Hledá se blesk

V chápání elektrických jevů jsme za uplynulých 250 let udělali obrovský pokrok. Úplnému porozumění ale stále vzdoruje záhadné chování obyčejných blesků. Na druhou stranu nám ale i částečné vědomosti stačí k tomu, abychom po nich úspěšně pátrali na jiných tělesech našeho planetárního systému.

Blesky fascinují, kam paměť lidstva sahá. Spojují dechberoucí světelné divadlo s ničivou silou, schopnou zažehnout obrovské požáry. Koneckonců to byl zřejmě právě způsob, jak lidé v pravěku získali první oheň – bezkonkurenčního pomocníka, který je zahřál, zlepšil kvalitu stravy, ale také pomohl odehnat divoká zvířata. Z těchto a dalších důvodů si lidé blesky spojovali s bohy, sídlícími obvykle nad hlavami; dokonce s nejvyššími z bohů, třeba řeckým Diem či severským Thorem.

Záhada průrazu

S rozvojem empirické vědy v novověku se ale stále častěji objevovala otázka, co je vlastně podstatou blesku. Od poloviny 18. století začali přírodovědci intenzivněji zkoumat elektrické jevy. Netrvalo dlouho a v roce 1752 americký polyhistor Benjamin Franklin odvodil na základě svého známého experimentu s drakem hypotézu, že atmosférická elektřina opravdu může být zdrojem blesků a že jde o mechanismus podobný výbojům statické elektřiny. Následoval vynález bleskosvodu, který začal chránit zprvu především věže kostelů, později i lodě na mořích.

U nás se výzkumu atmosférické elektřiny v téže době věnoval kněz a přírodovědec Prokop Diviš. V létě 1754 sestrojil přístroj, fungující jako první dobře uzemněný bleskosvod. Jeho „meteorologický stroj“ však měl svou složitou konstrukcí především odvádět atmosférickou elektřinu do země, a tím vzniku blesků předcházet, což se nedařilo ani jemu, ani Franklinovi.

Červený skřítek je nadoblačný bleskový výboj, objevující se nad velmi silnou bouří po kladném blesku. Výboj oranžové až červené barvy dosahuje až do výšek 80 km nad zemským povrchem a na rozdíl od běžných blesků je jeho kanál jen slabě ionizovaný. Výboj je podobný doutnavému výboji v plynu za sníženého tlaku, známému ze zářivek.Snímek M. Justin Wilkinson, Texas State University, NASA-JSC. Vulkanické blesky

Co je tedy blesk a jak vzniká? Blesk je silný elektrický výboj, který vzniká uvnitř bouřkového oblaku. V něm se v různých výškách nacházejí oblačné částice různého druhu: vodní kapky, přechlazená voda, sněhové vločky, sněhové krupky (průměr 2–5 mm), ledové krupky (průměr 2–5 mm) nebo kroupy (větší než 5 mm). Na oblačné částice se připojují nosiče elektrického náboje přítomné v atmosféře vlivem ionizace, způsobené kosmickým zářením a radioaktivním zářením pocházejícím od radioaktivních prvků v zemi. Lehčí oblačné částice se nabíjejí převážně kladně a těžší převážně záporně. Současným působením stoupavých vzdušných proudů a gravitace se oblačné částice srážejí a předávají si elektrické náboje. Výsledkem tohoto komplikovaného procesu je vytvoření vrstev oblačných částic majících stejný náboj, mezi nimiž pak může dojít k počátečnímu průrazu a poté i elektrickému výboji.

Doposud není zcela jasný vznik průrazu, neboť elektrická pole naměřená přímo v bouřkovém oblaku dosahují jen desetiny hodnoty potřebné pro elektrický průraz vzduchu. Jedno z možných vysvětlení této záhady je vliv kosmického záření, které může lokálně zvýšit ionizaci, a tím účinně snížit průrazné napětí, alternativně pak vliv špičatých ledových částic, na jejichž hrotech může vzniknout korónový výboj, který celý proces vývoje blesku spustí. [1] Dále už je proces vysvětlen, výboj se šíří po skocích směrem dolů či do stran, a když se dostane až k zemi, případně k další vrstvě náboje v oblaku, proces tvorby bleskového kanálu se ukončí a může jím protéci velký elektrický proud.