Hvað er mikill straumur í einni eldingu?

Svar

Spyrjandi spurði einnig hvernig eldingar myndast en um það hefur verið fjallað á Vísindavefnum í svari Haraldar Ólafssonar og Þórðar Arasonar við spurningunni Hvernig myndast þrumur og eldingar?

Spennan sem myndast milli tveggja skýja eða milli skýja og jarðar í þrumuveðri getur numið milljónum volta. Loftið verður þá skyndilega leiðandi, rafstraumurinn leitar á milli skýja eða til jarðar og elding kviknar.



Í venjulegu veðri er 200-500 þúsund volta rafspenna milli yfirborðs jarðar og jónahvolfsins sökum rafhleðslu í hinu síðarnefnda. Talið er að hún stafi af hleðsluflutningnum sem verður í eldingum, en þekking á einstökum atriðum þessa ferlis er ófullkomin og menn eru ekki á eitt sáttir um alla hluti. Þess vegna verður því miður að taka tölum og slíkum atriðum í þessu svari með nokkrum fyrirvara.

Rafspennan milli jarðar og jónahvolfs veldur stöðugum jafnstraumi til jarðar í venjulegu veðri og hann getur orðið um $2\cdot 10^{-12}$ (tveir billjónustu) amper á fermetra. Þetta er örsmá tala ef miðað er við að venjuleg 60 vatta ljósapera tekur 1/4 úr amperi. Mælingar benda til þess að straumurinn í venjulegu þrumuveðri sé að meðaltali 1 amper meðan veðrið stendur yfir. Samkvæmt því þurfa 1-2 þúsund slík veður að standa yfir á hverjum tíma á mismunandi stöðum á jörðinni.

Eftir fyrsta straumhöggið rofnar rafstraumurinn í eldingunni en loftið á leið hennar er áfram leiðandi og önnur högg leita í kjölfarið eftir örskamma stund (þau teljast samt til sömu eldingar). Í hverri eldingu eru nokkur slík straumhögg, að meðaltali fjögur. Lengd eldingablossans og tíminn sem hann tekur er mismunandi en dæmigert meðalgildi á tímalengdinni er 30 míkrósekúndur eða 30 milljónustu hlutar úr sekúndu. Hámarksafköst í straumhögginu eru oft um $10^{12}$ vött þannig að straumurinn getur þá orðið milljónir ampera í örstutta stund.

Mikinn fróðleik um eldingar er að finna á vefsetrinu Lightning and Atmospheric Electricity Research at the GHCC (Global Hydrology and Climate Center).

Hægt er að fylgjast með eldingum kringum Ísland á eldingavefsíðu Veðurstofunnar.

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

• Hvað er rafhleðsla? eftir Þorstein Vilhjálmsson.
• Hvað er rafmagn? eftir Þorstein Vilhjálmsson.
• Hvernig drepur rafstraumur lifandi vef? eftir Gunnlaug Geirsson.
• Hvernig er best að mæla fjarlægð eldingar á einfaldan hátt? eftir ÖJ.
• Hvernig myndast þrumur og eldingar? eftir Harald Ólafsson og Þórð Arason.
• Hvernig skaða eldingar líkamann og hvernig má reyna að minnka þann skaða? eftir Hrannar Baldursson, Þorstein Vilhjálmsson og Tryggva Þorgeirsson.

Mynd:

• Wikipedia.com - lightning. Sótt 8.4.2011.