Népszabadság, 1987. június (45. évfolyam, 127-152. szám)
1987-06-16 / 140. szám
TUDOMÁNYO HI SZENT ELMO TÜZE, KORONAKISÜLÉS, VILLÁMLÁS Elektromos fényjelenségek a légkörben 1986. augusztus 17-én a késő esti órákban a Nógrád megyei Szécsényben csodálatos légköri fényjelenséget figyelt meg Matuszka Mihály olvasónk: miközben szakadatlanul villámlott és zivatar vonult át a vidéken, olyan világos volt, hogy szinte olvasni lehetett az elsötétített szobában. Bizonyára mások is tapasztaltak már ilyen vagy ehhez hasonló, rejtélyesnek tűnő jelenségeket, ezért érdemes róluk szólni. Régi megfigyelések Bár az ehhez hasonló légköri elektromos fényjelenségek elég ritkák, de azért akadnak írásos följegyzések, amelyek bizonyítják, hogy nem páratlanok. Az 1848-as szabadságharc idejéből Pivány Ignác a következő megfigyeléséről ad számot (megjelent a Természettudományi Közlöny 1885. évi kötetében): „Október második felének elején történt; ekkor erőszakolták Perczel hadcsapatával Letenye és Kottori mellett a Murán való átkelést... A Nap tikkasztó melegen sütött, s a látkörön a közelgő zivatar előjelei felhőgomolyok alakjában mutatkoztak. Nem telt bele félóra, midőn az egész égbolt fekete felhőlepellel volt borítva ... Még egyetlen csepp sem esett, a zivatar sem tört ki, villám még sehol sem mutatkozott. Egyszerre mintegy varázsütésre [a masírozó katonák] hatodfél ezer szuronya hegyén egy kb. tíz centiméter hosszú, egy centiméter vastag kékes fénynyaláb jelenik meg. Mintha mindenki ugyamegy pillanatban, egy gyertyalángot tűzött volna fel szuronya hegyére ...” 1881 augusztusában „.. . az alsó-ausztriai Reichenauban, dr. Lendvai Benő, Pozsony megye főorvosa 21-én este hét óra tájban érdekes szétágazó villámot figyelt meg. Leírása szerint a jelzett időben nem esett, szélcsend volt. Az egész láthatár sötétfellegekkel volt borítva (...), midőn egy villám világította meg a láthatárt. A völgy közepének megfelelő zenitpontból sugárszerűen hét vagy nyolc irányban egyszerre hét vagy nyolc villám cikázott le egész a látóhatárig. Az egyes villámok közötti hézagok tökéletes szimmetrikus beosztást mutattak az égbolton úgy, hogy a villámok lefutása valami óriási kerék küllőihez hasonlított.” (Dr. Réthly Antal gyűjteményéből.) A tengerészek erős zivatarok alkalmával a hajók árbocának csúcsán látványos fényjelenségeket figyeltek meg. Ezeket a középkor mediterrán tengerészei a hajósok védőszentjéről „Szent Elmo tüzének” nevezték el, és jó jelnek tekintették, mert leginkább a heves zivatarok végén észlelték. Napjainkban a légkör magasabb rétegeiben is megfigyelhetők hasonló elektromos fényjelenségek (koronakisülések), például a repülőgépek szárnyvégein, a légcsavar csúcsai által leírt körív mentén, amikor például jégtűkből álló Cirrus-felhőn repül át, és a jégtűk súrlódása révén elektromosan feltöltődnek. E csodálatos és olykor félelmet ébresztő fényjelenségek fölkeltették a természettudományokkal foglalkozó kutatók érdeklődését is. Kutatás sárkánnyal Franklin Benjámin már az 1740-es években magasba engedett sárkányok útján keresett bizonyítékot arra, hogy a zivatarfelhők és a földfelszín között elektromos feszültségkülönbség uralkodik. A zsinórhoz erősített sárkány életveszélyes kísérletnek bizonyult, mert az átnedvesedett zsinór viszonylag jól vezeti az áramot. Mindenesetre ezeknek a kísérleteknek köszönhető, hogy általánosan elterjedt a villámhárító használata. Ugyancsak Franklintól ered az az elfogadott konvenció (leírási megállapodás), hogy a kelleténél kevesebb elektront tartalmazó atomok vagy molekulák töltését pozitívnak, a több elektronnal rendelkező atomokét vagy molekulákét negatívnak nevezzük. A semleges atomokban a pozitív töltésű protonok és a negatív töltésű elektronok száma azonos. A töltéssel bíró atomot vagy molekulát ionnak nevezzük. Ha egy vagy több ionizált atom kapcsolódik valamely porszemhez, felhőelemhez (például vízcseppecskéhez, jégszemhez), ezzel nagyobb méretű ion keletkezik. Miként jönnek létre ionok a légkörben? E kérdésre a válasz a légkör különböző régióiban más és más. A 40-50 km fölötti légrétegekben a Nap ibolyántúli és röntgensugárzása, továbbá részecskesugárzása a fő tényező. A szárazföldek felszíne közelében a talaj radioaktivitása játssza a főszerepet, míg az óceánok felett, valamint a 6—40 km magasságban levő légrétegekben a világűrből érkező kozmikus sugárzás hatása a döntő. Az ionok maguk körül elektromos teret létesítenek, amelyben a töltött részecskére erő hat. Az erő irányát az az irány jelöli ki, amerre a pozitív töltés az erő hatására elmozdul. Szép időben más a helyzet... Szép időben, a talaj közelében az elektromos térerősséget kifejező feszültségkülönbség 130-150 volt méterenként. Ez az érték az időjárási helyzettől függően jelentősen ingadozhat. Ködben például elérheti a 2000 voltot méterenként, zivataros időben pedig a tízezer volt/méter nagyságot is! Szép időben a feszültségkülönbség a földfelszíntől távolodva fokozatosan csökken. A „szépidő-elektromosság” jellemzője, hogy a Föld felszíne a légkörhöz képest negatív töltésű, a térerő lefelé mutat. Zivatar esetén a helyzet egészen más. A zivatarfelhőkön belül átlagosan tízezer volt/méter nagyságú feszültségkülönbségek is kialakulnak, míg a zivatarfelhők alsó és felső szele között százmillió volt feszültségkülönbség is lehetséges. A zivatarok tehát felfokozzák, gerjesztik a légkörben a feszültségkülönbséget. Hogyan történik ez a gerjesztés? A meteorológiai szaknyelvben a zivatar villamos jelenséget, villámkisülést és ezáltal keltett mennydörgést jelent. Ezt többnyire záporeső, szélvihar kíséri, de a szélvihar és az eső nem tartozik szigorú értelemben a zivatarhoz. Előfordul, hogy villámlik és dörög anélkül, hogy fújna a szél vagy esne az eső. Sajnos a zivatarfelhőkben kialakuló hatalmas feszültségkülönbségeket még a korszerű technika birtokában sem tudjuk közvetlenül mérni. Ezért egyrészt repülőgépről mérték a zivatarfelhők felett kialakuló térerősséget, másrészt a talajon megfigyelték a zivatarfelhők alatti térerősséget, és ezekből következtettek a felhők belsejében uralkodó töltéseloszlásra. A közvetett megfigyelések szerint a zivatarfelhők belsejében 10-30 perc alatt hatalmas feszültségkülönbségek alakulnak ki, ugyanakkor egy átlagos zivatarfelhőben percenként több villámkisülés történik. Egy feltevés A „zivatarelektromosság” magyarázata szempontjából fontos tapasztalat, hogy villámkisülés egyaránt keletkezik jégszemeket is tartalmazó, vegyes halmazállapotú felhőkben és csak vízcseppekből álló trópusi felhőkben. Éppen ezért nem fogadható el egyetemes magyarázatként olyan hipotézis, amely csak jégszemek vagy csak vízcseppek jelenlétére támaszkodik. Ezek után lássunk egy hipotézist a sok közül a „zivatarelektromosság” magyarázatára. Az egyik elmélet szerint a nyári napsütés hatására fölmelegedő talajközeli levegő cellákba rendeződve föláramlik, miközben pozitív ionokat sodor a magasba. Ez ellentétes mozgást jelent a „ szépidő-villamosság ” erőteréhez képest, amelyben a pozitív ionokra lefelé mutató térerő hat. Emiatt az alsó légrétegekben a lefelé mutató térerő növekszik. Ez a pozitív töltéseket lefelé, a negatív töltéseket fölfelé mozgatja. A negatív ionok általában jóval kisebbek és mozgékonyabbak, ezért a talajközeli erőtér egyszerűen „elfújja” ezeket ebből a rétegből, így végül a pozitív töltések viszonylagos túlsúlya alakul ki a talaj közelében. A zivatarfelhőbe alulról betóduló légmozgás pozitív ionokat sodor magával, ezek töltik meg a leghevesebb föláramlás színhelyét, a felhő középső függőleges szelvényét (lásd az ábrát). A felhő csúcsán összegyűlt pozitív ionok maguk felé vonzzák a környező negatív töltéseket, ezek azonban a levegő szétáramlása, majd a felhő környezetében történő leáramlás miatt nem érhetik el a felhő belsejét. Ily módon a negatív töltések a felhők oldalain és alsó részén halmozódnak fel. A felhő negatív töltésű aljával szemben a talajon pozitív töltések gyűlnek össze. Ezek a megnövekedett térerő hatására „csúcskisülés” formájában kiáramlanak a kiemelkedő tereptárgyak (fák, tornyok vagy akár fűszálak) csúcsairól a talaj feletti légtérbe. Innen az erős légmozgások a felhő középső részében fölfelé sodorják őket. Az említett „csúcskisülés” a légköri kisülések legenyhébb lefolyású formája, csendes, lassú, fényhatással nem járó folyamat. Ha azonban a térerősség tovább fokozódik és a feszültségkülönbség meghaladja a százezer voltot méterenként, „koronakisülés” jöhet létre: ezt koronaszerű fénynyalábok és sercegő hangok kísérik. A tengereken „koronakisülés” gyakrabban fordulhat elő, mivel tereptárgyak nem lévén, a lassú és sokáig tartó, egyenletes „csúcskisülés” nem tud kialakulni, így a töltéseket nincs, ami elvezesse. A koronakisüléshez tehát az szükséges, hogy a térerősség elérjen egy kritikus értéket. Ezt egy láncfolyamat segíti. Az elektromos erőtérben felgyorsuló elektronok ionizálni tudják azokat a molekulákat, amelyekbe beleütköznek. Az ionizált molekulákból további elektronok szabadulnak ki, amelyek az erőtérben szintén felgyorsulnak és újabb molekulákat ionizálnak. A kritikus térerősség, amelyen ez bekövetkezik, az elektronok felgyorsításához rendelkezésre álló szabad úthossztól, azaz a levegő sűrűségétől függ. Minél kisebb a szabad úthossz, azaz minél sűrűbb a levegő, annál nagyobb térerősségre van szükség. A zivatarfelhőben megbízható becslések szerint előfordul 400-500 ezer volt/méter feszültségkülönbség, ami elegendő ahhoz, hogy a felhők magasságában található kisebb légsűrűség mellett villámkisülés jöjjön létre. Ezek két csoportba sorolhatók: vannak felhővillámok, amelyek a felhőkön belül alakulnak ki, és vannak lecsapó villámok, amelyek a felhő és a földfelszín között jönnek létre. Magyarázat a lyukakkal Az elmondottak alapján összeáll a kép, amely magyarázatot adhat a bevezetőben említett csodálatos légköri elektromos fényjelenségre. A légkörben mindig jelen levő töltött részecskék, ionok elektromos teret hoznak létre. Ez az elektromos térerő szép időben túl gyenge ahhoz, hogy bármit is észrevehessünk belőle. A zivatarok kialakulásakor azonban a légköri elektromosság lényegében átalakul, a térerősség hatalmas mértékben megnövekszik. Ennek mechanizmusát ma sem ismerjük egészen pontosan, csupán elméletek, hipotézisek vannak. A megnövekedett elektromos térerősség eleinte fényjelenség nélküli ionáramlásokat indít el (csúcskisülés) a feszültségkülönbségek kiegyenlítésére. A térerősség további növekedésével fényjelenséggel járó koronakisülés (Szent Elmo tüze) alakulhat ki, ez jóval rövidebb ideig tart, mint a csúcskisülés. A felhők belsejében, illetve a felhők és a földfelszín között kialakult óriási feszültségkülönbség villámláshoz, dörgéshez vezet. A légköri elektromosság mérése zivatarfelhőben technikailag igen nehezen megoldható feladat, mivel itt viharos erősségű fel- és leáramlások uralkodnak. Ezek a felhőbe berepülő gépeket alaposan megdobálják és mind a pilótát, mind a repülőgépet próbára teszik. Dr. Koppány György (Cikkünk írója a szegedi József Attila Tudományegyetem Éghajlattani Tanszékének professzora. — A szerk.) Az elektromos töltések mozgása a zivatarfelhőben és környezetében. A + jelek a pozitív, a — jelek a negatív ionokat jelölik. újdonságok Artrosis A címben szereplő szó latin, mégis többen ismerik, mint gondolnánk: az 55 éven felüliek egyharmada szenved ugyanis az ezzel a szóval leírt ízületi megbetegedésben. Jórészt a derék- és térdfájdalmak tették e betegséget oly ismertté. A fájó ízület nem lobos, nem gyulladásos, és ránézésre nem is látszik betegnek. Járásnál, a térd- és testhelyzet változtatásakor a derék- vagy csípőfájdalmak azonban azt igazolják, hogy nem jelentéktelen megbetegedésről van szó. Nemritkán a mozgást, a járást és a keresőképességet is veszélyezteti. Arra a kérdésre, hogy mi a lényege e megbetegedésnek, az ízületek anatómiai felépítése és igénybevételük módja adnak választ. Minden ízületnek van egy tokja, melyet savós hártya borít. A hártyán belül két csontos porcfelszín ízesül, és üregét a mozgást megkönnyítő ízületi folyadék tölti ki. (1. az ábrát.) Hasonló „megoldással” találkozhatunk a gépiparban és a szerelőiparban is: gyakran alkalmaznak rugalmas lapot két fémes alkatrész közé. Az ízületi porc többféle károsodást szenvedhet. Önállóan is megbetegedhet, és ennek következményeként állománya sorvad, és el is pusztulhat. De a túlterhelés vagy helytelen igénybevétel éppúgy károsíthatja, mint a hirtelen bekövetkező nagy megterhelés. Példák erre azok a sportsérülések, melyek a fiatalok artrosisos megbetegedéseinek számát szaporítják. Sportolóknál a térdízület sérülése a leggyakoribb. Futó- és ugróatlétáknál éppoly gyakori a térd sérülése, mint a bokszolóknál vagy a súlyemelőknél. Legtöbbször a futballistáknál fordul elő a térd artrosisa. Évszázadokon át reménytelennek látszott a gyógyítás, mert sem olyan gyógyszerrel nem rendelkeztek, mely az ízület porcait regenerálná, sem olyan műtéti megoldást nem ismertek, melynek révén a megbetegedett ízületek funkcióképessé váltak. Az elmúlt évtizedekben azután kifejlődött az a műtéti technika, amellyel a megbetegedett ízületekbe műanyagból készült protéziseket ültettek be. Ma már világszerte alkalmazzák, a protézisek beültetése rutinműtétté vált. Az artrosis hatásos gyógyszeres kezelése váratott magára legtovább. Német kutatók találtak rá az Arteparon hatóanyagára, mely szervspecifikus tulajdonságánál fogva beépül a porcszövetbe és regenerálja. Térfogatát megnövelve teszi alkalmassá arra, hogy az ízületben rá háruló feladatoknak ismét megfeleljen. Az Arteparon gyógyító hatása megnyilvánul abban is, hogy meggátolja azoknak az enzimeknek a működését, melyek a porcszövet leépítésében vesznek részt. Feljavítja az ízületi savós hártya sejtjeinek anyagcseréjét, és normalizálja a hialuronáttermelést. A hialuronát biztosítja az ízületi folyadék viszkozitását és a porcsejtek táplálását. Táptalajon is elősegíti a porcsejtek és az ízületi hártya szöveteinek növekedését. Az Arteparon gyógyító hatására csak akkor számíthatunk, ha a porcszövet állománya még nem pusztult el oly mértékben, hogy „feltámasztása” már nem lehetséges. Az időtényezőnek tehát nagy szerepe van az artrosis gyógyításában, mert ha már évtizedek alatt degenerálódott és elpusztult porcszövettel állunk szemben, akkor már csak műtéti megoldásról lehet szó. Dr. Szakolyi András Bal oldalon látható az ízület szerkezete normális, egészséges állapotban, jobboldalt a károsodott állapot. Az AIDS kutatása A SCRIP World Pharmaceutical News című szaklap közlése szerint az AIDS és az AIDS-szel kapcsolatos fertőzések kutatásával világszerte több mint 1100 kutatóhely foglalkozik; közülük 304 gyógyszergyártó vállalat, 815 egyéb kutatási szervezet. Az első helyet az Egyesült Államok foglalja el 157 gyártóvállalattal és 440 egyéb kutatóhellyel, ezt követi Anglia, Japán, Franciaország és az NSZK. Rajtuk kívül több mint egy tucat országot sorol fel a közlés, ezek mindegyikében egynél több intézmény foglalkozik e kutatással. A közlemény azt is részletezi, hogy 61 helyen dolgoznak az AIDS-vakcinán, 15 helyen az azidotimidin (AZT) kifejlesztésén, 18 helyen pedig a ribavirinén (mely szintén egy vírusellenes kémiai hatóanyag). Csak az AIDS afrikai helyzetével 33 kutatóhely foglalkozik. Mindez érthetővé válik akkor, ha figyelembe vesszük, hogy — a tanulmány szerint — egy évtized múlva a jelenleg százezerre tehető AIDS-esetek száma a világon 4,7 millióra becsülhető és ebből egyedül az Egyesült Államokban több mint egymilliós emelkedés prognosztizálható. K. K. As Univerzum Autójavító I állatai , azonnal felvesz egy műszakos munkarendbe. A járműkategóriára érvényes jogosítványt szerzett tehergépkocsi-vezetőt, gyakorlott és gyakorlat nélküli karosszérialakatosokat és alkatrészismereteket szerzett férfiakat bolti eladónak, két műszakos munkarendben gyakorlott autószerelőt, valamint raktári kiadókat és számlázókat. A raktári kiadóknak és számlázóknak 50 -os műszakpótlék és jutalékos bérezés. Jelentkezni lehet a vállalatnál, cím: Budapest, XIV., Miskolci út 157., telefon: 831-120, 111-es mellett.