Ο τρόπος που σκεφτόμαστε για τους κεραυνούς τείνει να είναι κάπως κατευθυντικός. Σκύβει από τον ουρανό σε σπάζοντας ρεύματα ηλεκτρικής ενέργειας, σύμβολο της δύναμης της καταιγίδας.
Αλλά οι κεραυνοί δεν πέφτουν πάντα προς τα κάτω και οι επιστήμονες μόλις έκαναν μια προκαταρκτική μέτρηση που θα μπορούσε να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε τον τρόπο με τον οποίο διαμορφώνεται αυτή η ισχυρή δύναμη στη φύση.
Σε έναν συγκεκριμένο τύπο κεραυνού που χτυπά ψηλότερα προς τον ουρανό που ονομάζονται θετικές ανοδικές λάμψεις, μια ομάδα με επικεφαλής τον αστροφυσικό Thomas Origel-Schomont του Ελβετικού Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας (EPFL) ανίχνευσε και μέτρησε άμεσα την εκπομπή ακτίνων Χ.
Οι ανοδικές λάμψεις είναι ένας τύπος κεραυνού που ξεκινά με αρνητικά φορτισμένες δυνάμεις σε ένα σημείο σε μεγάλο υψόμετρο, ανεβαίνει σταδιακά στον ουρανό για να συνδεθεί με ένα κεραυνό πριν μεταφέρει ένα θετικό φορτίο στο έδαφος. Η ανίχνευση ακτίνων Χ θα μπορούσε να βοηθήσει στον μετριασμό των ζημιών που προκαλούνται από κεραυνούς σε όλο τον κόσμο.
«Στο επίπεδο της θάλασσας, οι ανοδικές λάμψεις είναι σπάνιες, αλλά μπορεί να γίνουν ο κυρίαρχος τύπος σε μεγαλύτερα υψόμετρα». «Λέει ο Urigel Chaumont. «Έχει επίσης τη δυνατότητα να είναι πιο επιζήμιο, επειδή σε ένα φλας προς τα πάνω, ο κεραυνός μένει σε επαφή με τη δομή περισσότερο από ό,τι κατά τη διάρκεια ενός down flash, δίνοντάς του περισσότερο χρόνο για να μεταφέρει το ηλεκτρικό φορτίο».
Οι ακτίνες Χ είναι ένας πολύ γνωστός σύντροφος του κεραυνού. Το έχουμε εντοπίσει σε αστραπές προς τα κάτω, από σύννεφο σε έδαφος και σε κεραυνούς που πυροδοτούνται από πυραύλους, και στις δύο περιπτώσεις κατά τη φάση του καθοδικού αρνητικού βέλους. Ανακαλύφθηκε στο στάδιο Archermaster του Ascendant Negative Lightning.
Όμως, η ανίχνευση με ακτίνες Χ της πρωτοποριακής φάσης των τεσσάρων αναλαμπές θετικών κεραυνών που προέρχονται από τον Πύργο Santis στην Ελβετία, λέει ο Origiel-Chaumont και η ομάδα τους, είναι ένα νέο εργαλείο για την κατανόηση των κεραυνών.
«Ο πραγματικός μηχανισμός με τον οποίο ο κεραυνός ξεκινά και εξαπλώνεται παραμένει μυστήριο». Εξηγούν. «Η παρατήρηση κεραυνών που αναδύονται από ψηλές κατασκευές όπως ο Πύργος Σάντις καθιστά δυνατό τον συσχετισμό μετρήσεων ακτίνων Χ με άλλες ποσότητες που μετρώνται ταυτόχρονα, όπως παρατηρήσεις βίντεο υψηλής ταχύτητας και ηλεκτρικά ρεύματα».
Ο Πύργος Santis είναι μια εξαιρετική τοποθεσία για τη μελέτη του κεραυνού. Σχεδιασμένο και χρησιμοποιείται ως πύργος επικοινωνιών και σταθμός παρατήρησης καιρού, το κτίριο έχει ύψος 124 μέτρα (407 πόδια) και βρίσκεται στην κορυφή του όρους Santis ύψους 2.502 μέτρων (8.209 πόδια) στις Άλπεις Appenzell.
Προεξέχει σαν ένα δάχτυλο στον ουρανό και είναι πρωταρχικός στόχος για κεραυνούς. Πράγματι, χτυπήθηκε από ηλεκτροπληξία Περίπου 100 φορές το χρόνο.
Επειδή είναι τόσο ψηλά και επειδή έχει καθαρή θέα στα κοντινά βουνά, είναι ένα εξαιρετικό μέρος για να καταγράψετε και να αναλύσετε τη συμπεριφορά των κεραυνών. Οι ερευνητές κατέλαβαν τα τέσσερα ανοδικά τους φλας χρησιμοποιώντας κάμερες υψηλής ταχύτητας. Ένα μόνο φλας καταγράφηκε με εκπληκτικά 24.000 καρέ ανά δευτερόλεπτο.
Αυτές οι κάμερες επέτρεψαν στους ερευνητές να πουν τη διαφορά μεταξύ των θετικών προς τα πάνω λάμψεις που εκπέμπουν ακτίνες Χ και εκείνων που δεν εκπέμπουν. Η εκπομπή ακτίνων Χ είναι πολύ σύντομη, εξαφανίζεται μέσα στο πρώτο χιλιοστό του δευτερολέπτου του σχηματισμού του ηγέτη και σχετίζεται με πολύ γρήγορες αλλαγές στο ηλεκτρικό πεδίο, καθώς και με τον ρυθμό με τον οποίο αλλάζει το ρεύμα.
Οι ερευνητές λένε ότι αυτό έχει επιπτώσεις στη μείωση της ζημιάς που προκαλείται από κεραυνούς στις ανθρώπινες κατασκευές.
«Ως φυσικός, μου αρέσει να μπορώ να καταλαβαίνω τη θεωρία πίσω από τις παρατηρήσεις, αλλά αυτές οι πληροφορίες είναι επίσης σημαντικές για την κατανόηση του κεραυνού από τη σκοπιά της μηχανικής». «Λέει ο Urigel Chaumont.
“Όλο και περισσότερες κατασκευές σε μεγάλο υψόμετρο, όπως ανεμογεννήτριες και αεροσκάφη, κατασκευάζονται από σύνθετα υλικά. Αυτά είναι λιγότερο αγώγιμα από μέταλλα όπως το αλουμίνιο, επομένως θερμαίνονται περισσότερο, καθιστώντας τα ευάλωτα σε ζημιές από κεραυνούς προς τα πάνω.”
Η έρευνα της ομάδας δημοσιεύτηκε στο Επιστημονικές αναφορές.
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”