خطر صاعقه و پدیده ای به نام حوزه برق زمینی

خطر صاعقه و پدیده ای به نام حوزه برق زمینی ( تخلیه ی بار الکتریکی ابرها روی زمین و بدون آذرخش ) را جدی بگیرید . متن زیر را لطفا با دقت بخوانید . لطفا !

 

  

آذرخش (صاعقه) چیست ؟ وقتی بار الکتریکی انباشته شده در ابرها تخلیه شده و به صورت یک قوس الکتریکی به زمین برخورد کند ؛ آذرخش (صاعقه) اتفاق می افتد. توضیح : در آسمان و بین خود ابرها نیز قوس های الکتریکی ایجاد می شود اما این نوع از آذرخش (صاعقه) بیشتر مورد توجه صنایع و ورزشها هوایی است و در کوهنوردی اهمیت خاصی ندارد.

آذرخش (صاعقه) چگونه رخ می دهد؟ هنگام توفان یا حرکت بادهای بزرگ ، بار الکتریکی زیادی در ابرها ذخیره می شود و به اصطلاح ابرها باردار می شوند. بدین ترتیب ابر تبدیل به یک منبع انرژی بسیار عظیم می شود که بر فراز آسمان در حرکت است . این ذخیره انرژی آنقدر ادامه پیدا می کند تا ابر از انرژی الکتریکی اشباع شده و در اولین فرصت ممکن ، انرژی خود را تخلیه می کند . معمولا بهترین محل برای این تخلیه زمین است زیرا زمین آنقدر بزرگ است که هرگز از الکتریسیته اشباع نمی شود . بنابراین ابر ابتدا هوای اطراف خود را با " یونیزه " کردن مستعد عبور جریان برق کرده ، سپس انرژی خود را از میان هوای یونیزه شده عبور داده و در زمین تخلیه می کند. اما مقدار انرژی تخلیه شده...

سرعت تخلیه و اثرات آن چقدر است؟ آذرخش (صاعقه) یکی از قدرتمندترین ، خطرناکترین و عجیب ترین پدیده های طبیعی است . پدیده ای با میلیاردها " وات " انرژی و اثراتی متعدد و باورنکردنی مانند تولید هزاران درجه حرارت ، تولید گازهای مسموم ، ایجاد امواج نیرومند و ...

آذرخش (صاعقه) چه مشخصاتی دارد ؟ آذرخش (صاعقه) ویژگی های منحصر به فردی دارد که آنها را در هیچ رخداد طبیعی دیگری نمی توان یافت . ویژگی هایی که عمدتا از الکتریسیته خاص آذرخش (صاعقه) نشات می گیرند . مهمترین این ویژگیها عبارتند از : ولتاژ آذرخش (صاعقه) ، جریان ، قدرت ، سرعت و دفعات تکرار آذرخش (صاعقه) ولتاژ آذرخش (صاعقه) ولتاژ آذرخش (صاعقه) معمولا بین 10 تا 20 میلیون ولت در نوسان است و بعضا تا 100.000.000 ولت هم افزایش پیدا می کند . بزرگی این رقم را وقتی بهتر درک می کنید که آن را با برق شهر ( 220 ولت ) مقایسه کنید . به عبارت دیگر ولتاژ آذرخش (صاعقه) آنقدر زیاد است که می تواند بر مقاوت بسیار زیاد " هوا " در برابر عبور جریان برق ، غلبه کرده و از آن بگذرد ! جریان آذرخش (صاعقه) این جریان در حدود 10.000 آمپر شدت دارد . اما این مقدار همیشگی نیست و گاه تا 200 هزار آمپر هم می رسد ( کنتور منزل شما حداکثر 25 آمپر را از خود عبور می دهد. ) قدرت آذرخش (صاعقه) با توجه به مطالب بالا می توان نتیجه گرفت که آذرخش (صاعقه) به طور معمول حدود 100 میلیارد وات(!) انرژی تولید می کند و می تواند این مقدار را تا 16000 میلیارد وات (!) نیز بالا ببرد . نیرویی که در هیچ کجای دیگر یافت نمی شود سرعت آذرخش (صاعقه) با تمام نیروی عظیمش تنها در یک لحظه خود را از ابرهای آسمانی به زمین می رساند . اما زمان دقیق این لحظه چقدر است ؟ مشاهدات و محاسبات دقیق سازمان فضایی آمریکا ( ناسا ) نشان می دهد که تخلیه الکتریکی ابرها معمولا در مدت زمانی کمتر از چند صدم تا چند هزارم ثانیه رخ می دهند . آذرخش (صاعقه) گاه می تواند تا 40 هزار کیلومتر در ثانیه سرعت بگیرد ! یعنی می تواند در یک ثانیه 20 بار مسیر رفت و برگشت تهران - مشهد را طی کند.

دفعات تکرار آذرخش (صاعقه) : در یک محدوده مشخص وقتی در منطقه ای آذرخش (صاعقه) روی می دهد ، این احتمال هست که آذرخش (صاعقه) چندین بار دیگر نیز به آن حوالی برخورد کند اما نمی توان تعداد دقیق آن را تعیین کرد. با این وجود می توان گفت در مناطق کویری و کوهستانهای مرتفع ، احتمال برخورد پی در پی آذرخش (صاعقه) بیش از دیگر مناطق است. همچنین برخی از نقاط کره زمین ، آذرخش (صاعقه) خیز تر از جاهای دیگر هستند ؛ امروزه ماهواره های هواشناسی با عکس برداری های دقیق و مداوم از تمام کره زمین ، دفعات بروز آذرخش (صاعقه) را در نواحی مختلف شمارش می کنند . این شمارش نشان می دهد که مناطق قطبی با میانگین 3 بار آذرخش (صاعقه) در ساعت ، کمترین و رشته کوه آلپ با 1000 صاعقه در ساعت ، بیشترین آمار بروز آذرخش (صاعقه) را دارد . مناطق هیمالیایی هم از جمله سرزمین های آذرخش (صاعقه) خیز جهان محسوب می شوند. همچنین کوه های "البرز" در ایران و کوه های "هندوکش" در افغانستان نیز از مناطق پر آذرخش (صاعقه) جهان هستند.

از دیگر ویژگی آذرخش (صاعقه) : زاینده بودن آن است ؛ به این معنی که آذرخش (صاعقه) می تواند نور ، صدا ، حرارت و ... تولید کند و همه اینها تاثیرات چشم گیری بر محیط اطراف خود دارند.

آذرخش (صاعقه) به غیر از نور و صدا چه چیزهای دیگری تولید می کند ؟ آذرخش (صاعقه) علاوه بر پیامدهای مشهودی چون نور و صدا ، بسیاری تولیدات دیگر نیز دارد که برخی از آنها خطرناک و بعضی دیگر تنها پدیدههایی جالب توجه و عجیب اند . از جمله تولیدات آذرخش (صاعقه) می توان ؛ حرارت ، نور ، صدا ، موج ، گاز ، برق زمینی ( ولتاژ گام ) ، خلاء و ... را نام برد.

آذرخش (صاعقه) چگونه و چه مقدار حرارت تولید می کند ؟ عبور جریان برق از هر جسمی حرارت تولید می کند ، حال هرچه مقدار جریان برق و مقاومت آن جسم در برابر عبور جریان برق بیشتر باشد ، حرارت تولید شده هم بیشتر است . آذرخش (صاعقه) نیز هنگام شکافتن هوا و پس از آن ، هنگام برخورد با زمین حرارت تولید می کند که با توجه به جریان هزاران آمپری آذرخش (صاعقه) ، مقدار این گرما بسیار زیاد است ؛ آذرخش (صاعقه) در زمان برخورد با زمین 200.000 درجه سانتی گراد گرما تولید می کند . این مقدار حرارت می تواند یک آجر نسوز را ذوب کند ! البته این رقم همیشه یکسان نیست و با توجه به جنس خاک ، میزان رطوبت آن و سایر عواملی که مقاومت زمین را در برابر جریان برق ، کم یا زیاد می کند متفاوت است . در نظر داشته باشید که زمین در برابر جریان عادی برق بسیار مقاوم و کاملا عایق (نارسانا) است و تنها جریانهای فوق العاده زیادی مانند آذرخش (صاعقه) می توانند از زمین عبور کنند. حرارت حاصل از آذرخش (صاعقه) می تواند انسانی را در یک لحظه به ذغال تبدیل کند یا مشتی از خاک را با ذوب کردن به سنگ تبدیل کند و یا درخت تنومندی را به آتش بکشد .

آذرخش (صاعقه) چگونه و چه مقدار نور تولید می کند ؟ همانطور که گفته شد صاعقه یک قوس الکتریکی یا به عبارت دیگر یک جرقه بسیار بزرگ است و با شکافتن ملکولهای هوا نور تولید می کند . نوری که صاعقه تولید می کند از فاصله 100 کیلومتری قابل رؤیت است. این نور می تواند تا شعاع چند کیلومتری اطراف خود را روشن کرده و کسانی را که از نزدیک آن را ببینند به طور موقت یا دائم کور کند. صدای آذرخش (صاعقه) صدا از پیامدهای همیشگی آذرخش (صاعقه) است . این صدا بر اثر شکافته شدن هوا ایجاد می شود و در حقیقت صدای انفجار ناشی از برخورد صاعقه است . صدای آذرخش (صاعقه) همیشه چند ثانیه پس از دیده شدن برق آن به گوش می رسد ؛ علت این مساله بیشر بودن سرعت نور به نسبت سرعت صوت است . یعنی هر چند صدا و نور صاعقه همزمان تولید می شوند اما ما اول نور صاعقه ( برق ) را می بینیم ، بعد صدای آن ( رعد ) را می شنویم. سرعت نور : 360 هزار کیلومتر در ثانیه و سرعت صوت ۳۳۰ هزار کیلومتر در ثانیه است . موج ناشی از صدای آذرخش (صاعقه) همانطور که گفته شد آذرخش (صاعقه) را می توان نوعی انفجار نیز محسوب کرد ، خصوصا وقتی به زمین برخورد می کند. بنابراین آذرخش (صاعقه) هم موج انفجار تولید می کند ، موجی که گاه می تواند انسانی را به هوا پرتاب کند.

آذرخش (صاعقه) ، گاز تولید می کند : شاید یکی از عجیب ترین پیامدهای آذرخش (صاعقه) ، تولید گاز باشد و بیشتر تعجب می کنید وقتی که بدانید این گاز " اوزون " است . همان گازی که با قرار گرفتن در لایه های بالایی جو ، سدی در برابر تشعشعات زیانبار کیهانی ایجاد می کند. "اوزون" در حقیقت همان اکسیژن است ولی به جای 2 اتم ، دارای 3 اتم اکسیژن است مولکول اکسیژن به علت مشکلات پیوندی نمی تواند به راحتی به صورت 3 اتمی در آید و به همین دلیل مقدار گاز اوزون در طبیعت بسیار محدود است اما صاعقه این کار را به زور و اجبار انجام می دهد و اتم های اکسیژن را سه به سه به هم پیوند می زند و " اوزون " تولید میکند . اوزون بر خلاف اکسیژن یک گاز سمی است و تنفس آن می تواند خطرناک باشد.

برق زمینی یا " ولتاژ گام ":  یکی دیگر از عواقب خطرناک آذرخش (صاعقه) است ؛ برق زمینی ، جریانی است که پس از وقوع صاعقه ، برای لحظاتی در زمین باقی می ماند تا جذب زمین شده یا تبدیل به گرما شود. ولتاژ گام در زمین حرکت می کند اما مسیر حرکت مشخصی ندارد . معمولا قسمت عمده برق زمینی در اعماق فرو می رود اما اگر سطح زمین مرطوب ، دارای بستر سنگی یا پوشید از خاک مناسب یا علفزار باشد ، ترجیح می دهد که روی سطح زمین و در جهات مختلف ، حرکت کند . این پدیده را ولتاژ گام می نامند زیرا با وارد کردن برق از راه گامهای شخص ( پاهای او ) ، باعث برق گرفتگی او می شود. ولتاژ گام تا شعاع چندین متر در اطراف محل اصابت آذرخش (صاعقه) پراکنده شده و اشخاصی که در مسیر حرکت او قرار گرفته باشند را دچار برق گرفتگی می کند. اینکه ولتاژ گام دقیقا چقدر برد دارد قابل محاسبه نیست و به میزان رسانایی خاک آن محل ( موارد ذکر شده در بالا) بستگی دارد ولی به ندرت دیده شده برق زمینی بیشتر از 100 متر در سطح زمین پیش برود. ولتاژ گام مختص آذرخش (صاعقه) نیست و در حوادث صنعت برق مانند افتادن کابل های فشار قوی برق بر روی زمین نیز ایجاد می شود . البته به طور حتم ولتاژ گام ناشی از صاعقه بسیار قوی تر است.

آذرخش (صاعقه) چه خطراتی دارد و باعث چه آسیب هایی می شود؟ تا اینجا دانستید که آذرخش (صاعقه) دارای یک جریان قدرتمند برق است . همچنین آذرخش (صاعقه) ، حرارت ، نور ، صدا ، موج ، گاز و برق زمینی تولی می کند و باید بدانید که همه این تولیدات آذرخش (صاعقه) می توانند خطرناک و بعضا مرگ آفرین باشند. ابتدا ببینیم این پدیده چه آسیبها و صدماتی را ایجاد می کند ، بعد از آن راههای مقابله با آذرخش (صاعقه) را خواهید خواند ، سپس چگونگی کمک رسانی به یک مصدوم صاعقه زده را می آموزید . عمده صدماتی که به وسیله صاعقه ایجاد می شود عبارتند از : سوختگی ، مشکلات تنفسی ، ایست قلبی ، ضایعات چشمی ، نا شنوایی ، مشکلات مغزی ، شوک ، خونریزی داخلی ، آسیب به دستگاه عصبی ، شکستگی و ضایعات استخوانی .

صدمات ناشی از صاعقه را می توان به 3 دسته کلی تقسیم کرد : گروه اول ، صدمات ناشی از برخورد مستقیم آذرخش (صاعقه) با شخص . گروه دوم ، صدمات ناشی از ولتاژ گام و گروه سوم ، صدمات ناشی از عوارض جانبی آذرخش  ( مانند حرارت جانبی ، نور ، صدا ، موج و گاز ) .

صدمات ناشی از برخورد مستقیم آذرخش (صاعقه) با شخص:  برخورد مستقیم آذرخش (صاعقه) با شخص ، خطرناک ترین حالت ممکن است. خطر وقتی بیشتر می شود که آذرخش (صاعقه) از نزدیکی "قلب" یا از "سر" وارد بدن شود. با اصابت آذرخش (صاعقه) به شخص ، ممکن است صدمات زیر در بدن وی ایجاد شود:

۱ـ ضربه مغزی : کمتر پیش می آید که آذرخش (صاعقه) باعث ضربه مغزی شود . معمولا این اتفاق زمانی می افتد که آذرخش (صاعقه) به "سر" مصدوم برخورد کند و این نوع برخورد ، به ندرت روی می دهد اما در چنین حالتی احتمال مرگ بسیار زیاد است و احتمالا مصدوم در همان ساعات اولیه خواهد مرد. البته در مواردی هم شدت عارضه کمتر بوده و به صدمات مغزی خفیف تری میانجامد ، هرچند این صدمات نیز می توانند بسیار جدی باشند و منجر به عواقبی چون فلج دائم و ... شوند.

۲ـ ایست قلبی : این اتفاقی است که برای بیشتر صاعقه زده ها رخ می دهد . آذرخش (صاعقه) می تواند با عبور دادن جریان برق از قلب یا با وارد کردن ضربه و شوک قوی به آن ، باعث توقف تپش قلب شود.

۳ـ سوختگی : تقریبا در تمام برخورد های مستقیم ، درصدی از سوختگی دیده می شود. سوختگی ناشی از برخورد مستقیم صاعقه می تواند بسیار شدید و عمیق باشد یا بسیار خفیف و سطحی ؛ و این از عجایب آذرخش (صاعقه) است ؛ گاه پیش می آید که برخورد آذرخش (صاعقه) ، شخص را به تکه ای گوشت سوخته و سیاه رنگ تبدیل می کند و او را در دم می کشد اما درصد کمی از آذرخش (صاعقه) زده ها دچار چنین سرنوشتی می شوند . در بیشتر موارد آذرخش (صاعقه) از قسمتی از بدن وارد و از قسمتی دیگر خارج می شود و در طول مسیر عبور خود تمام بافتها را از درون می سوزاند ، در این میان هرچه اعضای سوخته شده مهمتر باشند خطر بیشتر است. اما مواردی هم پیش می آید که آذرخش (صاعقه) به دلیل سرعت زیادش تنها از سطح بدن عبور می کند و جز یک سوختگی سطحی ، اثر دیگری از خود بر جای نمی گذارد !

۴ـ خونریزی داخلی : عبور جریان قوی برق از بافتهای درونی بدن ، علت اصلی خونریزی داخلی ناشی از آذرخش (صاعقه) است و می توان گفت شمار زیادی از آذرخش (صاعقه) زده ها دچار این جراحت می شوند.

۵ـ شوک : تمامی کسانی که صاعقه با آنها برخورد کرده دچار برق گرفتگی می شوند. کمترین اثر برق گرفتگی با چنین ولتاژی یک شوک شدید است که در صورت معالجه نشدن منجر به بی هوشی ، کما و حتی مرگ می شود.

۶ـ آسیب به دستگاه عصبی : از دیگر عوارض برق گرفتگی با ولتاژ بالا ، صدمه دیدن دستگاه عصبی است. اگر این آسیب در نخاع باشد می تواند منجر به فلج کامل یا فلج اندام تحتانی شود و اگر اعصاب سایر نقاط بدن لطمه ببیند عوارض مختلفی منجمله بی حسی در اندامها را به دنبال خواهد داشت.

۷ـ مشکلات تنفسی : آسیب دیدن بصل النخاع که کنترل دستگاه تنفسی را بر عهده دارد ، ضایعه ای است که باعث برهم خوردن نظم تنفس و حتی خفگی می شود. همچنین صدمه دیدن "ریه" می تواند باعث عفونت یا سایر مشکلات ریوی در آینده شود.

۸ـ ضایعات در چشم و گوش : حرارت و ضربه ناشی از آذرخش (صاعقه) می تواند باعث پاره شدن پرده صماخ گوش و لطمه خوردن مویرگها و مردمک چشم شود که اثر آن کری و کوری موقت یا دائم خواهد بود.

صدمات ناشی از ولتاژ گام : صدمات ولتاژ گام به صدمات ناشی از برق گرفتگی شدید محدود می شود . بیشتر عوارض فوق را می توان در لیست صدمات ولتاژ گام قرار داد اما ولتاژ گام قدرت کمتری دارد و دارای عوارضی چون نور و موج انفجار هم نیست بنابراین جراحات خفیف تری ایجاد می کند؛ مثلا سوختگی های ناشی از ولتاژ گام با وجود عمقی و خطرناک بودن ، به سطح نمی رسد و ضربه مغزی نیز در زمره صدمات ولتاژ گام قرار نمی گیرد. افت فشار و کرختی و بی حسی شدید دست و پا از دیگر عوارض ولتاژ گام است.

 

 

 از وبلاگ:  http://danesh-fizik.blogfa.com

 

 

  
نویسنده : فرامرز نصیری ; ساعت ٧:٥٧ ‎ق.ظ روز دوشنبه ۳٠ فروردین ۱۳٩٥
    پيام ها    +