Jak vznikají blesky? Nikdo neví

Ve škole nás učí, že blesk je elektrický výboj mezi bouřkovým oblakem a zemí.

„I když už dnes známe jiné metody než Franklinovo vypouštění papírového draka do bouřkového mraku, zdaleka není vše jasné,“ uvedla v Meteoru odbornice na blesky dr. Ivana Kolmašová z Ústavu fyziky atmosféry Akademie věd ČR.

Životu nebezpečný pokus

Franklin vypustil v roce 1752 do bouřkového oblaku papírového draka vybaveného kovovým hrotem a konopným provázkem zakončeným kovovým klíčem. Výsledkem bylo silné brnění ruky způsobené tím, jak elektřina z mraku prošla přes draka po provázku až ke klíči. Tím Benjamin Franklin ověřil souvislost mezi bleskem a elektrickým proudem.

Proč výboj vzniká?

„Základní věc, kterou stále nevíme, je, proč v bouřkovém oblaku výboj vzniká. Elektrická pole, která byla v oblacích naměřena pomocí balonů, jsou totiž 10krát menší, než by odpovídalo průraznému napětí vzduchu,“ řekla Kolmašová. Musí za tím tedy být ještě něco dalšího, jen se přesně neví co.

Tajemství bouřkového oblaku

„Bouřkový oblak je plný různých ledových a vodních částeček, podle toho, jak je vysoký, může se rozprostírat od 2 km až do výšky 15 km. Částečky ledu jsou špičaté a na těchto špičkách může vzniknout koronový výboj, v němž je lokálně zvýšené elektrické pole,“ vysvětlila Kolmašová.

Blesk zrozený z vesmíru

Na zvýšení elektrického pole bouřkového oblaku se může podílet i kosmické záření. „Srážkami kosmického záření s atmosférou vznikají elektrony. Ty jsou velmi rychlé, při srážce ionizují další elektrony a vzniká lavina ubíhajících elektronů, která může lokálně zvýšit vodivost v oblaku,“ popsala Ivana Kolmašová.

„Hypotéza, která je vypočítána a přijímána, i když ne zcela potvrzena, uvádí, že tyto ubíhající elektrony lokálně zvýší vodivost, a tím sníží elektrické pole, ve kterém potom mohou vzniknout koronové výboje na hrotech ledových částic a nastartovat celý proces bleskového výboje,“ dodala vědkyně.

Bouřkový oblak jako obří baterie

Při vzniku blesku je také důležitý fakt, že bouřkový oblak se nachází mezi povrchem země a vysokou vrstvou atmosféry, kde vznikají například polární záře, zvanou ionosféra.

Bouřkový oblak Cumulonimbus|foto: Robin Duspara, Lovci bouřek

„Ionosféra je část atmosféry, kde jsou doslova odtrhány elektrony od atomů a molekul. Jsou tam nabité částice a oproti zemi je ionosféra nabita kladně. Bouřkový oblak je plný ledových a vodních částeček, které jsou také nějak nabité. A s tím souvisí další záhada,“ nadnesla Ivana Kolmašová.

Ledové a vodní částečky v bouřkovém oblaku tvoří vrstvy stejně nabitých částic – těžší částečky se z nějakého důvodu nabíjejí záporně, a ty lehčí kladně. Neví se proč.

„Mezi ionosféru a zem se nasune bouřkový oblak jako taková velká baterie, která má na spodu záporný náboj a nahoře kladný. Země je proti bouřkovému oblaku kladná, takže tam vznikne rozdíl potenciálů (napětí) - a výboj může proběhnout směrem k zemi,“ doplnila odbornice na blesky.

Blesk si hledá cestu vzdušným bludištěm

Díky vysokofrekvenčním kamerám můžou vědci detailně sledovat putování blesku vzduchem k zemi, kamery umožňují pořídit tisíce snímků za sekundu.

Zpomalený záběr toho, jak se šíří blesk, je úžasná podívaná. „Je vidět, jak si blesk vyhledává nejvodivější cestu. Z bouřkového oblaku se blesk šíří ve zhruba 50metrových skocích, pak si na chvilku odpočine, potom pokračuje. Některé cesty vyhodnotí jako nevýhodné, těmi dál nepokračuje a ony jako slepé větve vymizí, bleskový proud pak proběhne hlavním kanálem směrem k zemi,“ popsala Ivana Kolmašová.

Vznik blesků zatím neumíme uspokojivě vysvětlit, neumíme ani využít jejich obrovskou energii. Málo se také ví, že existují různé druhy blesků. Některé nejsou lidským okem vůbec vidět, proto jsme o nich dlouho neměli ponětí. O těch si povíme v některém z příštích vydání pořadu Meteor.

Tento i ostatní záznamy pořadu Meteor najdete v našem Archivu pořadů.