STORE KREFTER: Torden, og ikke minst lyn, virker skremmende for mange. Men hva er det egentlig som er årsaken til at dette naturfenomenet oppstår? Dette bildet ble tatt under det ekstreme tordenværet over Oslo tirsdag 29. juli. (Bilde: Scanpix)
TETT I TETT: Den største tettheten av lyn finner vi i Eidskog kommune som hadde 296 lynnedslag per 100 km2 årlig i perioden fra 1. januar 2001 til 31. desember 2006.FOTO: SINTEF ENERGIFORSYNING (Bilde: SINTEF Energiforskning)
FORSKNINGSLYN:Ved University of Floridas forskningsstasjon for lyn utløses lyn ved å avfyre en rakett som trekker en metalltråd etter seg i retning av en tordensky. Den rette linjen er tråden som eksploderer. De kurvede linjene er lysbuene som beveges ut av vinden.FOTO: UOF (Bilde: UoF)
PÅ TVEITA:Det voldsomme tordenværet over Oslo for kort tid siden resulterte i mange spektakulære bilder som dette tatt fra Espen Håkonsens leilighet på Tveita. FOTO: ESOEN HÅKONSEN (Bilde: Espen Håkonsen)

Slik oppstår lyn og torden

DAGENS LYN:

Sintef Energiforskning driver nettsiden www.lynidag.no, hvor lynaktiviteten i Skandinavia de siste fem dagene oppsummeres. De tilbyr også kart over utviklingen som oppdateres hvert 10. minutt, men for å se denne informasjonen må du betale.

LYNAVLEDER:

En lynavleder kan gi god beskyttelse av et hus. Den er laget av et metall og har god metallisk forbindelse ned til jord. Fordi den stikker opp over bygningen den skal beskytte, vil den korte ned avstanden lynet må tilbakelegge i luft mellom bakken og skyene over. For lynet er det derfor minste motstands vei å gå gjennom lynavlederen i forhold til å gå gjennom huset.

Med sommervarmen kommer ofte lyn og torden. I sommer har det vært spesielt mye av fenomenet på Østlandet. Få naturfenomener er så spektakulære å se på som en skikkelig elektrisk utladning fra bakken til skyene i form av en elektrisk bue som er to til fem centimeter i diameter og som kan være flere kilometer lang.

Lufta har skylda

Den største mengden lyn kommer gjerne på sensommeren når det har vært varmt en stund. Da blir det veldig varmt langs bakken og den oppvarmede og fuktige luften stiger opp. Når den kommer opp i høyere luftlag, kjøles den ned og det dannes iskrystaller. Iskrystallene begynner å falle nedover gjennom den oppstigende varme og fuktige luften. Resultatet er at friksjonen danner statisk elektrisitet omtrent på samme måte som vi kjenner fra fysikkforsøkene på videregående skole, hvor man gnir et skinn mot plast.

Under slike betingelser blir skyene ladet opp negativt på bunnen og positivt på toppen. Samtidig blir bakken ladet opp på grunn av influens (elektrostatisk induksjon) med en positiv ladning.

Det er ikke bare skyer som forårsaker lyn og torden. Sandstormer, vulkanutbrudd og skogbranner kan også generere statisk elektrisitet i atmosfæren som kan fremkalle lyn.

Flere typer utladning

Et tordenvær begynner gjerne med buldring og lysglimt oppe i skyene. Det er utladninger som skjer internt i skyene ved at lynet slår mellom topp og bunn i skyene. Senere kommer gjerne nedslagene til bakken.

Grovt sett er en tredjedel av lynene utladninger inne i den enkelte sky. En tredjedel er utladninger mellom skyer, og den siste tredjedelen er utladninger til bakken.

Les også:





Lynet

Spenningen i et lyn kan være på flere hundre millioner volt idet utladningen skjer, men når lynet er etablert, kollapser spenningen. Mange tror at det er enormt mye energi i et lynnedslag, men det er ikke tilfelle. Ladningen i en sky før utladning er normalt 20 til 30 Coloumb (As), og et lyn inneholder ikke mer energi enn rundt 40 til 50 kWh. Rundt 90 prosent av energien i lynet utløses i form av varme. Bare én prosent blir til lyd i form av torden, mens resten utløses i form av lys.

Et lyn har ofte en varighet på rundt et halvt sekund. Lynet etableres som en kanal hvor luften har gått over til et lysende plasma med en temperatur på 20 000 til 30 000 grader. I løpet av den tiden opptrer en rekke pulser som hver er på mellom 40 og 50 mikrosekunder. I tillegg er det en likestrømskomponent på 200 til 300 A. Den samlede strømstyrken i lynet varierer mellom 5 og 200 kA.

Det vanlige er at lynet slår ned fra skyen til bakken fordi elektronene beveger seg fra den negativt ladede nedre delen av skyen til den positivt induserte bakken. Men det omvendte kan også skje ved at den nedre delen av skyen er positivt ladet og at bakken er negativt indusert.





Torden

Lyn ledsages alltid av torden. Lyden opptrer i sjokkbølgen som oppstår under den intense oppvarmingen. Luften ekspanderer fortere enn lydens hastighet ved normal temperatur, og det opptrer en slags eksplosjon i hele lynets utstrekning.

I nærheten av lynet vil lyden opptre som et skarpt smell på rundt 120 dB, mens på større avstand vil tordenen høres ut som en romling på grunn av ulike ekkoeffekter og at de høye frekvensene dempes mest. Jo lenger lynkanalen er, desto lengre varighet har tordenlyden.





Målinger

Et lyn fungerer som en svært effektiv senderantenne. Den er både lang og har veldig stor effekt. Derfor er det enkelt å måle forekomsten av lyn. Statnett har 14 sensorer i Norge og samarbeider med eiere av lignende sensorer i andre land. 34 lynsensorer er koblet sammen for å kunne registrere lynnedslag. Bearbeiding og distribusjon av data er det Sintef Energiforskning som står for.

En lynsensor består av to dipolantenner som er orientert normalt på hverandre. Et lynnedslag gir en kraftig radiopuls som har frekvenser fra 30 kHz helt opp i GHz-området. På grunn av styrken kan signalet oppfattes på 50 mils hold eller mer. Lynnedslagenes posisjon finnes ved å krysspeile utslagene på flere sensorer. Siden radiosignaler brer seg ut med lysets hastighet, må hver sensor mildt sagt ha riktig klokke. Derfor brukes klokka i GPS-systemet for å tidfeste signalet i hver av sensorene. Den er nøyaktig med rundt 200 nanosekunder.

Målesystemet gir en nøyaktighet på nedslaget på mellom 500 og 1500 meter. Signalstyrken på pulsen kan si noe om strømstyrken i nedslaget.





Kilder: Frank Dahlslett, Sintef Energiforskning og Wikipedia

Nordens største elbilkonferanse
Få med deg «Nordic EV Summit 2017» tirsdag 7. februar.
Union Scene, Drammen, Norway.