Salama – sähköpurkaus ukkosessa: määritelmä, ilmiöt ja tilastot

Salama – sähköpurkaus ukkosessa: selkeä määritelmä, ilmiöt ja tilastot. Lue miten salamat syntyvät, iskutyypit, turvallisuusvinkit ja hämmästyttävät tilastot.

NHL-joukkue, katso Tampa Bay Lightning.

Toisen maailmansodan hävittäjä, katso P-38 Lightning.

Salama on voimakas sähköpurkaus, joka syntyy ukkosmyrskyn aikana. Purkaus aiheuttaa erittäin nopean lämpölaajenemisen ympäröivässä ilmassa; tämä äkillinen laajeneminen synnyttää ääniaaltoja, jotka koetaan jylinänä eli ukkosena. Salamat voivat esiintyä pilven sisällä, pilvien välillä tai kulkea pilvestä maahan — viimeksi mainittu on ihmisten turvallisuuden kannalta vaarallisin.

Miten salama syntyy?

Ukkospilvissä (yleensä kumulonimbus-pilvissä) tapahtuu varausten eriytymistä: pilven yläosaan kertyy positiivista ja alaosaan negatiivista varausta. Kun jännite kasvaa riittävän suureksi, ilma alkaa johtaa ja muodostuu askeljohtoja (stepped leaders) pilvestä kohti maata tai kohti toista pilveä. Näitä seuraa paluuisku (return stroke), joka on näkyvä salaman kirkas pääpurkaus. Paluuiskun aikana virta voi olla kymmeniä tuhansia ampeereja ja saman purkauksen lämpötila voi hetkellisesti olla hyvin suuri — selvästi auringon pinnan lämpöä korkeampi — mikä aiheuttaa äänen eli ukkosen.

Salaman tyypit

• Pilven sisäinen (intra-cloud) – yleisin muoto, purkaus tapahtuu saman pilven sisällä.
• Pilven välinen (cloud-to-cloud) – purkaus kahden eri pilven välillä.
• Pilvestä maahan (cloud-to-ground) – salama kulkee pilvestä maahan ja voi iskeä ihmiseen, rakennukseen tai maastoon.
• Ylöspäin suuntautuva salama – joskus salama lähtee maasta tai rakennuksen huipulta ylöspäin; tutkijat havaitsivat vuonna 1993 tapauksia, joissa salama ampui ylöspäin kumulonimbus-pilven huipulta.
• Ilmakehän yläpuoliset ilmiöt – voimakkaiden ukkosten yhteydessä voi syntyä myös nopeasti välkkyviä ilmakehän yläilmiöitä, kuten spritetejä, jetit ja elves.

Fyysisiä lukuja ja vaikutuksia

Salaman jännite voi olla hyvin suuri — pilvessä voi esiintyä jopa miljoonien tai kymmenien miljoonien voltin eroja. Tyypillinen paluuiskun virta on usein kymmenistä tuhansista ampeereista alkaen, mutta arvoja vaihtelee suuresti. Salaman valo on erittäin kirkas ja lämpötila purkauksen ytimen läheisyydessä nousee hyvin korkeaksi, mikä aiheuttaa ilman nopean laajenemisen ja ukkosen. Salama voi myös aiheuttaa paloherkissä olosuhteissa metsä- ja maastopaloja sekä vahinkoja rakennuksille ja sähkölaitteille.

Turvallisuus ja suojautuminen

• Etsi suojapaikka: turvallisinta on olla sisätiloissa tai metallikattoisessa autossa (auton runko toimii maadoitettuna suojana).
• Vältä avoimia alueita, korkeita tai erillisiä puita, vesialueita ja metalliesineitä.
• Älä käytä lankapuhelinta salaman aikana, ja irrota herkästä elektronisesta laitteista verkkovirta sekä suojaa ne ylijännitesuojilla.
• Muista 30/30-sääntö: jos etäisyys salaman ja ukkosen välillä on alle 30 sekuntia (lasketaan salaman välähdyksestä ukkosen jyrähdykseen), hakeudu suojaan ja odota vähintään 30 minuuttia viimeisen ukkosen jälkeen ennen ulosmenoa.
• Rakennusten suojaukseen käytetään usein salamanjohdattimia (etsivalevyt) ja riittävää maadoitusta.

Tutkimus ja käytännön sovellukset

Salamaa tutkitaan sekä kenttähavainnoin että satelliittien ja erikoisverkkojen avulla. Salaman syntymekanismien ja esiintymistiheyksien ymmärtäminen auttaa parantamaan varoitusjärjestelmiä ja turvallisuuskäytäntöjä. Ihmiset voivat myös tehdä demonstraatioita ja tutkia pienimuotoisia purkauksia Tesla-kelan tai Van de Graaffin generaattorin avulla, mutta nämä laitteet eivät täysin mallinna ukkospilven mittakaavaa.

Tilastot ja esiintyvyys

Maailmanlaajuisesti salamia esiintyy hyvin runsaasti: arviolta noin 50–100 salamaa joka sekunti, mikä tarkoittaa usein yli miljardin purkauksen vuotuista määrää. Ihmisiin liittyvät uhrit vaihtelevat maittain ja vuosittain; esimerkiksi Yhdysvalloissa kuolee tyypillisesti muutamia kymmeniä ihmisiä salamaniskuihin vuosittain, kun taas maailmanlaajuiset luvut voivat olla suurempia maakohtaisen riskin ja olosuhteiden mukaan. Salaman esiintyvyys on yleisintä tropiikissa ja kesäaikaan alueilla, joissa esiintyy runsaasti ukkosmyrskyjä. Tunnettu esimerkki toistuvasta salamaniskusta on se, että Empire State Buildingiin on iskenyt satoja kertoja vuodessa.

Kun salama iskee pintaan, purkautuvat varaukset liikuttavat elektroneja nopeasti ja voivat aiheuttaa palon, kipinöintiä sekä vahinkoja sähkölaitteille ja rakenteille. Turvallisuusohjeiden noudattaminen ja asianmukaiset suojarakenteet vähentävät salaman aiheuttamia riskejä merkittävästi.

Kysymyksiä ja vastauksia

K: Mitä on salamamusiikki?

K: Mikä aiheuttaa ukkosen aikana ukkosen?

K: Tapahtuuko salamointia vain pilvien välissä?

K: Kuinka moneen ihmiseen salama iskee vuosittain?

K: Kuinka monta salamaa iskee Maahan joka sekunti?

K: Mihin kuuluisaan rakennukseen salama on iskenyt jopa 500 kertaa vuodessa?

K: Miten ihmiset voivat tehdä ja tutkia salamoita?

Hae kirjaimella