Şimşek ve Yıldırım

Mitolojide, şimşek ve yıldırımdan doğaüstü varlıkların atmosferik patlaması: tanrıların büyük silahı olarak korkulmuştur. Eski Yunanlılar şimşeğin/yıldırımın Zeus tarafından fırlatılan mucizevi ışık olduğuna inanırlar ve korkarlardı.

Vikingler için şimşek, Thor’un at arabasını bulutlara doğru sürerken, çekicini örsüne vurmasıyla çıkan parlama ve gürültüydü. Uzak Doğu’da Buda’nın ilk heykellerinde her yönde uzanan oklarla şimşek/yıldırım figürleri taşıdığı görülmektedir. Kuzey Amerika’daki Kızıldereli kabileleri de şimşeğin, kanat çırptıkça gök gürültüsü meydana getiren mistik bir kuşun parlayan tüyleri olduğuna inanırlardı.

Günümüzde, şimşek ve yıldırımı açıklamak için, sezgisel kavramların yer aldığı mistik tekniklerin yerine deneysel prosedürleri içeren bilimsel teknikler kullanılmaktadır.

Her yıl, yıldırım birçok insanın ölmesine, yaralanmasına, ve büyük miktarlarda maddi hasara neden olmaktadır.

Yıldırım kazazedeleriyle ilgili bilgilerin sistematik derlemesi mevcut değilse, yıldırım sonucu ölüm ve yaralanmalara ait doğru bir istatistik elde etmek çok güçtür. Yıldırım çarpmasındaki geçmişteki bir çok durum kalp hasarlarını göstermektedir.

Ölümle sonuçlanan yıldırım kazalarında akciğerde şişme ve beyin hasarı da gözlenmiştir. Araştırma yapılan birçok kazazede de, bilinç kaybı, bellek kaybı, felç ve yanma rapor edilmiştir. Binalarda, haberleşme sistemlerinde, güç hatları ve elektrik sistemlerinde büyük miktarlarda maddi hasarın yanında, çiftlik hayvanları ve diğer hayvanlarda yaralanma ve ölümler, binlerce çalılık ve orman yangını da yıldırımın sonuçlarındandır.

Bir Fırtınanın Karakteristikleri

Şimşek / Yıldırım

Bir bulut içerisinde hidrometeorlar olarak adlandırılan parçacıklar gelişir ve etkileşime girer, çarpışma sayesinde de yüklenir. Daha büyük parçacıkların daha fazla negatif yük kazanma, daha küçük parçacıkların ise daha fazla pozitif yük kazanma eğilimde oldukları düşünülmektedir.

Bu parçacıklar, bulutun yukarı bölümünün tamamen pozitif yük kazanması ve bulutun aşağı kesimlerinin negatif olarak yüklenmesine kadar, dikey hareketler ve yer çekiminin etkisiyle ayrılma eğilimindedir. Bu yük ayrılması, hem bulut içerisinde hem de bulut ile yer arasında çok büyük bir elektrik potansiyeli oluşturur. Bu potansiyel milyon voltlar seviyesinde olabilir ve sonunda havadaki elektriksel direnç bozulur ve parlama (şimşek çakması) başlar. Yani şimşek orajın negatif ve pozitif bölgelerindeki elektriksel boşalmadır.

Bir şimşek çakması, ortalama dört çakma serisinden oluşmaktadır. Her şimşek çakmasının boyut ve süresi değişiktir, ancak tipik olarak ortalama 30 mikrosaniyedir. Her çakma için ortalama en yüksek güç 10¹² watt’dır.

Gök gürültüsü

Gök gürültüsü, elektriksel boşalma ile, 20.000 °C (Güneş yüzey sıcaklığının üç katı) ye varan sıcaklık ile atmosferin ısıtılması sonucu ışık (parlama) kanalları boyunca oluşmaktadır. Bu bir şok dalgası üreten çevredeki açık havayı sıkıştırır, ardından da şimşek kanallarından dışarı doğru yayılırken akustik dalgaya dönüşür.

Aslında şimşek (parlama) ile gök gürültüsü aynı zamanda oluşmasına rağmen, ışık 186.000 mil/sn hızla ulaşır ki bu ses hızının hemen hemen bir milyon katıdır. Böylece parlama, eğer bulut tarafından gizlenmemişse işitilen gök gürültüsünden önce görülür. Şimşeğin görülmesi ile gök gürültüsünün duyulması arasında geçen sürenin (sn.) 5’e bölünmesi ile şimşek çakmasının olduğu yere olan uzaklık (deniz mili) tahmin edilebilir.

Bulutlar ve Yağmur

Nemle yüklü sıcak hava ısındığında yükselmeye başlar. Bu sıcak-nemli hava akımı veya kabarcıklarının atmosferde yükselmesiyle, çevredeki havanın basıncı ve sıcaklığı azalır. Bu hava kabarcıkları genleşir ve sonunda bulut oluşturmak için yoğunlaşan nemin soğumasına neden olur. Bulut daha fazla soğudukça daha fazla nem yoğuşması olur ve su damlacıkları bulut gelişimini sağlar. Bu damlacıklar, bulut içerisindeki hava akımlarının, bunları taşıyamayacak büyüklük ve ağırlığa ulaşıncaya kadar birleşirler. Sonunda taşınamayacak büyüklüğe ulaşan bu su damlacıkları yağmur olarak düşer.

Dolu

Cb (Kümülonimbus ) bulutları içerisindeki hava akımları çok şiddetli olabilmektedir. Hatta şimşek oluşmadığı zamanda, buz paletleri su damlacıklarının birleşmesiyle gelişebilir. Dikey faaliyetler çok güçlü olduğunda, gelişen buz paletleri (parçacıkları) daha da büyüyebilmek için uzun süre asılı kalabilirler. Sonunda bu hava akımları içerisinde taşınamayacak bir büyüklüğe erişir ve “dolu” olarak düşmeye başlar. Kayıtlarda 140 mm.’lik bir dolu tanesi olmasına rağmen çapları ortalama 5-10 mm. dir.

En Yaygın Şimşek Tipleri

Bulut-Yer arasında (Yıldırım)

En tehlikeli ve hasar verici olan şimşek türüdür. En yaygın tip olmamasına rağmen, en iyi anlaşılan tiptir. Çoğu çakma daha düşük yük merkezine yakın oluşur ve yeryüzüne negatif yük dağıtır. Buna rağmen çakmaların kayda değer bir azınlığı yeryüzüne pozitif yük taşır. Bu pozitif çakmalar sıklıkla bir orajın dağılma aşamasında oluşur. Pozitif çakmalar aynı zamanda kış ayları boyunca toplam yer boşalmalarının (yıldırım) daha yüksek bir yüzdesini oluşturur.

Bulut içi şimşek

En yaygın yük boşalma tipidir. Bu tip, aynı bulut içerisinde zıt yük merkezleri arasında oluşur. Genellikle bu işlem bulut içinde oluşur ve bulutun dışından bakıldığında titreşen parlaklığın bir yayılımı olarak görülür. Bunun yanında, çakma bulut sınırlarının dışına çıkabilir ve bulut-yer arası çakmaya (yıldırım) benzer birkaç millik parlak bir ışık kanalı görülebilir.

Bulut-Yer ve bulut içi çakmaların oranı orajdan oraja önemli ölçüde değişiklik gösterebilir. En büyük dikey gelişime sahip fırtınalar, genellikle sadece bulut içi çakmayı meydana getirir. Kimileri, değişkenliğin yüksek enlemlerde oluşan bulut-yer arası çakmaların daha büyük bir yüzdeyle enleme bağlı olduğunu belirtmişlerdir. Diğerleri ise bulut tepe yüksekliğinin değişkenlikte daha önemli olduğunu belirtmişlerdir.

Yük boşalmasının niçin bulut içerisinde kaldığı ya da yere ulaştığı konusundaki detaylar anlaşılamamıştır. Belki de bir çakma, bulutun aşağı kısımlarındaki elektik alan gradyantı, aşağı doğru olan gradyantdan daha kuvvetli olduğunda yeryüzüne doğru yayılmaktadır.

Yeryüzü üzerindeki bulut yüksekliğine ve bulut ile yeryüzü arasındaki elektrik alanı gücüne bağlı olarak yük boşalması, bulut içerisinde kalır veya yeryüzü ile direk temas olur. Eğer bulutun aşağı kesimlerindeki elektrik alanı yüksekse buluttan yere doğru bir çakma oluşabilir.

Bulutlar arası şimşek

İki farklı bulutun yük merkezleri arasında oluşur. Bu durumda bulutlar ile açık hava arasında yük boşalması ile bir köprü oluşur.

Diğer Şimşek Tipleri

Değişik tip ve formda çok sayıda şimşek isim ve tanımlamaları vardır. Kimileri alt kategorilere ayrılırken, diğerleri optik ilüzyonlardan, görünümlerden veya söylentilerden ortaya çıkabilmektedir. Bazı popüler şimşek terimleri şunlardır: yumak şimşek, ısı şimşeği, boncuk şimşek, çarşaf şimşek, kara şimşek, şerit (kurdele şimşek), renkli şimşek, düz şimşek, kıvrılan şimşek, buluttan havaya olan şimşek, stratosferik şimşek, kızıl cinler, mavi jetler ve cinler …

Şimşek Boşalma İşleminin Tanımlanması

Kuvvetli elektrik alanlarına sahip bölgelerdeki havanın bozulmasıyla, bir dalga düşey olarak yer yüzüne doğru yayılır. Bu dalga (akım) her biri yaklaşık 50 m. Olan farklı adımlarla hareket eder ve bu adımlı lider olarak adlandırılır. Bu lider gelişerek kanal boyunca yük depolayan iyonize bir yol yaratır ve liderin yeryüzüne ulaşmasıyla liderin sonu ile yeryüzü arasında çok büyük bir potansiyel fark yaratılır. Tipik olarak, ilk dalga (akım) yeryüzü tarafından gönderilir ve alçalan lideri yere ulaşmadan hemen önce durdurur. Hemen bir bağlantı yolu elde edilir, dönen çarpma ışık hızına yakın bir hızda, henüz iyonize edilmiş yola fırlatılır. Bu geri dönen çakma çok parlak ışık ve gök gürültüsü şeklinde, çok büyük bir enerji olarak serbest bırakılır. Bazen oraj yeryüzü üzerindeki radyo anteni gibi yüksek bir nesne üzerinde gelişirse, bu nesnelerin uç kısmından buluta doğru bir dalga gönderilebilir. Bu “yerden-buluta” çakma genellikle net pozitif yükün yeryüzüne transfer edilmesidir.

Güvenlik

Şimşek çakması esnasında en yaygın tehlikeli 6 aktivite sırasıyla şunlardır:

1. Açık alanlarda oynamak, çalışmak.
2. Tekne gezintisi, balık avlama ve yüzme.
3. Ağır tarım veya yol araçlarında çalışmak.
4. Golf oynamak.
5. Telefonla konuşmak.
6. Elektrikli cihazları kullanmak yada tamir etmek.

Eğer şimşek çakması esnasında açık alanda iseniz saçlarınız dikelir. Bu durumda hemen en yakın binanın içine girin. Eğer sığınacak kapalı bir alan yoksa, mümkün olan en alçak yerde çömelin. KESİNLİKLE YERE UZANMAYINIZ.

Kazazede Tedavisi

• Solunumu ve nabzı kontrol et
• Ölümde ilk yardım
• Canlandırma için ağızdan ağıza solunum yapmak
• Kardiyopulmoner rezüstasyon

Kaynak: Meteoroloji Genel Müdürlüğü