понедељак, 15. јул 2013.

Sevanje - ima sliku, nema ton

A sada drugačija nekompletna grmljavina - sevanje. Ima sliku, nema ton!
Pa, gde je ton?
Ton, odnosno zvuk, znatno se teže probija kroz vazduh od svetlosti. Kad sam ti pričao o grmljavini, pominjao sam ti da je svetlost skoro million puta brža od zvuka. Slično je i sa jačinom zvuka i svetlosti. Dok svetlost u vazduhu slabi samo zbog prisustva drugih elemenata osim gasova (aerosoli, vodene kapljice, oblaci, magle... dovoljno?), zvuk slabi već u čistom vazduhu. Slabljenje nivoa zvuka je prouzrokovano trošenjem energije zvučnih talasa na savlađivanje prepreka i predavanjem te energije pomenutim preprekama, pa makar to bila i sama sredina kroz koju se zvučni talas prostire. Ova pojava se naziva disipacija (rasipanje) zvuka.
U disipaciju zvučnih talasa spade i pojava širenja zvučnih talasa oko izvora zvuka. Nalik kamenčiću koji je pao u vodu, zvučni talasi se šire oko svog izvora. Na taj način se skoro ista energija talasa ulaže u daleko veći talasni front, koji je približno 2π puta veći od rastojanja od izvora zvuka. Na ovaj način se gubi najviše energije zvučnih talasa prilikom prostiranja kroz vazduh (ili bilo koju drugu sredinu).
Na ovaj način možemo da vidimo gromove koji su dovoljno daleko da se njihov zvuk gubi. Međutim,da bi videli te udaljene munje, neophodno je da one mogu da budu vidljive, odnosno da je svetlost dana dovoljno slaba da ne ometa pogled na električno pražnjenje. Ovaj uslov počinje da biva ispunjen već u suton, dok je noć svakako idealan uslov za posmatranje munja. Toliko idealan da sam jednom prilikom uočio sevanje u daljini. Dok sam ja tada boravio u okolini Sjenice, olujni oblak je bio kod Zenice! Da, da, u Bosni, čitavih 220 km vazdušnom linijom daleko! Visina vrha oblaka je bila oko 15 km, tako da je ceo oblak bio kao jedan džinovski svetionik.

Grom je toliko daleko da se ne čuje... srećom, suton je blizu (foto Clouds365)
Znam, nebo može da se smrači i usred dana, kad naiđe olujni oblak, ali taj oblak tada mora da bude toliko blizu da je skoro nemoguće ne čuti grmljavinu. Slično grmljenju koje je sumnjivo noću, podatak o sevanju tokom dnevnog svetla postavlja retoričko pitanje da li je taj osmatrač imao problema sa sluhom, pažnjom ili je ometen raznim drugim zvucima koji mogu da prikriju zvuk udaljenog grmljenja (gradski zvuci, hučanje vetra ili mora). Dnevno sevanje je, dakle, sumnjiv podatak, mada se u praksi ne odbacuje sasvim.
Noćna sevanja postavljaju još jednu klopku za osmatrače. Naime, oblak može da bude dovoljno blizu da se grmljenje može čuti kao pratilac sevanja munje, ali zvuk izostaje. Šta sad?
Ovde nastupa drugi zvučni efekat koji se javlja kada temperatura relativno brzo opada sa visinom. Tada imamo refrakciju, odnosno savijanje zvučnih talasa. Naime, zvučni talasi se savijaju prema oblasti sa sporijim prostiranjem zvuka. U okolini grmljavinskih oblaka nema temperaturne inverzije (pojave da temperature vazduha raste sa povećanjem visine), te da je vazduh u nižem sloju vazduha topliji od vazduha na visini. Da nije tako, ne bi ni bilo grmljavine, jer inverzija sprečava kretanja vazduha uvis, glavni mehanizam stvaranja oluje. Kako se u toplijem vazduhu zvuk brže kreće, brzina zvuka opada sa povećanjem visine. Zvuk se tako kreće brže pri tlu nego na visini, što prouzrokuje skretanje uvis. Tada se javlja 'zona senke', oblast gde se zvuk grmljavine više ne čuje. Evo, pogledaj kako to šematski izgleda.

Refrakcija zvučnih talasa je od manjeg značaja za pojavu sevanja od same udaljenosti grmljavinskog oblaka. Pa ipak, mislim da je ovo zgodna prilika da se tako upoznaš sa jednim efektom iz akustike, jer će biti priča i o savijanju zvučnih talasa naniže. Za tu priču čekamo odgovarajuće vremenske prilike.
Eto, sada znaš nešto više o grmljenju i sevanju. Treba razumeti ove pojave, jer u praksi se sreću razni podaci o ovim pojavama koji mogu da budu sumnjivi, ne samo zbog nerazumevanja grmljavine, već i zbog karaktera prekidnosti ovih pojava. A kako?
Ne brini, saznaćeš prilično brzo.

2 коментара:

  1. Da sam mladji samo 20g. naterao bi me da studiram meteorologiju,ovako samo upotpunjujem svoje /ne/znanje.Konkretno kod ove pojave,s obzirom na iskustvo autora,mozda je dobro bilo navesti i nase greske koje ga navode na sumnjiv podatak.Iz iskustva bilo je sevanja,a da je pritom potpuno vedro,znatno lakse zapaziti pojavu nocu,nego u identicnoj sitacijui danju.Svi ostali komentari vaze kao za grmljavinu i grmljenje

    ОдговориИзбриши
  2. Sevanje i vedro? Pa, tu imaš dva rešenja.
    1. Ako je to zaista sevanje, onda i nije baš vedro. Ako hoćepš da vodiš sevanje I oblačnost 0, moraš da napraviš izbor: ili je Cb ipak vidljiv, iako je predaleko, ili se praviš lud da ne vidiš sevanje, jer ako nema oblaka, nema ni sevanja.
    2. Ako to nije sevanje, svejedno je koji su oblaci na nebu. Ali, istraži šta to bljeska, da nije komšija autolimar pa mora da radi i noću da dovrši zavarivanje...
    Malo se šalim, ali sam svedok slučaja beleženja sevanja u Beogradu, a bili su Ns (nema šanse da seva). Ta osoba koja je to zabeležila kune mi se da je to bila jedna maskirana konvektivna ćelija u masi (što može da postoji, ali malo je besmisleno da se tako manifestuje), a ja sam video kako spade trola sa trolejbusa. ;)

    ОдговориИзбриши