Pilvien sähkövaraus purkautuu salamointina

Ukkosta ja salamoita on tutkittu vuosisatojen ajan, mutta niiden muodostumista ei ole tähän mennessä pystytty yksityiskohtaisesti selvittämään. Maailmassa raivoaa joka hetki noin 1 800 ukkosmyrskyä ja joka minuutti iskee peräti 6 000 salamaa. Monet niistä aiheuttavat vakavia vahinkoja muun muassa rakennuksille ja ihmisille.

Shutterstock

Salamoiden oletetaan vaikuttaneen osaltaan elämän syntyyn maapallolla, ja ensimmäiset ihmiset saivat todennäköisesti tulen käyttöönsä salamaniskusta.

He saattoivat pitää sitä jumalten lahjana, mutta nykyään tiedetään, että sekä salamat että ukkonen syntyvät luonnonvoimien vaikutuksesta. Silti niiden syntyprosessia ei ole vielä pystytty selvittämään kokonaisuudessaan.

Ukkonen saa yleensä alkunsa suurten sadepilvien kasautuessa epävakaisella säällä, kun maan pinta on lämmennyt ja ylempänä ilmakehässä on kylmää ilmaa. Ympäröivää ilmaa lämpimämmät ilmamassat alkavat nousta ylöspäin.

Niissä oleva kosteus tiivistyy pilviksi, ja nousu kiihtyy entisestään. Ilmiötä kutsutaan konvektioksi, ja sitä esiintyy varsin yleisesti etenkin päivantasaajan yläpuolella sekä laajoilla maa-alueilla, missä ilma lämpenee voimakkaasti.

Eniten salamoi Afrikassa

1 / 4

undefined

Salamoiden jakautumista maapallolla on selvitetty satelliiteilla, jotka rekisteröivät salamaniskuja. Maapallolla syntyy päivittäin noin 40 000 ukkosmyrskyä, joista suurin osa esiintyy päiväntasaajaa ympäröivillä alueilla. Siellä auringon säteily on niin voimakasta, että maanpinnalta nousee jatkuvasti lämpimiä ja kosteita ilmamassoja, jotka kehittyvät laajoiksi ukkosrintamiksi.

© Douglas E Walker/Getty Images

Aluksi syntyy pulleita valkoisia kumpupilviä, jotka kasvavat yhä paksummiksi, kunnes niistä tulee kuuropilviä.

Joskus kuuropilvet kehittyvät edelleen ukkospilviksi eli cumulonimbus-pilviksi, joiden yläreunassa näkyy tyypillinen jääkiteistä koostuva viuhka.

Pienet seikat vaikuttavat siihen, syntyykö cumulonimbus-pilvestä ukkosmyrsky vai ei. Vain kahdensadan metrin korkeusero voi ratkaista ukkosen puhkeamisen. Itse salamat ovat lyhytaikaisia rajuja sähköpurkauksia pilven sisällä, kahden pilven tai pilven ja sen ympäristön välillä.

Salama voi iskeä pilvessä, pilvestä toiseen, pilvestä ilmaan tai varsinaisena salamaniskuna pilvestä maan pinnalle. Salaman jännite-ero voi olla satoja miljoonia voltteja ja virran voimakkuus noin 200 000 ampeeria.

Mikrosekunnin ajan kestävän salamaniskun kokonaisenergia vaihtelee, mutta se vastaa suunnilleen viiden yötä päivää palavan 100 watin hehkulampun kuukaudessa kuluttamaa energiaa. Salamaniskun kohteeseen suuntautuu vain pieni osa energiasta, ja sen suuruus määräytyy kohteen ominaisvastuksen mukaan.

Suurin osa energiasta jää pilven ja maanpinnan välissä olevaan niin sanottuun purkauskanavaan. Itse salaman lämpötila vaihtelee 15 000 asteesta noin 30 000 asteeseen eli se voi olla noin viisinkertainen verrattuna Auringon pintalämpötilaan.

Muita salamoita

Pallosalamoista on sepitetty enemmän tarinoita ja kertomuksia kuin niistä on tehty tieteellisiä tutkimuksia. Koska pallosalama on lyhytaikainen ja harvinainen ilmiö, siitä on vain vähän kuvia eikä sille ole löydetty tyydyttävää selitystä.

Pallosalaman oletetaan koostuvan hehkuvasta plasmasta, jota pitää koossa sähköisesti varautuneessa ilmassa muodostunut magneettikenttä. Usein pallosalamaa kuvataan hehkuvaksi, tennis- tai jalkapallon kokoiseksi pallomaiseksi valoksi, joka liikkuu ympäriinsä kunnes katoaa usein kuuluvasti pamahtaen.

Melko hiljattain havaittu salamatyyppi on yläsalamat, joihin kuuluvat keijusalamat, viuhkasalamat ja kajosalamat. Keijusalamat ovat punertavia purkauksia, jotka ulottuvat pilvien yläreunasta 90 kilometrin korkeuteen.

Viuhkasalamat ovat nopeita viuhkamaisia purkauksia, jotka singahtavat nopeasti (100 km/s = 360 000 km/h) noin 40 kilometrin korkeuteen. Kajosalamat ovat noin 90 kilometrin korkeudessa esiintyviä valorenkaita. Ne syntyvät sekunnin miljoonasosassa keijusalamoiden kärjestä.

Salamaa ympäröivän ilman äkillinen raju laajentuminen aiheuttaa šokkiaallon, joka kuuluu ukkoselle tunnusomaisena jyrähdyksenä.

Jyrähdys johtuu siitä, että paineaalto lähtee eri aikaan purkauskanavan eri osista ja ääniaallot heijastuvat pilvistä ja maasta.

Lue myös:

Ukkosmyrsky meren yllä
Salamat

Kuinka pitkälle salama leviää vedessä?

0 minuuttia
Salamat

Valtavat punaiset salamat halkovat taivasta

2 minuuttia
Orkan
Hirmumyrsky

Voimakas taifuuni lähestyy Japania: Näin trooppiset myrskyt syntyvät

5 minuuttia
Suosituimmat

Kirjaudu sisään

Virhe: Tarkista sähköpostiosoite
Salasana vaaditaan
NäytäPiilota

Oletko jo tilaaja? Oletko jo lehden tilaaja? Napsauta tästä

Uusi käyttäjä? Näin saat käyttöoikeuden!