Gaudeamus

Munje su fascinantne prirodne pojave

Nevrijeme, kiša, grmljavina i potom munja.

Sve su to prirodne pojave, nekome lijepe i fascinantne, nekome izazivaju strah pri pomisli. Pokušat ćemo vam približiti, zbog čega ljudi s pravom osjećaju strah pri pomisli na njih- veličanstvene munje.

U pravilu, munja je naglo pražnjenje atmosferskog električnoga naboja koncentriranog u olujnim, grmljavinskim oblacima, povezano s pojavom snažnog bljeska i snažnoga zvučnog udara, groma. Unutar grmljavinskih oblaka električni potencijal naraste i do 3 milijuna volti, pa zrak više nije dovoljan izolator i nastaje izbijanje električnoga naboja unutar oblaka, prema drugom oblaku, prema okolnomu zraku ili prema tlu, otprilike  jedno takvo izbijanje na svakih deset. Munja se može vidjeti i na udaljenostima do 150 kilometara.

Najčešća je izlomljena linearna munja. Od njezina glavnog puta često se odvaja više grana. Istraživanja linearne munje ultrabrzim kamerama pokazala su da munja između oblaka i tla nastaje u nekoliko koraka: svakoj munji prethodi početno, slabije pretpražnjenje, koje napreduje brzinom od približno 50 m/s i postupnom ionizacijom zraka stvara takozvani kanal munje, svjetlosni, intenzivno ugrijan  i do 30 000 K, koridor promjera nekoliko centimetara. Kada kanal poveže oblak i tlo (ili dva suprotno nabijena oblaka), nastupi kroza nj u suprotnom smjeru obilno električno pražnjenje, glavni udar munje, koji češće putuje od tla  prema oblaku nego obratno. Takvih je povratnih udara u jednoj munji više, prosječno dva, ali ih može biti i do 40, s vremenskim razmakom od prosječno 0,03 sekundi. Električni naponi između krajnjih točka munje iznose i do 100 milijuna volta (V); maksimalne su struje nekih munja 100 000 ampera (A), a traju od 0,1 do 0,6 sekundi uz temperaturu u kanalu munje višu od 20 000 kelvina (K). Zbog zagrijavanja, ionizacije i disocijacije uzduž puta munje naglo se i drastično mijenja tlak zraka, što je uzrok nastanka groma. Opažene su i tihe munje.

 

Uz često zapažene oblike razgranate munje, koja udara prema tlu, pojavljuje se nekad i takozvana biserna munja u obliku niza od 20 do 30 svjetlosnih zrna, promjera približno 10 centimetara i odvojenih tamnim prostorima. Plošna munja električno je izbijanje unutar oblaka, kod kojega su osvijetljene velike površine oblaka, no sam kanal munje nije zamjetljiv. Toplinska munja pojava je munje na velikoj udaljenosti od promatrača, prevelikoj da bi se čula grmljavina; ona može biti crvene boje zbog raspršenja i apsorpcije svjetlosti u zraku. Kuglasta munja vrlo je rijetka i do danas još nerazjašnjena pojava električnoga izbijanja; pojavljuje se u obliku žute do crvene svjetleće kugle promjera 10 do 20 centimetara, rijetko i do 1 metar, u kojoj je temperatura od 4 000 do 5 000 °C. Kratko se vrijeme lagano kreće i nestaje tiho ili uz prasak, ostavljajući za sobom jak miris po sumporu i nitritu. Kada se zbog povišene vlage poveća električna provodnost zraka, kao za grmljavinskih procesa, može se na istaknutim vrhovima planina, šiljcima visokih zgrada, jarbolima i stupovima pojaviti takozvana vatra svetog Ilije ili vatra svetog Elma, električno izbijanje u obliku svjetleće zelenkaste ili plavičaste korone. Poznat je i takozvani plavi mlaz, slabi mlaz plave svjetlosti koja izbija iz vrha kumulonimbusa i diže se nepoznatim mehanizmom do visine od 40 do 50 kilometara brzinom većom od 90 km/s, te takozvani sprajt ili crveni vilenjak (engl. sprite), svjetlosna pojava u mezosferi, crvenkaste do plave boje i najraznovrsnijih oblika, od velikih mjehura do oblika nalik na veliku hobotnicu, povezana sa snažnim električnim izbijanjem iz kumulonimbusa u tlo.

Munje su fascinantne prirodne pojave koje su oduvijek zaokupljale ljudsku maštu. Za vrijeme oluja, munje su česte pojave koje predstavljaju električno pražnjenje, uglavnom pražnjenje između oblaka, te oblaka i površine Zemlje. Izgledaju poput ogromnih iskri, a najčešće 'udaraju' iz olujnih oblaka kumulonimbusa. Brojke vezane uz munje su impresivne, no neke će vas činjenice iznenaditi! Jakost struje prosječne munje je oko 30 kiloampera. Za usporedbu, jakost struje tijekom kratkog spoja obične AA baterije iznosi tek nekoliko ampera. Pri toj jakosti prenese se energija od oko 500 megadžula (Mega = 10^6).

Snaga u fizici označava mjeru koliko se brzo vrši neki rad i po definiciji je omjer energije i vremena (P = E / t). Sušilo za kosu, primjerice, ima snagu od 1 kW, no munja ima snagu od oko jednog teravata! 1 TW je milijarda kW). To izgleda mnogo, no munja traje svega 30 mikrosekundi. Energija po munji, kako je poviše navedeno, iznosi 500 megadžula. Svinjska mast sadrži oko 40 kJ/g, mjereći energiju izgaranja s kisikom. Usporedivši ove iznose, dolazimo do podatka da prosječna munja ima energije koliko i oko 12 kilograma svinjske masti!

Benzin ima energiju 50 megadžula po kilogramu. Iz toga slijedi da je munja usporediva sa deset kilograma benzina, odnosno 14 litara benzina! Naponi munja iznose od desetak do stotinjak milijuna volti, pa često ljudi misle da se radi i o enormnim vrijednostima energije. Naponi ne govore o kolikim vrijednostima energije se radiTemperatura je isto fascinantna! Temperatura munje iznosi od 20.000 do 30.000 °C. Za usporedbu, površina Sunca je na 'samo' 5500°C. No temperatura je mjera zagrijanosti, a koliko je nešto zbilja vruće govori sadržaj topline, odnosno energije.

Zašto kažemo ''Brzinom munje!'' ? Impresivna je i brzina munje koja iznosi oko 200.000 km/h! Tako munja u kratkom roku zagrije okolni zrak koji se eksplozivno širi i nastaje ono što zovemo grmljavina. Iz svega ovoga da se zaključiti da bi hvatanje munja bilo neisplativo, radi se o malim iznosima i munje nam ne bi služile u energetici. Oprema koja bi hvatala munje bi bila glomazna, skupa i nepraktična.

Nema nam druge nego munje, prekrasnu prirodnu pojavu gledati sa sigurne udaljenosti jer sumnjam da bi se itko odlučio biti u blizini jedne.

Facebook