,
szabad szemmel nem is látható és nagy erejű röntgen-, illetve gammasugárzással jár, ami sokszor egymilliószor nagyobb a hagyományos villám sugárdózisánál. Ezek ugyanúgy alakulnak ki, mint az átlagos elektromos kisülések, de ritkábbak és nehéz észlelni őket, emiatt keveset is tudnak róluk. A szakértők szerint elsősorban a repülőgépeket érinti, a háttérsugárzás pedig az utasokat is, de bizonyított esetről még nem tudnak.
Hasonló rejtély tárgyát képezi a gömbvillám is, amely az égi elektromos kisülések legritkább fajtája. Szinten fényjelenséggel jár, általában gömbszerű alakzatban terjed, lassabb és hosszabban tartó a hagyományos villámoknál. A kutatók vitatkoznak a keletkezését illetően: van, aki szerint hagyományos villámláskor keletkezik, mások a villámbecsapódás utáni létrejöttére esküsznek. Centiméterestől néhány méteresig terjed, általában labdaméretű, de körtéhez hasonló alakot is felvehet. Gyenge a fényereje, de gyakran szikrázik, lassan, többnyire lebegve mozog legalább 10 másodpercig. Olyat is megfigyeltek már, amely lyukat égetett egy tárgyba. Az emberre áramütésszerű hatással bír, tehát érintkezéskor légzési és szívritmuszavarokat, égési sérüléseket, esetleg halált is okozhat.
A gömbvillámokat gyengébb hang és különleges szag is kísérheti, megszűnésükkor felrobbannak vagy elhalványulnak. Ritkasága miatt sokáig a létezését is kétségbe vonták. Nikola Tesla kísérletei után foglalkoztak komolyabban a kutatásukkal, a híres fizikus után azonban nem sikerült előállítani teljesen gömbvillámnak nevezhető jelenséget laboratóriumi körülmények között.
Tesla úgy gondolta, a gömbvillámot a levegőn vagy valamilyen gázon áthaladó erős elektromos kisülés hozza létre.
Amerikai kutatók ma azt állítják, a jelenség a földbe csapó villámok hatására, a talajból kiváló szílicium- és széntartalmú ionok miatt alakul ki. Egely György doktori címes gépészmérnök, a magyar Központi Fizikai Kutatóintézet egykori munkatársa szerint a gömbvillámok egy negyedik térdimenzió létezésének bizonyítékai.