Αστραπή

Αστραπή ονομάζεται ο τεράστιος ηλεκτρικός σπινθήρας που δημιουργείται ανάμεσα σε δύο διαφορετικά νέφη ή μεταξύ δύο διαφορετικών τμημάτων του ίδιου νέφους ή ανάμεσα σε ένα νέφος και στο έδαφος, οπότε και ειδικότερα ονομάζεται κεραυνός. Ωστόσο, σύγχρονες απόψεις μετεωρολόγων και φυσικών υποστηρίζουν ότι οποιαδήποτε ηλεκτρική εκκένωση που συμβαίνει στην ατμόσφαιρα και οφείλεται σε φυσικά αίτια ονομάζεται πάντα κεραυνός, ανεξάρτητα αν η ηλεκτρική εκκένωσή τους φθάνει στο έδαφος ή όχι. Η αστραπή αποτελεί μετεωρολογικό φαινόμενο.

Αστραπές και κεραυνοί (διχαλωτοί) σε καταιγίδα, στο Λας Κρούσες στην πολιτεία Νέο Μεξικό των ΗΠΑ, στις 4 Μαρτίου 2004.

Η αστραπή παράγει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, από θερμότητα που παράγεται από τη γρήγορη κίνηση των ηλεκτρονίων μέχρι λάμψεις ορατού φωτός με τη μορφή ακτινοβολίας μέλανος σώματος. Η αστραπή προκαλεί τη βροντή, ένα ήχο από εξαιτίας του ωστικού κύματος που προκαλεί η απότομη διαστολή του αέρα γύρω από τον σπινθήρα. Οι αστραπές παράγονται συνήθως από καταιγίδες και άλλα έντονα καιρικά συστήματα, αλλά μπορεί να προκληθούν και από τα ηλεκτρικά φορτία που αναπτύσσονται μέσα στα σύννεφα τέφρας από μια ηφαιστειακή έκρηξη.

Δημιουργία

Κεραυνός πάνω από το Νότιο Πάρκο (Γιούζεν Παρκ), Σόφια, Βουλγαρία, στις 12 Μαΐου 2010.

Ο σπινθήρας αυτός δημιουργείται όταν η συσσώρευση στατικού ηλεκτρισμού υπερνικά τη φυσική αντίσταση που προβάλλει ο Ατμοσφαιρικός αέρας στη δίοδο ενός ηλεκτρικού ρεύματος. Όταν ο αέρας είναι ξηρός τότε η αντίσταση αυτή είναι μεγάλη. Όταν όμως περιέχει υδροσταγόνες αναπτύσσεται τάση 10 εκατομμυρίων βολτ (Volt) που προκαλεί ηλεκτρική εκκένωση, δηλαδή δίοδο ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από τον αέρα που συνοδεύεται από μια λάμψη, την αστραπή.

Στην Αγγλία οι αστραπές συμβαίνουν κατά τα 2/3 ανάμεσα σε διαφορετικά τμήματα του ίδιου του νέφους. Στη Νότια Αφρική η αναλογία αυτή είναι 9/10.

Στη πραγματικότητα οι αστραπές μεταξύ τους, ανεξάρτητα της μορφής που παρατηρούνται, διχαλωτές ή διάχυτες, δεν παρουσιάζουν καμία ουσιώδη διαφορά. Η διάχυτη αστραπή είναι απλά η διάχυτη λάμψη που παρατηρείται από μια διχαλωτή αστραπή που συγκαλύπτεται από τη βροχή ή το νέφος εντός του οποίου δημιουργείται.

Ενέργεια αστραπής - Παράγωγα

Αστραπές μέσα στα σύννεφα, σε μια πολύ θυελλώδη και βροχερή νύχτα στο Τσβίκαου, Γερμανία, στις 21 Ιουνίου 2005.

Δέντρο λίγες ημέρες μετά την πτώση κεραυνού, στην Πιερία το 2020.

Η αστραπή απελευθερώνει μεγάλη ποσότητα ενέργειας της τάξεως των 10¹⁰ τζάουλ σε χρόνο λιγότερο από ένα χιλιοστό του δευτερολέπτου. Τα 3/4 της ενέργειας αυτής ξοδεύονται για τη θέρμανση του αέρα, που μεταβιβάζει το ρεύμα ως θερμοκρασία 15.000 βαθμών Κελσίου. Ο πυρακτωμένος αυτός αέρας (και όχι ο ηλεκτρισμός που τον θερμαίνει) είναι αυτό που λέγεται αστραπή. Η ξαφνική αυτή και έντονη θέρμανση κάνοντας τον αέρα να διαστέλλεται απότομα, δημιουργεί ένα κύμα κρούσης που ο ήχος του είναι η βροντή. Μια ηλεκτρική εκκένωση που συμβαίνει δίπλα ή πάνω από το σημείο ενός παρατηρητή, ακούγεται ως ένας και μοναδικός εκκωφαντικός κρότος και χτυπάει τον παρατηρητή ως ωστικό κύμα. Όταν όμως η εκκένωση αυτή γίνει μακριά, ο ίδιος θόρυβος ακούγεται λίγο συνεχόμενος ως «μπουμπουνητό» που διαρκεί ίσως και αρκετά δευτερόλεπτα και αυτό συμβαίνει διότι η βροντή ακούγεται από διάφορες αποστάσεις, καθώς ανακλάται ο ήχος από τα νέφη, το έδαφος, τις εξάρσεις του (το τοπικό ανάγλυφο) και από τα κτίρια μέσα σε μία πόλη.

Οι αστραπές είναι ο κύριος τρόπος που παράγεται το όζον στην ατμόσφαιρα το οποίο, είναι συσσωρευόμενο κυρίως σε στρώμα στο κατώτερο τμήμα της στρατόσφαιρας, το οποίο φιλτράρει την υπεριώδη ακτινοβολία.

Αστραπές σε άλλα ουράνια σώματα

Οι ατμοσφαιρικές ηλεκτρικές εκκενώσεις δεν είναι αποκλειστικές στη Γη. Αστραπές και κεραυνοί συμβαίνουν επίσης και σε ατμόσφαιρες άλλων πλανητών του ηλιακού μας συστήματος. Απαραίτητη προϋπόθεση για τον σχηματισμό τους, είναι μια πυκνή ή έστω σχετικά πυκνή ατμόσφαιρα.

Διαδοχικοί κεραυνοί στον Κρόνο, που εντοπίστηκαν από το ρομποτικό διαστημικό σκάφος Κασσίνι-Χόυχενς το 2009.

Στην Αφροδίτη, υπήρχαν από τα τέλη του 20ού αιώνα υποψίες για κεραυνούς λόγω της πυκνής ατμόσφαιράς της, οι οποίοι και επιβεβαιώθηκαν από την αποστολή του ανιχνευτή Venus Express του 2006 - 2014. Στον Άρη, αν και η ατμόσφαιρά του είναι αραιή, έχουν ήδη εντοπιστεί άμεσα σημάδια της εμφάνισης ηλεκτρικών εκκενώσεων και ενδεχομένως οφείλονται στις μεγάλες αμμοθύελλες που συμβαίνουν συχνά στον πλανήτη. Σύμφωνα με τους ερευνητές, η ηλεκτρική δραστηριότητα του Άρη έχει σημαντικές επιπτώσεις επειδή αλλάζει τη σύνθεση της ατμόσφαιρας, επηρεάζοντας έτσι την πλανητική κατοικησιμότητα και τις προετοιμασίες για την ανθρώπινη εξερεύνηση του πλανήτη.

Επειδή οι καταιγίδες του Δία είναι πολύ μεγαλύτερες και εντονότερες από της Γης, οι κεραυνοί του είναι πολύ πιο ισχυροί: η έντασή τους είναι έως και δέκα φορές μεγαλύτερη από οποιαδήποτε αστραπή που έχει καταγραφεί ποτέ στον πλανήτη μας. Στον Κρόνο, οι αστραπές είναι πολύ λιγότερο συχνές, αλλά επίσης πολύ ισχυρότερες. Από την άλλη, στον Τιτάνα, τον μεγαλύτερο από τους φυσικούς δορυφόρους του Κρόνου, δεν έχει καταγραφεί ηλεκτρική εκκένωση μέχρι σήμερα, παρά την πυκνή και ενεργή του ατμόσφαιρα.

Μυθολογία

Ο καθαρός νυχτερινός ουρανός, σε συνδυασμό με την σύνοδο της Αφροδίτης με τον Δία, προσφέρουν το καλύτερο φόντο για αυτή την φωτογενή ισχυρή καταιγίδα που απομακρύνεται από τις ακτές της Σάμου στην Ελλάδα στις 21 Οκτωβρίου 2015. Παρατηρείστε επίσης τον λεγόμενο «κεραυνό εν αιθρία» που χτυπάει αρκετά χιλιόμετρα μακριά από το κύτταρο της καταιγίδας στα αριστερά, καθώς επίσης και τον κεραυνό στον αέρα που κατευθύνεται προς τα πάνω και φαίνεται στο πάνω μέρος της.

Στην Ελληνική Μυθολογία το μετεωρολογικό φαινόμενο της αστραπής, η θέα του οποίου επέφερε φόβο και ιδιαίτερο δέος στους ανθρώπους, κατά τον ακολουθούμενο αλληγορικό ανθρωπομορφισμό των εννοιών, αποδόθηκε σε τρεις Κύκλωπες, που ο καθένας εκπροσωπούσε από μία φύση του φαινομένου. Αυτοί ήταν ο Βρόντης που εκπροσωπούσε τη βροντή, ο Στερόπης που εκπροσωπούσε την κίνηση της αστραπής και ο Άργης που εκπροσωπούσε την εκτυφλωτική φωτιά. Και οι τρεις ήταν βοηθοί του Ηφαίστου στην κατασκευή των κεραυνών του Δία, στον Όλυμπο.

Λαογραφία

Στην ελληνική λαϊκή παράδοση η έννοια «αστραπόβροντο» έχει προέλευση από τους αρχαίους μύθους όπου ο Δίας είναι ο κυρίαρχος των κεραυνών της αστραπής και της βροντής. Με την καθιέρωση του Χριστιανισμού πέρασε στις λαϊκές δοξασίες ότι η αστραπή είναι η φωτιά που αφήνει πίσω του το άρμα του Προφήτη Ηλία καθώς διατρέχει τον ουρανό, ενώ η βροντή το κροτάλισμα των ποδιών των αλόγων που σύρουν το άρμα του. Κατ΄ άλλη παράδοση περισσότερο νησιώτικη οι αστραπές και οι βροντές είναι οι κανονιοβολισμοί που ρίχνει ο Αρχάγγελος Μιχαήλ κατά του Σατανά. Επίσης μια άλλη δημώδης έκφραση «αστραποκαμμένος» λέγεται όχι τόσο για την αστραπή όσο για το αστροπελέκι δηλαδή τον κεραυνό. Συνηθίζεται να λέγεται είτε ως κατάρα, είτε από οίκτο σε δυστυχισμένους ανθρώπους, ορφανούς κ.λπ., π.χ. «αχ φωτιοκαμμένε ή αστραποκαμμένε», ή «φωτιά να πέσει και να σε κάψει». Το δεύτερο έχει διπλή χρήση: είτε ως κατάρα («να πέσει φωτιά να σε κάψει!»), είτε ως όρκος («αν σε απάτησα, να πέσει φωτιά να με κάψει!»), και θεωρείται ως μέσο τιμωρίας. Κυρίαρχο στοιχείο σε όλες αυτές τις παραδόσεις, δοξασίες και εκφράσεις αποτελεί το δέος που δημιουργούν τα μετεωρολογικά αυτά φαινόμενα.

Παροιμίες

«Αν δεν αστράψει δεν βροντά» που λέγεται σε ακολουθία πράξεων ή

«Αν δεν αστράψει δεν βροντά κι αν δεν βροντά δεν βρέχει»,

«κι αν δεν συνδέσει το νερό ο ποταμός δεν τρέχει», που λέγεται ομοίως. (συνδέσει το νερό = βρέξει πολύ)

«Ας είναι η δύση καθαρή κι ανατολή ας αστράφτει», γνωρίζοντας ότι ο καιρός αλλάζει από Δυτικά, οπότε αν αστράφτει στα Ανατολικά δεν υπάρχει φόβος συνέχισης καταιγίδας.

«Καθαρός ουρανός, αστραπές δε φοβάται», λέμε όταν η συνείδησή μας είναι καθαρή και δεν ανησυχούμε για κάτι.

Παρόμοιες όμως τέτοιες παροιμίες από μετεωρολογικές παρατηρήσεις υπήρχαν και στην αρχαιότητα.

Δείτε επίσης

• Αλεξικέραυνο
• Αστραποφοβία
• Βροντή
• Καταιγίδα
• Χιονοκαταιγίδα

Βιβλιογραφία

• Χ. Περογιαννάκη, ταξίαρχου Π.Α. τ. Γενικού Διευθυντού ΕΜΥ: «Ναυτική Μετεωρολογία» - Ίδρυμα Ευγενίδου 1974, Αθήνα. σ.62.
• Rakov, Vladimir A.· Uman, Martin A. (2003). Lightning: Physics and effects. Cambridge, England: Cambridge University Press. ISBN 978-0521583275. 
• Uman, Martin A. (1986). All About Lightning. Dover Publications, Inc. σελίδες 103–110. ISBN 978-0-486-25237-7. 

Περαιτέρω ανάγνωση

• Anders, André (2003). «Tracking Down the Origin of Arc Plasma Science I. Early Pulsed and Oscillating Discharges». IEEE Transactions on Plasma Science 31 (4): 1052–1059. doi:10.1109/TPS.2003.815476. Bibcode: 2003ITPS...31.1052A. https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc785933/.  This is also available at Anders, A. (2003). «Energy Citations Database (ECD)». IEEE Transactions on Plasma Science 31 (5): 1052–1059. doi:10.1109/TPS.2003.815476. Bibcode: 2003ITPS...31.1052A. http://www.osti.gov/energycitations/servlets/purl/823201-oEL59M/native/823201.pdf. Ανακτήθηκε στις September 5, 2008. 
• Cooray, Vernon (2014). An Introduction to Lightning. Springer Verlag. doi:10.1007/978-94-017-8938-7. ISBN 978-94-017-8937-0. 
• Field, P. R.· W. H. Hand· G. Cappelluti· και άλλοι. (Νοεμβρίου 2010). «Hail Threat Standardisation» (PDF). European Aviation Safety Agency. Research Project EASA.2008/5. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο (PDF) στις 7 Δεκεμβρίου 2013. 
• Gosline, Anna (May 2005). «Thunderbolts from space». New Scientist 186 (2498): 30–34. https://www.newscientist.com/article/mg18624981.200.  Sample, in .PDF form, consisting of the book through page 20.
• «Effects of Lightning». The Mirror of Literature, Amusement, and Instruction (Columbia College, New York) 12 (323). July 19, 1828. http://www.gutenberg.org/ebooks/12873. Early lightning research. 

Εξωτερικοί σύνδεσμοι

•  «Lightning» Εγκυκλοπαίδεια Μπριτάννικα 16 (11η έκδοση) 1911, σελ. 673 
• World Wide Lightning Location Network
• Feynman's lecture on lightning