Grom iz vedra neba

Grom iz vedra neba nije samo frazem kojim se slikovito opisuje nagli, iznenadni događaj. To je grom, odnosno munja koja udara podalje od olujnog oblaka, ponekad i mnogo kilometara daleko od njega. Takve munje često se zovu “pozitivnim munjama” od pretpostavke da nose pozitivni naboj, iako to uglavnom nije točno.

Ako mislite da postoji neka sigurna udaljenost od grmljavinskog oblaka, nadležne službe kažu da postoji: tamo gdje ne vidite sijevanje i ne čujete grmljavinu. Najčešće. Pokušajte se držati savjeta za ponašanje tijekom grmljavinskog nevremena.

Većina munja oblak – zemlja nastaje spajanjem negativno nabijenog vodiča iz oblaka s pozitivnim nabojem koji se diže uvis. Kada se dotaknu, stvaraju ionizirani kanal kojim putuje električno pražnjenje, što vidimo kao bljesak i čujemo kao grmljavinu. Takve munje obično se sastoje od više pojedinačnih pražnjenja. Budući da potječu iz donjeg, negativno nabijenog dijela grmljavinskog oblaka, zovemo ih “negativnim munjama oblak – zemlja”, na engleskom skraćeno –CG (od cloud to ground s negativnim predznakom).

Gornji dio kumulonimbusa, međutim, uglavnom sadrži pozitivan naboj. Negativan vodič koji započne u oblaku može, umjesto prema zemlji, otići tamo i zatim u dugačkom luku sijevnuti izvan oblaka. Munje koje potječu iz tog predjela oblaka relativno su rijetke. Ali to su izuzetno jake munje; da bi nakon čitavog tog puta došle do tla, moraju progorjeti kroz puno više zraka. Pritom često potpuno napuste oblak i udare negdje sa strane, čak i više od 10 kilometara od matičnog oblaka. Teoretski mogu i dalje.

Razmislite na trenutak o tome. Oblak je desetak kilometara od vas. Recimo da sjedite pod kipom bana Jelačića na istoimenom zagrebačkom trgu, a oblak je nad zračnom lukom u Velikoj Gorici. Niste previše zabrinuti jer gromovi tutnje podalje od vas. S te udaljenosti zvuk stiže gotovo pola minute nakon bljeska i bezazleno je tih. Najednom vam se nakostriješi kosa na glavi, dlačice na rukama samo što ne odlete, u ustima vam je metalni okus, a u nosu miris ozona. Dok shvatite što se događa, banova sablja se dimi, a vi, ako imate sreće, ne. Pazite, 10 kilometara. S munjama nema šale.

U Europi udari groma prosječno usmrte 64 osobe godišnje. 78% žrtava su muškarci, a najviše stradalih po glavi stanovnika imaju Bugarska, Moldavija i Rumunjska. Najopasnija aktivnost je planinarenje. Izvor

Osim toga, munje koje udaraju daleko od matičnog oblaka često izazivaju šumske požare; daleko su i od kiše. Kao što je ranije spomenuto, mogu ozlijediti ili ubiti osobe koje bi se možda sklonile da im je oblak bio bliže i da su bili svjesniji opasnosti. 44-godišnjeg muškarca iz Kine 2017. godine ubila je munja koja je skočila nekoliko kilometara izvan oblaka. Kod nas, grom iz vedra neba ubio je kravu Milku u Gorskom kotaru 2022. Njezini vlasnici kažu da je iznad njih bilo vedro.

Sandrova munja

Pokušajmo utvrditi koliko je daleko od oblaka udarila munja s naslovne fotografije koju je snimio Sandro Puncet s Lošinja oko pola sata iza ponoći 14. rujna 2024. DHMZ-ov meteorološki radar u Debeljaku kod Zadra otkriva da je oblak bio oko 130 kilometara južno-jugozapadno od Lošinja. S obzirom na to da se na fotografiji vide zvijezde u Ždralu, možemo približno odrediti njegovu kutnu visinu. Pri vrhu oblaka je zvijezda katalogizirana kao HIP111616 koja je u tom trenutku bila 2,23 stupnja iznad obzora. To možemo uzeti kao kutnu visinu oblaka.

Sad znamo udaljenost i kutnu visinu pa možemo približno izračunati visinu oblaka, po formuli visina = udaljenost * tangens kutne visine. Tako dobivamo da se vrh oblaka nalazio na visini malo većoj od 5.000 metara. Potvrdu toga daje nam radar koji je također zabilježio vrhove oblaka na otprilike 5 km*.

Bilo bi, naravno, lakše naprosto pogledati radarsku sliku i vidjeti koliko su oblaci visoki jer modernizirani DHMZ-ovi radari imaju i vertikalnu skalu. No, nije zgorega ponekad se prisjetiti osnova trigonometrije.

Jednom kad nam je poznata približna visina oblaka, pomoću fotografije možemo okvirno doznati duljinu horizontalnog puta munje. Ona, doduše, vjerojatno nije putovala baš ravno desno od oblaka u odnosu na fotografa nego pod nekim kutom, ali za ove naše odokativne potrebe to ćemo zanemariti. Ionako nema načina da saznamo kakav je to bio kut. Linija od horizonta do vrha oblaka ima 318 piksela, ona od ruba oblaka do mjesta udara munje 220 piksela, jednostavnim razmjerom dobivamo da je munja udarila oko 3.500 metara od ruba oblaka. To je naravno vrlo približna udaljenost. Stvarna je možda i veća.

I još jedna stvar. Ne vidimo odakle je točno munja potekla, ali ako joj je izvorište bilo negdje oko sredine oblaka, njezin ukupan horizontalni put lako može biti i dvostruko dulji od gore izračunatog: do čak 7 kilometara.

Pozitivne ili negativne munje

Takve visokonaponske munje izuzetno su opasne. Često se, pogotovo u žargonu lovaca na oluje, zovu pozitivne munje jer gornji dio kumulonimbusa ima pozitivan naboj pa se smatralo da takve munje prenose pozitivan naboj prema zemlji.

No, čini se da to ipak nije točno. Na primjer, u ovom radu opisuje se spektralna analiza jednog takvog “groma iz vedra neba” za koji je utvrđeno da ipak ima vodič negativnog naboja. Ovaj rad opisuje isto. Ovdje je slikovni primjer iz rada u kojem se također navodi da je dotični vodič svoj put izvan oblaka završio s negativnim predznakom:

Although the lightning channel outside the cloud seems to originate in the upper positive charge, the leader continues to be of negative polarity and the resulting cloud-to-ground stroke lowers negative charge to ground from the storm mid-level.

Krehbiel et al., 2008.

Munje “iz vedra neba” svoj put započinju kao i većina ostalih: kao negativno nabijen vodič u oblaku. Umjesto da krene prema dolje i spoji se s filamentom pozitivnog naboja sa zemlje, on kreće uvis, prema gornjim dijelovima oblaka u kojima je pozitivan naboj. Onda u nekom trenutku skrene i počinje putovati horizontalno, izvan oblaka. Taj put može potrajati i kilometrima dok naposljetku negdje ne udari u tlo.

Stoga, munje koje lovci na oluje zovu pozitivnima većinom su ipak negativnog predznaka. No, postoje i prave pozitivne munje, kod kojih elektroni putuju od tla prema oblaku, a struja – po konvenciji – u suprotnom smjeru, skraćeno +CG. One su nešto rjeđe, ali sjajnije, glasnije i nose jaču struju. Najčešće ne udaraju više puta uzastopce nego samo jednom, ali kako. Royal Meteorological Society povezuje ih sa superćelijskim olujama i slojevitim oblacima neposredno iza glavnih olujnih linija. Ne granaju se pri tlu, za razliku od većine munja, i donose zbilja glasnu grmljavinu. Znate ono kad je oluja na odlasku pa okine tako da se cijeli grad strese? To je tipično za pozitivne munje. Osim toga, strujni udar im je jak i dugotrajan pa lako izazivaju požare.

U gluho doba noći 21. svibnja 2012. stanovništvo Tulse u Oklahomi iz sna je trgnuo grozan prasak. Tutnjava je potrajala 15-ak sekundi i bila je toliko intenzivna da prouzroči snažne vibracije pri tlu, nalik na potres. Oglasili su se automobilski alarmi, a nečiji se krevet pomaknuo više od metra. Amerikanci kao Amerikanci, smislili su fantastičan naziv za taj događaj: thunderquake, u mom slobodnom prijevodu gromotres. (izvor)

Pozitivne munje imaju neke veze s električnim pražnjenjima u visokoj atmosferi – vatrenjacima, vilenjacima, plavim i divovskim mlazovima te ostalim bajkovito nazvanim pojavama, ali to je tema za neki drugi put.

Najdulja poznata munja, zasad

U veljači 2022., Svjetska meteorološka organizacija službeno je potvrdila najdulju zabilježenu munju. Taj svjetski rekord oborila je munja koja je sijevnula 29. travnja 2020. iznad južnih Sjedinjenih Američkih Država. Putovala je – pazite sad – 768 kilometara. Plus-minus 8 km. Bio je to uglavnom horizontalni bljesak kroz slojevitu naoblaku iza same olujne linije. Izvor

Poveznice

Types of Lightning, Royal Meteorological Society.

Lightning Types, NOAA National Severe Storms Laboratory.

Lightning morphology and impulse charge moment change of high peak current negative strokes, Lu et al., 2012.

High-Speed Spectra of a Bolt From the Blue Lightning Stepped Leader, Harley et al., JGR Atmospheres/AGU, 2021.

Characteristics of a multi-stroke “bolt from the blue” lightning-type that caused a fatal disaster, Fan et al., 2018.

Upward electrical discharges from thunderstorms, Krehbiel et al., 2008.