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.

Next