Bouřky a jachtaři

Úder blesku patří, bezesporu právem, k nejobávanějším atmosférickým jevům. Výboj o síle stovek milionů voltů je jev, který dokáže zabíjet a není divu, že zajímá nejen suchozemské tvory, ale také jachtaře, kteří se s bouřkami setkávají na moři. Podívejme se tedy na blesk poněkud blíže a to nejen z hlediska meteorologie, ale hlavně z hlediska plavby na moři. 

Jak vzniká bouřková oblačnost a jak ji rozeznat patří k základním znalostem a dovednostem jachtaře. Kdo snad mám v tomto směru mezery, nechť si urychleně doplní vzdělání, protože bouřky na moři se rozhodně neptají, jestli už jste na kursu z meteorologie byli nebo ne.

Bouřková oblačnost

Když to vezmeme stručně, tak narůstající oblačnost se za určitých podmínek může změnit v oblačnosti bouřkovou, vytvářející typy oblaků cumulonimbus případně nimbostratus. Jsou to obrovské mraky dosahující (v létě) výšky klidně patnáct kilometrů, přičemž jejich základna je velmi nízko. Při pozorování z dálky mívají charakteristickou „kovadlinu“, která vzniká tím, jak jejich horní část rozfoukává gradientní vítr ve velkých výškách. Je-li kovadlina symetrická, jde bouřka směrem k vám. Při pozorování takového mraku zblízka již samozřejmě nevidíte všechna jeho patra, ale velmi tmavou, prakticky černou základnu. Rozhodně se ale nezmýlíte, jde po vás bouřka.

Blesky

Bouřkovou oblačnost provází jev, kterého se lidstvo bojí již od pravěku. Blesk. Zabíjí, zapaluje. Však také nejstarší lidská božstva vládla blesky a hromy a byla neomylně umisťována na nebesa, případně na vysoké hory. Koneckonců, lidstvo si od nepaměti zbožsťuje to, čeho se bojí, a ani současnost není výjimkou. Ale zpátky k bleskům.

Bouřková oblačnost (fakticky nejde o mraky, ale dešťové kupy) obsahující velké množství srážek, které v mraku vertikálně cirkulují, se nabíjí elektrickým nábojem. V horní části mraků začne převažovat kladný náboj, v dolní části pak záporný náboj, případně naopak – jde tu prostě o separaci elektrického náboje. Při určité mezní hodnotě elektrického náboje začnou vznikat elektrické výboje, kterým se náboj vybíjí. Bouřka začala.

Nejčastěji se náboj vybíjí vůči jinému mraku – blesk tedy uhodí mezi dvěma mraky, respektive z kladně nabité části jednoho mraku do záporně nabité části druhého mraku, méně často se pak náboj mraků vybíjí proti zemi – blesk uhodí do země, respektive do moře. Jak mrak totiž postupuje, vzniká pod ním díky elektrické indukci opačný náboje, než má jeho základna. A když dojde k nárůstu náboje před kritickou mez, udeří blesk do země nebo do moře. Netřeba dodávat, že nebezpečný je právě tento druhý případ. Zejména proto, že nikdo neví, a ani dnešní fyzika to neví, kam blesk udeří.

95% výbojů je tzv. negativní blesk, který se vybíjí ze základny mraku do země. 5% pak jsou tzv. pozitivní blesky, které se uzemňují z vrcholu mraku. Jsou velmi silné, až desetkrát tolik než normální blesk a to znamená miliony voltů a desetitisíce ampér. A o už je tedy dílo. Protože se vybíjejí z vrcholu mraku, tedy z kovadliny, umí udeřit daleko před samotnou bouřkou – odtud asi rčení „blesk z čistéh nebe“.

Zatímco o mechanismu vzniku bouřkových mračen se ví docela dost, o blesku toho fyzika zas tolik neví. Blesk jako jev je totiž krajně obtížně zkoumatelný a jeho simulace v laboratorních podmínkách je značně nedostatečná. Jedná se zde o tak velké energie, že by se daná úloha dala řešit snad jen s pomocí jaderné energie a jak jistě uznáte, jsou věci se kterými by si lidstvo zahrávat nemělo. Nás jako jachtaře ale extrémně zajímá vznik blesku a jeho cesta k zemi – tedy k moři. Právě na konci té cesty je místo, kde necheme být. Bohužel, jak jsem psal, věda zatím nemá konečně odpovědi. Ale pár věcí se ví.

Vznik blesku

Celý jev „blýsknutí“ začíná tzv prvotním výbojem, který směřuje k zemi. Je relativně slabý, okem neviditelný a pohybuje se rychlostí cca 200 km/s. Jakmile se přiblíží k zemi, začne proti němu stoupat tzv. vstřícný náboj. Místo odkud tento vstřícný náboj stoupá, je cílová oblast. Jakmile se vstřícný náboj spojí s prvotním výbojem, vznikne kanál, kterým projde hlavní výboj, tedy blesk. Kanál má průměr kolem dvaceti centimetrů a obsahuje ionizovaný vzduch a plazmu o teplotě 30.000° C a tlaku  až 100x vyšším než je tlak atmosferický. Rychlost, jakou blesk kanálem projde, je stokrát vyšší než rychlost prvotního výboje. Právě prudké ohřátí vzduchu, který se velmi rychle rozpíná, je zodpovědné za akustický třesk, tedy hrom.

Kam blesk uhodí?

A tady fyzice dochází dech. Prostě se to neví. Ani hromosvod (tedy vlastně bleskosvod) není záchranou. Důkazem budiž i skutečnost, že vám klidně zkolaudují dům bez hromosvodu. Fyzika se tady zatím omezuje na konstatování, že blesk může uhodit kamkoliv s tím, že může, ale nemusí, preferovat vysoké objekty. Jinými slovy, běhat v bouřce po poli je nerozum, a stejně tak je nerozum nechat se chytit bouří na moři na plachetnici s vysokým stěžněm, pokud se tomu můžete vyhnout. Ale háček je v tom, že se tomu někdy vyhnout nelze.

Každá rada drahá

Nejlepší způsob, jak zamezit úderu blesku, je bouřce se vyhnout. Pokud už je nutné bouřce čelit, lépe se jí čelí v kryté maríně, kde se váš stěžeň schová mezi desítky dalších a vy tak lépe čelíte bouři ve smyslu hejna ryb čelících predátorovi – predátor prostě sežere jinou rybu než vás.

Jedním z tradujících se postupů je železný řetěz, omotaný okolo paty stěžně a spuštěný přes bok lodi do vody. Variantou je přichycení řetězu k vantům a taktéž jeho spuštění do vody. Toto opatření vychází z teorie, že „uzemnění“ stěžně způsobí, že blesk, když už do stěžně udeří, sjede po řetězu do vody. Bohužel, zatím nebyl popsán případ, který by tento závěr potvrdil. Proti této teorii navíc mluví teorie, že právě do uzemněného stěžně uhodí spíš. Tak si vyberte.

Stejně tak se říká, že je lepší, když je stěžeň pevně spojen s kýlem, než když je ukotven v patce na palubě. Proti mluví stejné námitky jako v minulém odstavci.

Zajímavý a subjektivně popsaný v praxi je způsob úpravy vrcholu stěžně tak, aby na něm nevznikl výše zmiňovaný vstřícný náboj. Prostředkem jak toho dosáhnout je tzv. bottle brush difuzer, tedy difuzér v podobě jakési štětky na mytí lahví, který by umístěný na vrcholu stěžně měl – a pravděpodobně i mohl – částečně zabránit vzniku vstřícného náboje a tím vzniku kanálu, kterým blesk udeří. Existují jachtařská svědectví, které potvrzují účinnost difuzéru, musí se však také brát s rezervou, protože to, že se něco nestalo (neudeřil blesk) neznamená důkaz, že to díky kartáči na stěžni. Jak říkám, výzkumu je prostě málo.

Co dále může udělat jachtař, když se v okolí sbírá bouřka? Blesk je eletrický výboj a jako takový je zdrojem i magnetického pole a to všechno umí zcela vyřadit elektronické přístroje. Piloti letadel o tom umí dlouze vyprávět. Proto je dobré pokusit se elektronické přístroje ochránit – a to jde na lodi jedním způsobem – ty přenosné vložit do faradyovy klece, kterou na lodi představuje plynová trouba. Může se vyplatit vložit do trouby ruční GPS, mobilní telefony, kamery, foťáky… blesk nemusí uhodit přímo do lodi, ale i obrovský výboj v okolí může elektroniku poškodit.

Zajímavou možností, jak dopředu zjistit oblast, kde hrozí nebezpečí bouřek – a pak se jí vyhnout – je zjistit si CAPE index (Convective Avaliable Potential Energy). Tento index popisuje míru potenciální energie ve vertikálním porudění v bouřkové oblasti. Čím je vyšší, tím vyšší je separace náboje v oblašnosti a tím vyšší je pravděpodobnost bouří s blesky. Má-li CAPE hodnotu pod 1000, je pravděpodobnost velmi nízká, hodnota 1000-2500 ukazuje střední hodnotu, 2500-3500 ukazuje na vysokou pravděpodobnost blesků, a hodnota CAPE přes 3500 ukazuje na extrémní možnost bouřky.

Hodnotu tohoto indexu udávají softwary poskytující předpovědi počasí – typicky data ZyGrib nebo PocketGrib (jak pro PC tak pro tablety Android i iOS poskytované zdarma nebo za minimální cenu) nebo webové stránky www.weatheronline.co.uk. Je to zajímavá možnost, kterou jsem objevil teprve nedávno a tak praktická zkušenost chybí. Zatím se můžete podívat, jak vypadá potenciál bouřek v Jižní Americe 21. prosince.

Co dodat. Bouřka na moři není žádný legrace a nebezpečí nelze podceňova, ale ani přeceňovat. Na silnici v autě vám hrozí daleko větší nebezpečí a ne od blesku, než na plachetnici. Nicméně důsledky úderu blesku mohou být devastující a i když lze úder blesku přežít, velmi snadno ho jde také nepřežít. Je to jev, kterým nám naše zeměkoule připomíná, že na leccos jsme prostě krátcí. Takže asi nejlepší rada, která se dá na závěr dát, je popřát vám, abyste nebyli v nepravý čas na nepravém místě.