Den gåtfulla åskan gäckar forskarna

Åskforskarna i Uppsala kan inte fånga blixten, men väl skapa en kopia i labbet. Här söker de efter fysiken bakom åskan -- som efter 250 års forskning fortfarande är höljd i töcken.

Van de Graaff-generatorn är en klassisk tingest från 1920-talet som fortfarande används i forskningen. Fysiken som orsakar gnistan mellan elektroderna är i princip densamma som i en blixt, och den är fortfarande inte helt klarlagd. Här är det  Michael Zitnik som framkallar urladdningar.

Van de Graaff-generatorn är en klassisk tingest från 1920-talet som fortfarande används i forskningen. Fysiken som orsakar gnistan mellan elektroderna är i princip densamma som i en blixt, och den är fortfarande inte helt klarlagd. Här är det Michael Zitnik som framkallar urladdningar.

Foto:

uppsala2002-07-12 07:42

Högspänningsbyggnaden vid Ångströmslaboratoriet i Uppsala är fylld med apparater som för tankarna till doktor Frankenstein när han ger livsgnistan till sitt monster. I tre stora eldrivna generatorer skapas strömmar nästan lika potenta som blixtens. Det handlar om spänningar i miljonvolts-klassen och strömstyrkor på hundratusentals ampère.

Man förstår att det finns anledning att hålla sig undan.

Varje år hamnar 15--20 människor i Sverige på sjukhus efter blixtnedslag. Ett fåtal dör.

-- De flesta av dem som dör av blixten har stått under ett träd, säger Vernon Cooray, professor i elektricitetslära och åskforskning vid Uppsala universitet.

Smält metall från himlen

Ändå är Sverige globalt sett förskonat. I tropiska länder som Vernon Coorays hemland Sri Lanka kan ett åskväder vara i timmar med ständiga nedslag, och olyckor är vanliga.

Fast det värsta svenska åskvädret hittills i sommar gick inte heller av för hackor. Tisdagen före midsommar registrerades 117 000 blixtar i Göteborgstrakten.

Partiklar i olika former

Enligt folktron på Sri Lanka består blixten av smält metall från himlen. Och det är inte så hemskt länge sedan även vetenskapen stod handfallen inför åskvädren. 1752 kunde den amerikanske uppfinnaren och statsmannen Benjamin Franklin visa att det rörde sig om elektriska urladdningar.

-- Statisk elektricitet uppstår när vattenpartiklar i olika former -- ånga, droppar och iskristaller -- kolliderar med varandra. Men när man mätt elektriska fält inne i åskmolnen har det visat sig att de inte är särskilt starka. Så det är fortfarande ett mysterium hur urladdningen startar, säger Vernon Cooray.

Däremot vet man ganska väl vad som händer sedan urladdningen lämnat molnet. De enorma energin får luftens atomer att skicka ut lysande fotoner, samtidigt som trycket stiger tusenfalt vilket orsakar själva åskbullret. Inom loppet av mikrosekunder söker sig blixten genom en "tunnel" mot marken eller till ett annat moln. Urladdningen sker i steg på cirka 50 meter, och inte förrän de sista 100--150 meterna avgörs var nedslaget ska ske.

Men det är inte blixten själv som bestämmer.

-- Föremål på marken sänder elektriska urladdningar för att möta blixten. De "tävlar" om vem som ska komma först, säger Vernon Cooray.

Hjärtstillestånd

Om "vinnaren" är en människa kan mötet bli ödesdigert: svåra brännsår, skelettskador, muskelsammandragningar och i värsta fall hjärtstillestånd.

Men de flesta blixtolyckor är inte direktträffar. Det vanligaste är att blixten slår ned i något objekt i närheten, som ett träd eller en mast och sedan studsar över till männi-skan. Urladdningen kan också ledas elektriskt via ett paraply eller en golfklubba. Vid en olycka i Japan dödades en hel grupp med skolbarn på utflykt i ett bergsområde. Orsaken var att de höll varandra i händerna så att strömstöten fortplantades från den ene till den andre.

Nästan alla olyckor sker utomhus, och majoriteten av de skadade och dödade är mellan 15 och 24 år eftersom det är den åldersgruppen som vistas mest utomhus. Under tak är risken mindre, men en dryg procent av alla bostadsbränder orsakas av blixtnedslag.

Känslig elektronik

De allra flesta nybyggda villor saknar åskskydd i dag, trots att det är en enkel och billig installation.

-- Den traditionella Franklin-ledaren, där urladdningen leds utanpå huset ned till jord, är den mest effektiva. Har man en sådan kan man sova lugnt. Det finns många fantasifulla produkter på marknaden, men de är inte vetenskapligt trovärdiga, säger Vernon Cooray.

För 50 år sedan var åska inget större problem för samhället. Sen kom transistorn och den känsliga elektroniken. Nu har vi en mängd komplicerade system som dessutom är kopplade till varandra.

-- När blixten slår ned är det svårt att avgöra vad som ska hända. Alltmer kontrolleras av datorer och det gör oss sårbara.

Vernon Coorays och hans medarbetare får allt fler industriuppdrag som handlar om skyddssystem mot åskväder. Tekniken är att leda bort höga spänningar, men det är ofta lättare sagt än gjort.

En skyddsåtgärd på ett ställe kan leda till oönskade effekter på ett annat. En viktig forskningsuppgift är att studera påverkan på atmosfären. Luftföroreningar som kväveoxider orsakas av människor vid förbränning, men en hel del bildas vid blixtnedslag, när syre- och kvävemolekyler slås sönder.

Hotar ozonlagret

En ökning av kväveoxiderna kan i sin tur hota ozonlagret.

-- Frågan är vad som händer om antalet åskväder ökar på grund av klimatföränd-ringen. Kanske förändras hela balansen i atmosfären, säger Vernon Cooray.

Så jobbar vi med nyheter  Läs mer här!
Läs mer om