Výskumný tím použil ako prvý v Európe meracie vozidlá so špeciálnou technikou. Veľkosť blesku presiahla 80 kilometrov.
Krotitelia duchov? Nie, ide o českých vedcov „lovcov búrok“ pred tzv. meracími vozidlami. Slúžia na prepravu a napájanie prístrojov v blízkosti búrok. Zdroj: Jakub Kákona, FEL ČVUT
Odborníkom z Fakulty elektrotechnickej Českého vysokého učenia technického (FEL ČVUT) v Prahe sa v spolupráci s vedcami z Akadémie vied Českej republiky (AV ČR) podarilo zachytiť blesk, ktorého veľkosť presiahla hranicu priemerne veľkého okresu a ktorý trval niekoľko sekúnd. Ide o vôbec prvé zistenie tohto druhu na území Európy.
Výskum zložitosti a dĺžky trvania prírodných výbojov potvrdil, že blesky sú výrazne väčšie a trvajú podstatne dlhšie, ako sa doteraz predpokladalo. Vďaka novej metóde pozemného merania ich tiež možno detegovať oveľa častejšie, ako to bolo pri meraniach uskutočnených súčasnými konvenčnými metódami.
Časovo aj priestorovo väčšie blesky
Na projekte CRREAT (Centre of Cosmic Rays and Radiation Events in the Atmosphere) sa okrem Fakulty elektrotechnickej podieľal aj Ústav jadrovej fyziky a Ústav fyziky atmosféry AV ČR.
Spolupracujúci vedci sa sústredili na odhalenie podstaty extrémnych javov v atmosfére a ionizujúceho žiarenia, pričom objavili unikátne vlastnosti bleskových výbojov. „Sú časovo i priestorovo rozmernejšie,” vysvetľuje vedúci vedeckého tímu Jakub Kákona z Katedry rádioelektroniky Fakulty elektrotechnickej ČVUT.
Nadväznosť na starší výskum
Vedecký tím vedený Jakubom Kákonom publikoval v januári roku 2023 prelomový článok (In situ ground-based mobile measurement of lightning events above central Europe), v ktorom opísal výhody zariadení používaných na pozemné meranie búrkových javov v stredoeurópskom regióne.
Hlavným cieľom skúmania bolo overiť, či vznik bleskov súvisí alebo nesúvisí s ionizujúcim žiarením. Pozorovanie časovej a priestorovej rozmernosti bleskov sa podľa Kákonu pridalo akosi „náhodou”. Napriek tomu vedci zhromaždili zaujímavé dáta. Súčasťou výskumu bolo aj porovnávanie výsledkov s dátami publikovanými v zahraničných médiách.
Najväčší blesk v strednej Európe
Na zmeranie veľkosti blesku výskumníci používali verejnú detekčnú sieť Blitzortung.org, ktorá určuje polohu výboja s presnosťou na kilometre. „Hoci naše detektory ukazovali, že jeden z bleskov prebehol takmer priamo nad naším meracím vozidlom, najbližší výboj detegovaný prostredníctvom Blitzortung.org bol 70 až 80 kilometrov ďaleko,” uvádza vedúci výskumu Jakub Kákona.
Vedci na základe toho usudzujú, že blesk bol dlhý viac než 80 kilometrov alebo že k synchrónnemu výboju došlo vo vzdialenosti 80 kilometrov. V stredoeurópskych pomeroch ide teda o najväčší doposiaľ zaznamenaný bleskový výboj detegovaný metódou pozemného merania búrkových javov.
Trvanie výboja
Namerané časy trvania výbojov sa obvykle pohybujú rádovo v stovkách milisekúnd, pričom kratšie bleskové udalosti sú vzácne. „Medián doby trvania bleskového výboja je podľa nášho pozorovania 0,52 sekundy. To je významne viac než hodnoty, ktoré uvádzajú iné štúdie,“ dopĺňa Kákona. V zahraničných publikáciách sa udáva rozptyl mediánu trvania výboja od 0,20 do 0,35 sekundy.
Meracie vozidlá šité na mieru
Projekt bol oficiálne spustený už v roku 2016, ale pre nedostatok relevantných prístrojov, ktoré si nakoniec vedci zhotovili sami, prebehlo prvé meranie až v roku 2019. Výskumný tím použil ako prvý v Európe tzv. meracie vozidlá.
Podľa Jakuba Kákonu ide o prvé takto upravené vozidlá, ktoré sú určené výhradne na vedecké účely. Práve optimalizovanie vozidiel na vedecké účely zabralo množstvo času. Tri automobily slúžia na prepravu a napájanie prístrojov v blízkosti búrok a tiež ako čiastočná ochrana obsluhy pred údermi blesku.
Špeciálne upravené meracie vozidlá na prepravu a napájanie prístrojov v blízkosti búrok využili vedci ako prví v Európe. Zdroj: Jakub Kákona, FEL ČVUT
Špeciálne navrhnutá technika
Vedci tak majú ako jediní v Európe meracie vozidlá vybavené celooblohovými vysokorýchlostnými kamerami, rádiovými anténami a detektormi ionizujúceho žiarenia. „Ďalej sme si sami navrhli tzv. bezpilotný vírnik na meranie elektrického poľa búrok a inštalovali sme open-source kamery, ktoré sme vybavili vlastnoručne naprogramovaným softvérom,” dopĺňa autor štúdie a vedúci výskumného tímu.
Čo prinesie budúcnosť?
Vedecký tím plánuje získať ďalšie dáta z výbojov. Vedúci výskumu Jakub Kákona dúfa, že sa im analýzou ďalších výbojov podarí vypočítať, kde sa bleskový výboj naozaj začne a aká bude jeho približná sila.
Súvisí s tým možný prielom týkajúci sa realizácie bezpečnostných opatrení s cieľom zabrániť škodám (napr. v leteckej doprave) a konštrukcie hromozvodov, ktoré sa dodnes hromadne inštalujú lokálne na vrchu vysokých budov. Taktiež to bude mať dosah na súčasné modely predpovede výskytu búrok.
Vedci sa chystajú skúmať výboje pomocou antén a kamier zároveň, aby bolo možné určiť skutočné rozmery blesku, a taktiež zhotoviť 3D model blesku. Veria, že tieto merania prispejú v budúcnosti k lepšiemu pochopeniu toho, kde a kedy vzniká počas búrok ionizujúce žiarenie. Podľa Kákonu je potrebné uskutočniť ďalší výskum aj v inom než v lokálnom meradle.
Zdroj: FEL ČVUT
(zh)
