Välk — mis see on, kuidas tekib, tüübid ja ohutusnõuanded

NHL-i meeskonna kohta vt Tampa Bay Lightning

Teise maailmasõja hävitaja kohta vt P-38 Lightning.

Välk on äikesetormi ajal tekkiv võimas elektrilahendus, mis tekib atmosfääri eri piirkondade vaheliste suurte elektronierinevuste tõttu. Kui nende laengute erinevus on piisavalt suur, tekib ioniseeritud rada, mille kaudu liigub äärmiselt tugev elektrivool. See elektrivool soojendab õhku väga kiiresti — välgu kuumus võib lühiajaliselt ulatuda kuni umbes 30 000 °C — ja kuumenemise tõttu laienev õhk tekitab heli, mida me kutsume äikeseks.

Kuidas välk tekib

Äikestorme põhjustav pilv (tavaliselt kumulonimbus-pilv) sisaldab suuri jääkristalle ja vee tilkasid, mis hõõrduvad omavahel ja eraldavad laenguid. Alumises osas koguneb enamasti negatiivne laeng, ülaosas positiivne. Kui laenguterhakas muutub nii suureks, et õhk enam ei suuda elektrit isoleerida, tekib ioniseeritud rada (astuv juht — step leader) ja seejärel väga kiire tagasilaeng (return stroke), mida me näeme välgu sähvatuse ja kuuleme äikse kõminana.

Välgu tüübid

• Pilvest maapinnale (cloud-to-ground) — tavaline välguvorm, ohtlik inimestele ja ehitistele.
• Pilve sees (intra-cloud) — kõige levinum, liigub pilve sees erinevate laengualade vahel.
• Pilve-pilve (cloud-to-cloud) — levib ühelt pilvelt teisele.
• Positiivne ja negatiivne välk — nimetused viitavad laengu märgile; positiivne välk on harvem, aga sageli tugevam ja pikemalt maad tabav.
• Ülespoole suunatud välk — tekib kõrgetelt objektidelt ülespoole, näiteks tornidest; teadlased on täheldanud ka välgusid, mis algavad pilve tipust ja liiguvad ülespoole.
• Haruldased nähtused — näiteks pallvärk (ball lightning), mis on eksootiline ja halvasti mõistetud nähtus.

Faktid ja mõõtühikud

Maad tabab kogu maailmas iga sekund umbes 50–100 välku. Üks äikesetorm võib sisaldada miljoneid volte; allpool pilve võib olla kuni umbes 100 miljonit volti elektrit. Välgu voolutugevus võib ulatuda kümnetesse tuhandetesse ampritesse. Suurtes linnades ja kõrgetel hoonetel, nagu Empire State Buildingi, esineb välke sagedamini — mõnel aastal on seda hoonet tabanud kuni mitu korda päevas ja kokku sagedaselt kuni sadu lööke aastas.

Miks välk on ohtlik

Kui välk tabab maapinda, võib see tabada ka inimesi või loomi. Välgu löögist tulenev otsene elektrivool ja kõrge temperatuur võivad põhjustada põletusi, südame-seiskuse ja neuroloogilisi vigastusi. Indirektne toime, näiteks maandunud vool siseruumides seadmete või juhtmete kaudu, võib kahjustada elektriseadmeid ja vallandada tulekahjusid. Igal aastal saab välgupaugu tõttu vigastada või surma tuhanded inimesed maailmas — varasemates andmetes mainitakse ligikaudu 2000 inimest aastas, kuid see number varieerub olenevalt piirkonnast ja andmeallikatest.

Ohutusnõuanded äikese ajal

• Liigu kiiresti turvalisse hoonesse — parim on massiivne hoone, mis on varustatud välgu maandusega. Kui võimalik, mine sisse kohe, kui kuuled äikest või näed välkusid.
• Auto on ohutum kui avatud väljas viibimine — sulge aknad ja ära puuduta metallosi. Auto metallkorpus juhib laengu mööda endale ja maandab selle maasse.
• Sisetingimustes: väldi vooluvõrku ja torustikke (ära kasuta kraani, dušši, elektrilisi seadmeid või juuksekuivati), ära räägi juheline telefoni, eemal hoiduda akendest ja uksest.
• Väliolukorras: väldi avatud välju, kõrgeid üksikuid puid, poste, metallist tarasid ja vett. Kui pole võimalik varjuda, mine alla madalale kohale, hoia jalad koos ja kükitades püüa vähendada kontakti maaga — ära lama pikali.
• Veekogud — mine kohe randa ja ära uju äikesetormi ajal; vesi juhib elektrit väga hästi.
• Kui asud metsas: väldi kõrgeid üksikuid puid; parem on otsida tihedamat puistut, kus puud on ühesuguse kõrgusega, kuid see ei ole ideaalne.
• Elektriseadmete kaitse: kasuta voolutõrke- ja ülepingekaitset tundlike seadmete kaitseks ja eemalda vajadusel vooluvõrgust olulised seadmed enne tormi.

Esmaabi välgu tabamise korral

• Helista hädaabinumbrile koheselt.
• Kui inimene ei hinga või süda ei tööta, alusta kohe CPR-i (kunstlik hingamine ja rindkere kompressioonid). Välguohvrid vajavad sageli elustamist — eristavat on see, et neid tuleks elustada kohe ega pea ootama pulsi kontrolli, kui te ei ole kindel.
• Vaata ja ravi nähtavaid põletusi; ära eemalda kinni jäänud riideid, mis on põletusega seotud, kui need ei takista hingamist.
• Kui kahtlustad lülisamba vigastust, liigu ettevaatlikult ja liigutuste vältimisega; kutsu professionaalset abi.
• Võimalik viibida ohtlikus kohas sekundaarse välgu tõttu — vii kannatanu turvalisse kohta, kui see on ohutult võimalik.

Kaitsemeetmed ja süsteemid

Suuremate hoonete, infrastruktuuri ja elektrivõrkude kaitseks kasutatakse välguärevaid ja maandussüsteeme (Lightning rods / äärikud). Need suunavad välguenergia ohutult maasse ja vähendavad tulekahju- ning häireohtu. Samuti kasutatakse ülepingekaitsmeid ja varustuse maandamist elektri- ja sidevõrkudes. Ilmateenistuste ja mobiilirakenduste hoiatusteenus aitab tormide ajal õigeaegselt reageerida.

Teaduslikud ja hariduslikud vahendid

Välgu ja äikesetormide olemust uuritakse mitmesuguste vahenditega: laborikatsetes ning seadmetega nagu Tesla mähis või Van de Graaffi generaatori abil saab tekitada kõrgeid pingeid ja uurida elektrilaengute liikumist ohutumates tingimustes. Samuti kasutatakse satelliite, radaare ja maapealseid sensoreid, et jälgida välgusid ja anda varajasi hoiatusi.

Kokkuvõte: välk on tugev ja vahetu loodusnähtus, mis võib olla eluohtlik. Parim kaitse on ennetamine: otsida turvalist varjupaika äikese eest, järgida lihtsaid ohutusreegleid ja kasutada ehitistes ning seadmetes sobivaid välgutõrje- ja maandussüsteeme.

Küsimused ja vastused

K: Mis on välkmuusika?

K: Mis põhjustab äikesetormi ajal äikest?

K: Kas äike toimub ainult pilvede vahel?

K: Kui palju inimesi tabab igal aastal välk?

K: Mitu välku tabab Maad igas sekundis?

K: Millist kuulsat hoonet on aastas tabanud välk lausa 500 korda?

K: Kuidas saavad inimesed teha ja uurida välku?

Otsing