Piorun kulisty – czym jest i jak się zachować, gdy go zobaczysz?

Pioruny kuliste należą do najbardziej zagadkowych zjawisk atmosferycznych. Od wieków intrygują ludzi, budząc zachwyt, lęk i zdziwienie. Choć o ich występowaniu regularnie donosi się na całym świecie, naukowcy wciąż nie potrafią w pełni wyjaśnić, czym dokładnie są ani jak powstają. To fenomen, który fascynuje zarówno laików, jak i specjalistów zajmujących się fizyką, meteorologią i elektrotechniką.

Piorun kulisty to świecąca kula unosząca się w powietrzu, mająca średnicę od kilku centymetrów do nawet kilku metrów. Jej kolor jest bardzo zróżnicowany – od białego, przez żółty, pomarańczowy, niebieski, aż po czerwony. Jasność tego zjawiska bywa porównywana do reflektora samochodowego, choć czasem przewyższa jego intensywność. Świetlista kula może poruszać się powoli lub nagle przyspieszać, zmieniać kierunek, a czasami nawet wpadać do budynków przez otwarte okna lub drzwi. Większość obserwacji pochodzi z okresu burz, ale uwaga... zdarzają się także relacje z bezchmurnych dni!

Dokładna temperatura pioruna kulistego nie jest znana, ale według szacunków może sięgać od kilku tysięcy do nawet około miliona stopni Celsjusza. Taka rozpiętość wynika z różnic w wielkości kul, kolorze i energii. Niektóre modele matematyczne sugerują, że energia potrzebna do utrzymania się kuli w powietrzu wynosi nawet kilka megadżuli – co odpowiada energii eksplozji kilku kilogramów trotylu. Ta potencjalna moc tłumaczy, dlaczego pioruny kuliste są niebezpieczne: mogą uszkodzić budynki, powodować pożary i porażenia prądem.

Naukowcy przedstawili kilka hipotez. Jedna mówi o jonizacji powietrza w wyniku wyładowań atmosferycznych, która prowadzi do utworzenia kulistej plazmy. Inna sugeruje reakcje chemiczne między tlenkami azotu, siarki czy krzemu. Ciekawą teorią jest ta o oparach krzemu – według badań australijskiego fizyka Johna Abrahamsona pioruny kuliste powstają, gdy piorun uderza w glebę bogatą w krzem, a uwolnione opary zapalają się, tworząc świecącą kulę. Są też modele elektromagnetyczne, zakładające, że kulista forma wynika z zamknięcia energii w wirujących polach magnetycznych.

Choć relacji świadków są mnogie, naukowcom udało się zarejestrować zaledwie kilka wiarygodnych przypadków. Jeden z najważniejszych miał miejsce w Chinach w 2012 roku, kiedy to dzięki kamerze na podczerwień udało się uchwycić piorun kulisty podczas burzy. Dane te pozwoliły na pomiar prędkości, rozmiaru i składu chemicznego kuli. W laboratoriach podejmowano próby sztucznego odtworzenia zjawiska, m.in. przy użyciu mikrofal, ale efekty były krótkotrwałe. Piloci i astronauci (np. na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej) zgłaszali obserwacje piorunów kulistych, co dodatkowo potwierdza, że to zjawisko nie jest jedynie „legendą”.

Opowieści o piorunach kulistych wpadających do domów brzmią jak science fiction. Kula może eksplodować, wybijać szyby, uszkadzać meble, a nawet powodować pożary. W rzadkich przypadkach znika bez śladu, nie wyrządzając szkód. Niezależnie od scenariusza, zaleca się natychmiastowe oddalenie się od okien i drzwi, gdy zauważymy taki obiekt w pobliżu.

Choć pioruny kuliste są niezwykle rzadkie, warto wiedzieć, jak zareagować, gdybyśmy mieli z nimi kontakt. Najważniejsza zasada to zachowanie spokoju i unikanie zbliżania się do zjawiska. Jeśli zobaczysz świecącą kulę w pobliżu budynku:

• natychmiast oddal się od okien i drzwi;
• nie dotykaj metalowych przedmiotów ani instalacji elektrycznych;
• jeśli piorun kulisty jest w pomieszczeniu, nie próbuj go złapać ani przesuwać — odsuń się jak najdalej;
• jeżeli piorun kulisty znajduje się na zewnątrz, najlepiej obserwować go z bezpiecznej odległości, np. przez szybę, i nie wychodzić na dwór;
• w przypadku eksplozji lub pożaru natychmiast wezwij służby ratunkowe.

Pamiętaj, że zjawisko to jest nieprzewidywalne — najlepiej nie ryzykować i unikać jakiegokolwiek kontaktu.

Relacje o piorunach kulistych pojawiają się w kronikach od średniowiecza. Nikola Tesla pod koniec XIX wieku próbował stworzyć sztuczne pioruny kuliste, eksperymentując z wysokimi napięciami. Obecnie badania koncentrują się na obserwacjach w warunkach naturalnych oraz w laboratoriach, z wykorzystaniem czujników elektromagnetycznych i szybkich kamer. Najnowsze modele komputerowe sugerują, że pioruny kuliste mogą być lokalnymi koncentracjami energii plazmowej stabilizowanej przez otaczające pole magnetyczne.

Pioruny kuliste wciąż skrywają wiele tajemnic. Są nie tylko niezwykłym widowiskiem, ale też wyzwaniem naukowym. Choć najprawdopodobniej są zjawiskiem naturalnym, ich pełne zrozumienie wymaga jeszcze wielu lat badań. Każda nowa obserwacja przybliża nas jednak do rozwiązania tej zagadki.

• Cen J., Yuan P., Xue S., „Observation of the optical and spectral characteristics of ball lightning”, Scientific Reports, 2014.
• Stenhoff M., „Ball Lightning: An Unsolved Problem in Atmospheric Physics”, 1999.
• Abrahamson J., Dinniss J., „Ball lightning caused by oxidation of nanoparticle networks from normal lightning strikes on soil”, Nature, 2000.
• Google Scholar (hasło: ball lightning)
• BBC News, Smithsonian Magazine, National Geographic (wyszukaj: ball lightning)