Smrt z oblohy
- Kategorie: Věda
- Vytvořeno 31. 5. 2010 8:17
V každém okamžiku se na naší planetě odehrává asi 1800 bouří, každou vteřinu se rozzáří přibližně stovka blesků. Prakticky neustále se přitom uvolňuje ničivá energie srovnatelná s menší jadernou válkou. Letošní léto sice moc teplé není, ale bouřek je i tak dost.
Psal se 17. květen 1906. Obyvatelé obce Kožakov u Českého Těšína se při mši v místním evangelickém kostele naposledy loučili s rolníkem Michalem Farnem. Venku se mezitím schylovalo k bouři a začal prudký liják. Do kostela se proto nahrnul celý pohřební průvod. Uvnitř nebylo hnutí a vzduch rychle houstl. Učitel Jan Siwy si uvědomil, že věž kostela stojícího na vyvýšeném místě nemá hromosvod a snažil se ostatní přimět k opuštění budovy. Ale už bylo pozdě.
Na vlastní zásah se později nikdo nedokázal rozpomenout. Většina těch, kteří přežili, uváděla, že se najednou probírali na zemi, kde leželi mezi desítkami nehybných těl. Všude kolem se ozývalo sténání a pláč.
"Lidé, kteří zůstali živí, velmi naříkali. Jistě trpěli, " vzpomínal později místní kněz.
Úder blesku do kostela tehdy nepřežilo 13 osob. V pozdější době tuto událost počtem obětí překonaly až letecké havárie způsobené bleskem. Po stránce materiálních škod byl nejničivější úder blesku, který v červenci 1977 na čtyřiadvacet hodin vyřadil z provozu newyorskou rozvodnou síť. Výše škod dosáhla jedné miliardy dolarů. Současně to byl také asi jediný blesk, který životy nebral ale dával: devět měsíců po výpadku zaznamenaly statistiky porodnosti nápadný výkyv směrem vzhůru.
Poslední chvíle před zásahem
Jste ve volné přírodě, v horách, na louce, nebo u řeky a schyluje se k bouřce. Najednou vám začnou vlasy vstávat na hlavě a možná se i vznese vaše pláštěnka nebo jiné kusy oblečení z lehkých plastů. Cítíte mravenčení po celém těle a z konečků prstů srší jiskry. Pokud jste rybář a zrovna nahazujete, může se stát, že vlasec už na hladinu nedopadne, protože zůstane viset ve vzduchu. Jistě pozoruhodné, přesto ale není správný čas na údiv. V této chvíli už vám totiž možná zbývá jen posledních pár vteřin života. Všechny ty jevy signalizují, že intenzita místního elektrického pole extrémně vzrostla a vytváří se vodivý kanál, kterým se vzápětí vybije obrovský náboj.
Přesto ještě není vše ztraceno. Rozhodně nemá smysl utíkat, protože čelo výboje se pohybuje rychlostí 60 kilometrů za vteřinu. Odborníci doporučují okamžitě padnout na zem a pokud je to možné, vmáčknout se do nějaké terénní prohlubně. Ruce bychom měli držet tak, aby se nedotýkaly země. Třeba je sepnout k modlitbě, protože stojíme - či spíše ležíme - v cestě výkonu několika velkých jaderných elektráren. Někdy to ostatně i pomůže: zakladatel mnišského řádu premonstrátů Norbert Xantenský prý po zásahu bleskem zanechal hříšného života.
Podle statistik sice zemře jen asi 5 až 30 procent lidí, do kterých uhodilo, v tom jsou však zahrnuty i nepřímé zásahy, protože blesk umí zabíjet také na dálku.
obr: Blesk na mořem
Například Australanku Natashu Timarovicovou před dvěma lety zasáhl blesk do úst při čištění zubů - pronikl do domu vodovodním potrubím. Žena přežila s popáleninami pánve, protože výboj její tělo opustil konečníkem. Přímo v kanálu bouřkového výboje ale jsou šance na přežití mnohem menší. Na krátkou chvíli tu zavládne teplota pětkrát vyšší než na povrchu Slunce, takže se v místě úderu roztaví i písek.
I ti, kdo zásah přežijí, často mají trvalé následky. Kromě popálenin to jsou především poškození nervové soustavy, ztráta paměti, psychické poruchy - efekt se tak trochu podobá poškození počítačových čipů statickou elektřinou.
"Bleskový výboj může zasáhnout centrální nervový systém, stejně jako jeho periferní oblasti," konstatuje zpráva americké organizace pro atmosférický a oceánografický výzkum NOAA. "Časté jsou výpadky krátkodobé paměti, chybné vyhodnocování nových informací, potíže při vybavování starých vzpomínek, zhoršená schopnost soustředění a celkové změny osobnosti."
Mnohé postižené pronásleduje jejich hrůzný zážitek po celý zbytek života. V USA proto pracuje organizace LSESSI (Lightning Strike and Electric Shock Survivors), která se jim snaží pomoci překonávat následky. Klientů je dost: ročně v této zemi blesk zraní asi 300 osob, zatímco dalších 30 až 50 zásah nepřežije.
I tentokrát ovšem platí, že jednodušší je prevence. Její zásady jsou všeobecně známé: neschovávat se pod stromy, nezůstávat ve vodě, nezdržovat se na vyvýšených místech ani na volném prostranství... Dnešní lidé sice už nepobíhají s vidlemi na polích, jako oběti blesků v minulých dobách, počtu úmrtí ale nahrává obliba sportů v přírodě.
Mnohem méně se ví, že nebezpečné může být i používání mobilu za bouřky. V létě 2006 zasáhl blesk patnáctiletou dívku telefonující v jednom londýnském parku. Od té doby je upoutaná na vozíku a kromě popálenin a ztráty sluchu utrpěla také vážné poškození mozku. Téhož roku byly zaznamenány tři úmrtí telefonujících osob.
"Při běžném úderu může výboj sjet po povrchu těla, ale mobil přiložený na kůži, stejně jako další kovové předměty nebo kapaliny, ho svedou dovnitř," komentovala případ doktorka Swinda Esprit z Northwick Park Hospital, která dívku ošetřovala. "Následky pak jsou mnohem horší."
Prokletí božího posla
Kromě budov vybavených hromosvody představují bezpečný úkryt zejména automobily. Názornou ukázku zažil jeden řidič z Minnesoty 7. srpna 1994. Za jízdy po silnici I-35 dostal jeho vůz přímý zásah bleskem. Byla zničená celá elektrická instalace, explodovaly všechny čtyři pneumatiky a v karoserii vzniklo velké množství děr. Pod vozem v povrchu silnice elektrický výboj vytvořil metr široký a deset centimetrů hluboký kráter. V kabině se však nikomu nic nestalo. Řidičovo křestní jméno bylo Rod, ale od té doby mu nikdo neřekl jinak než Lightning Rod (Hromosvod).
Stejnou přezdívku měl i správce přírodního parku Roy C. Sullivan z Virginie - a nepochybně si ji zasloužil mnohem víc. Zápis do Guinessovy knihy rekordů mu vyneslo sedm zásahů bleskem, které šťastně přežil v období let 1942 až 1983. Roye neskolily dva údery do hlavy v letech 1972 a 1973, které mu sežehly vlasy, zásah do nohy v roce 1942, který ho připravil o prst, výboj, který roku 1976 společně s ním zranil i jeho strýce, ani další tři útoky božího posla. Až odchod manželky v roce 1983 jej zdeptal natolik, že spáchal sebevraždu.
Roy Sullivan zdaleka není jediný člověk, na kterého si bouřky zasedly. Televizní kanál Discovery přinesl příběh ženy, kterou blesk zasáhl třikrát, z toho jednou ve zdánlivém bezpečí u kuchyňské linky. Jsou známy případy celých rodin, kde je počet obětí bouřkových výbojů v příbuzenstvu neobvykle vysoký.
Úder z jasného nebe
V prosinci 1964 odstartoval ze San Juanu na Portoriku čtyřmotorový boeing 707-121 nesoucí jméno Clipper Tradewind (Pasátový klipr) na let číslo 214 s cílem ve Philadelphii. Po mezipřistání a doplnění paliva ve Wahingtonu pokračoval v letu, o půlhodiny později však náhle explodoval ve vzduchu. Zahynulo přitom všech 81 osob na palubě. Pozdější vyšetřování ukázalo, že zásah blesku způsobil vznícení par v palivových nádržích.
Americký Federální úřad pro letectví FAA okamžitě reagoval zpřísněním předpisů na ochranu letadel proti bouřkovým výbojům. Přesto představoval zánik Pasátového klipru záhadu, protože až do té doby se zdálo, že dosavadní opatření jsou více než dostačující. Tajemství letu 214 se podařilo definitivně objasnit mnohem později: ukázalo se, že kromě běžných blesků existují i superblesky, jejichž smrtící potenciál je ještě několikanásobně vyšší.
Kolem vzniku blesku je stále ještě hodně nejasného, ví se však, že obvykle jde o výboj mezi částmi mraků s opačným elektrickým nábojem. Jen asi 20 procent blesků zamíří k zemi - většinou negativně nabitá spodní základna oblaku vyšle svůj náboj vstříc pozitivně nabitému povrchu. Proto jsou běžné blesky také označovány jako negativní.
obr: Bouřkový mrak kumulonimbus. Vypadá jak jaderný hřib, silou se atomovým zbraním vyrovná
V 70. letech minulého století ale vědci zjistili, že v asi pěti procentech případů to může být i opačně: proti negativně nabitým oblastem zemského povrchu se vybije pozitivně nabitý vrchol bouřkového mraku. Stává se to zejména tehdy, když se nahromadí tak velký náboj, že jeho výboj je schopný dosáhnout do vzdálenějších míst krajiny, kde už je zemský povrch zase nabitý záporně. Proto se tomuto blesku říká pozitivní. Napětí, proud, doba trvání a průvodní jevy jsou přibližně desetkrát silnější než u jeho negativního kolegy - a tomu odpovídají ničivé účinky.
Z hlediska pozorovatele se to může jevit jako onen příslovečný blesk z čistého nebe, protože vlastní mrak je kdesi za obzorem. Přesně to byl případ smrti pěti lidí v Texasu v květnu 1985 během pikniku v přírodě. Roku 1995 za jasné oblohy blesk zranil 10 dětí a učitele na hřišti v Miami. Rozbor tehdejší meteorologické situace ukázal, že bouřkový mrak se v té chvíli nacházel několik desítek kilometrů severozápadním směrem.
Oblíbeným terčem pozitivních blesků bývají fotbalisté, hráči golfu a jachtaři. Některé sportovní kluby si proto pořizují technické zařízení, které indikuje přítomnost bouřek v jejich oblasti.
Laboratoř s raketovou rampou
Výzkum blesků není nic jednoduchého, mimo jiné i proto, že výboj srovnatelné ničivé síly se prakticky nedá vytvořit uměle. Vědci proto čekají na místech, kde se bouřkové výboje objevují nejčastěji. Ale nejen to - snaží se blesk přímo vyprovokovat.
Jedním z takových zařízení je International Center for Lightning and Testing (ICLRT - Mezinárodní středisko pro výzkum a testování blesků) na Floridě, které patří University of Florida. Leží u města Gainesville, na místě, které bylo pověstné častými zásahy blesků. Podle meteorologické statistiky sem každé léto v průměru udeřilo 5 až 6 atmosférických výbojů.
Čekat na pár blesků ročně - na to vědci neměli trpělivost ani peníze, a tak se rozhodli přírodě trochu pomoci. Vybudovali speciální rampu, z nichž do bouřkových oblaků vystřelují malé rakety táhnoucí za sebou několik kilometrů dlouhý tenký drát.
obr: Raketou ro mraků. Zásah rampy blesekm. Foto: ICLRT
Jde vlastně o vylepšení pokusů, které před několika staletími prováděl vynálezce hromosvodu Benjamin Franklin a při nichž zahynul petrohradský vědec německého původu Wilhelma Richmann.
"Z konce šňůry náhle vyskočila malá ohnivá koule a zasáhla profesora do čela. Byl na místě mrtev," říká petrohradská zpráva z roku 1753.
Badatelé z ICLRT už nepoužívají draky - a především nedrží konec drátu v ruce. Ten je připevněn k měřícím přístrojům ovládaným na dálku a také k zařízením, jejichž odolnost vůči blesku se testuje. Samotní vědci při tom sedí ve speciální místnosti, která je před účinky elektrických výbojů chráněna drátěnou klecí.
Součástí areálu je také kopule umožňující zkoumání přirozených blesků. Vědci v ní mají k dispozici záznamové kamery a antény pro měření magnetického pole. Objekt je určen pro zkoumání všech elektromagnetických jevů odehrávajících se při bouřích.
Jedním z významných objevů ICLRT je potvrzení hypotéz, podle kterých při blesku vzniká také intenzívní rentgenové záření a paprsky gama. Jejich přítomnost by mimo jiné mohla pomoci objasnit záhadu vzniku kulového blesku a další dosud nevysvětlené jevy odehrávající se během bouřek.
doprovodné texty:
Bouřkový blesk v číslech
napětí: 10 až 50 milionů voltů
proud: až 50 tisíc ampér
teplota v kanálu výboje: až 30 tisíc stupňů
průměrná energie jednoho blesku: 250 kilowatthodin
trvání blesku: asi čtvrt vteřiny
roční počet bouřek na Zemi: okolo 16 milionů
roční počet blesků na Zemi: okolo 3 miliard
pravděpodobnost zásahu člověka bleskem: 1 : 3 000 000
průměrná světová denní úmrtnost na zásah bleskem: 10 osob
Cesta blesku
Bouřkový mrak (kumulonimbus) vzniká díky proudu teplého vzduchu, vedle něhož začne zpět k povrchu padat sestupný proud ochlazeného vlhkého vzduchu. Díky rychlému pohybu kapek vody nebo ledu v těchto proudech vzniká silný elektrický náboj, který se vybije buď v mraku, nebo proti zemi. Náboj je totiž v mraku rozložen tak, že vespod v základně mraku je záporný náboj, ve vrchní části mraku náboj kladný. Pod kladně nabitou spodní stranou mraku se na povrchu země hromadí záporný náboj - zejména na vyvýšených místech.
Většina lidí se domnívá, že blesk míří z oblohy k zemi, skutečnost je ale poněkud odlišná. Záporný náboj sice opravdu postupuje z mraků a v jakýchsi krocích si postupně "ohmatává" cestu nejmenšího odporu, současně mu však od země vychází vstříc často i více kladných nábojů z několika míst. Jen jeden z nich se ale spojí se svým protějškem - a přes tuto cestu se obrovská energie vybije. Jedním vodivým kanálem obvykle projde několik až několik desítek výbojů
Zabíjí i na dálku
Vedle hlavního kanálu výboje někdy vznikají i vedlejší kanály, "bratříčci", kteří dokáží zabít stejně dobře jako jejich velký bratr, přestože se s hlavním kanálem nakonec nespojily. Nebezpečné je také napětí, které vzniká i ve značné vzdálenosti od hlavního výboje rozdílem elektrických potenciálů. Zjednodušeně řečeno: má-li člověk jednu nohu o něco dál od místa výboje než druhou, je na každé jiný potenciál, který se vyrovná tou nejsnažší cestou - tedy tělem plným dobře vodivých tekutin. Tak se dá někdy zemřít i dost daleko od místa úderu. Blesk může na dálku zabít i vedením zemí, telefonními linkami, potrubím a podobně.
Zajímavé weby
Český meteorologický ústav - radarová detekce blesků
- www.chmi.cz/meteo/rad/blesk
Stránky amatérských pozorovatelů bouří
- www.bourky.com
In-počasí, Bouřky u nás
- www.in-pocasi.eu/clanky/bourky
Jan A. Novák
psáno pro Hospodářské noviny