Jak powstają błyski: wgląd w badania Andrei Stöllner

Jak powstają błyski: wgląd w badania Andrei Stöllner

Za ograniczonymi zasłonami ochrony laserowej w Klosterneuburg, w dzielnicy Tulln, jest fascynujące laboratorium Flash autorstwa Andrei Stöllner. W swoich pięcioletnich badaniach doktoranckich fizyk skupił się na warunkach prowadzących do rozwoju lampy błyskowej. Z dwoma laserami, które świecą w metalowej komorze wielkości pięści, próbuje odszyfrować układankę, aby rozszyfrować ładowanie elektrostatyczne cząstek. „Nie wiemy jeszcze dokładnie, dlaczego cząstki wymieniają ładunki, gdy są dotknięte i jak tworzą tak wysokie obciążenia, że tworzono błysk” - wyjaśnia.

W centrum jej badań znajduje się cząstka szklana, która jest trzymana w powietrzu przez lasery. Symulując różne warunki środowiskowe, które występują w prawdziwej chmurze sztormowej, Stöllner analizuje, że cząstka niezależnie ładuje i rozładowuje, chociaż uderza w próżnię. „To była pierwsza niespodzianka” - mówi badacz. Naturalna wymiana obciążenia w chmurach burzowych zwykle odbywa się, dotykając, gdy wzór i kryształy lodu zderzają się i zastępują obciążenie. „Kryształ lodu jest zwykle naładowany pozytywnie, podczas gdy cięższy wzór jest negatywnie załadowany, co prowadzi do niebezpiecznej nierównowagi, które ostatecznie jest rozładowane w błysku” - wyjaśnia.

Walka obciążeń

Stöllner chce dowiedzieć się dokładnie, kiedy nastąpi ta wymiana opłat. Opisuje, w jaki sposób dwie technologie laserowe w jej laboratorium obserwują zachowanie obciążeń, które najwyraźniej działają arbitralnie. „Istnieje wiele teorii, ale dokładne funkcjonowanie na poziomie mikrobiologicznym pozostaje niejasne” - mówi. Lepsze zrozumienie tworzenia flash staje się coraz ważniejsze, ponieważ globalne ocieplenie powoduje coraz bardziej gwałtowne burze. Stöllner potwierdza, że dostrzega ten trend w swoich obserwacjach.

Główną przyczyną zwiększonych zdarzeń burzowych jest odparowanie wody z powodu dłuższych okresów cieplnych. „Kiedy temperatury rosną, więcej wody odparowuje z oceanów i zbiera się w atmosferze”, wyjaśnia Stöllner. Ta dodatkowa woda, w połączeniu z dużą energią dostępną w atmosferze, oznacza, że wilgotne ilości powietrza wzrasta podczas wysp ciepła. Jeśli ostygniesz i kondensujesz, tworzą się chmury. W wystarczającej energii cząsteczki w chmurach są wirujące, co prowadzi do obciążenia i wreszcie migania.

Ponadto zwiększona ilość wody w atmosferze wpływa na intensywność burz, co czasami prowadzi do gwałtownych opadów i powodzi. Przykładem tego była nagła powódź w Hollabrunn w sierpniu, która była spowodowana ekstremalną burzą. „W atmosferze mamy coraz więcej wody i energii” - podkreśla Stöllner. Ma to natychmiastowe konsekwencje dla warunków pogodowych, których doświadczamy w Austrii i podkreśla pilność ich badań.