l
Fakta om lyn
Selv i moderne tider opfattes lyn og torden af mange mennesker som noget mystisk, uforudsigeligt og skræmmende, og hvert år dræbes eller kvæstes mange mennesker og dyr, enten fordi de rammes direkte af lynene, eller fordi de udsættes for den indirekte virkning fra lyn, også ved lyn i bygninger og elektriske installationer. En del af disse ulykker sker på grund af uvidenhed om, hvorledes man forholder sig under et tordenvejr og manglende kendskab til, hvorledes man kan beskytte sig mod skader forårsaget af lynnedslag.
Lynhyppigheden er relativt lav i Danmark, med ca. 10 dage med torden om året, sammenlignet med andre geografiske områder, som f.eks. det sydlige Europa og landene omkring Middelhavet, hvor man regner med ca. 30 dage med torden om året. Statistisk set dræbes i Danmark to mennesker om året på grund af lyn, men hvis dette kunne undgås, er det to for mange.
Hvad er lynet og hvordan ser det ud? - Husker vi lidt fra fysiktimen?
Lynet er kun nogle få centimeter i diameter, men har en lysstyrke svarende til 1 million 100 Watts glødelamper pr. m. Temperaturen i lynet bliver op til 30.000 grader, og det får luften til at udvide sig eksplosionsagtigt, hvilket forårsager de kraftige tordenskrald. Strømstyrken i et lyn kan nå flere hundrede tusinde ampere, men da den stiger og falder igen inden for et par hundrede milliontedele af et sekund, er energien i lynstrømmen til jord meget begrænset, selv om effekten er stor.
De fleste lyn er en elektrisk strøm af negative ladninger fra sky til jord. Hvad øjet ikke ser, er en ladningsfyldt kanal, et såkaldt ”forlyn”, der på brøkdele af sekunder udvikler sig fra skyen mod jorden før den egentlige lynudladning. Fra jorden eller objekter på jordoverfladen udvikles der også små fangladninger mod skyen, og dette er i nogen grad med til at bestemme, hvor lynet rammer eller "slår ned". Når lynet udlades, tømmes kanalen for ladninger fra jorden mod skyen, hvilket får det til at se ud, som om lynet slår nede fra og op.
Hvordan opstår lyn?
Lynet dannes af den elektricitet, der oplades i de tordenskyer, der opstår under specielle vejrforhold, hvor en luftmasse med et vist indhold af vanddamp flyttes op i lufthavet og afkøles så hurtigt, at den frigjorte energi (varme) ved fortætningen forstærker opdriften i skyen. Man kan derfor sige, at solen er den egentlige energikilde. En sommerdags-tordensky kan være flere kilometer i omkreds, og i centrum af skyen er der meget kraftige opstigende vinde, der får skyen til at vokse til højder på over 10 km. Det er denne kraftige vind, der er med til at adskille positive og negative ladninger i skyen. Lynene er afladningen (strømmen gennem luften) mellem disse ladninger, de positive normalt øverst i skyen, og de negative normalt nederst i skyen, samt mellem disse ladninger og jorden. En sådan tordensky er normalt aktiv i højst en halv time, og der udlades i denne tid ca. 2 til 3 lyn pr. minut. Ud over sommerdags-tordenskyer, kan der også opstå tordenskyer ved mødet mellem lavtryk og højtryk, kaldet fronttordenvejr, samt ved bjergkamme hvor luften presses over. Tordenvejr kan derfor opstå hele året, hvis de rette vejrbetingelser og temperaturforskelle er til stede.
Hvilke lyntyper er der?
De fleste lyn er ”skylyn”,det vil sige udladninger mellem ladningerne i tordenskyen eller mellem flere tordenskyer. Lynnedslag er betegnelsen for en anden type lyn, ”sky-jordlyn”, som er udladninger mellem skyen og jorden. I gennemsnit er 90 % af lynnedslagene negative og 10 % af lynnedslagene positive. De positive lynnedslag er til gengæld i gennemsnit 10 gange kraftigere end de negative lyn, og kan derfor være meget ødelæggende for det de rammer.
Mere end 10 km høj og med negative ladninger i bunden; Det er den typiske sommerdags tordensky.
Hvor ofte slår lynet ned?
Antallet af tordenvejrs dage pr. år og antallet af lynnedslag pr. kvadratkilometer pr. år, er bestemt af vejrforholdene, og kan variere meget fra område til område og fra år til år. Lige som det lokalt kan regne mere eller mindre, kan tordenvejr og lynnedslag også variere meget lokalt. I Danmark har vi i gennemsnit ca. 10 dage om året med torden og i gennemsnit mindre end et lyn pr. km2 pr. år. Et landsdækkende automatisk lynlokaliseringssystem bruges i et samarbejde mellem bl.a. Dansk Metrologisk Institut, DTU og DEFU m.fl. til varsling, lokalisering, registrering, forskning og statistiske beregninger af strømstyrke, varighed og polaritet af de enkelte lynnedslag. Registreringen viser en meget stor variation i antallet af lynnedslag fra år til år, samt fra område til område. F.eks. blev der ved et tordenvejr på en enkelt dag i 1994 registreret flere lynnedslag end sammenlagt over de tre foregående år.
Man kan ikke forhindre lyn i at dannes, og man kan ikke forhindre lyn i at udlades og slå ned, men man kan med midler og viden beskytte mod den skadelige virkning fra lynet. Der er ingen bekræftet statistik over omfanget af lynskader i Danmark, men der er ikke tvivl om, at skaderne samlet er meget store, og at især de indirekte skader på følsomme elektroniske anlæg og installationer som følge af transiente overspændinger, tegner sig for størsteparten af skaderne, og at skaderne ofte får langt større økonomiske følgeomkostninger end blot erstatning af det ødelagte udstyr. Men mere herom senere.
Mere end 10 km høj og med negative ladninger i bunden; Det er den typiske sommerdags tordensky.
* Den første person, der fandt lighed mellem en udladning af statisk elektricitet i et laboratorium og lyn, var formentlig en fysiker og ingeniør ved navn Guericke, som eksperimenterede med gnidningselektricitet. Det var også ham, der opfandt og byggede den første elektrostatiske generator i 1670.
* I 1698 påstod Englænderen Wall, at hvis man bare gned et tilstrækkeligt stort stykke Rav ville det resultere i lyn som ved et rigtigt tordenvejr.
* I begyndelse af det 18. århundrede var der flere der fremsatte teorier om at lyn og torden var forårsaget af elektriske udladninger mellem sky og jord. Kendskabet til elektricitet var på dette tidspunkt meget ringe, men det var utrolig populært blandt lærde at eksperimentere med statisk frembragt elektricitet, og det gav en erfaringsviden om, at metaller var elektrisk ledende, og at andre materialer som f.eks. glas, porcelæn og visse tekstiler var elektrisk isolerende.
* I 1745 blev Leydner-flasken opfundet, og det var i princippet en simpel kondensator, der gjorde det muligt at lagre elektricitet.Da Benjamin Franklin hørte om denne opfindelse byggede han straks et større ”batteri” af Leydner-flasker sammen, og det lykkedes ham at frembringe så store gnister mellem to metaltråde der forbandt flaskerne, at han kunne smelte tynde metaltråde. Han demonstrerede også, at strømmen var stærk nok til at dræbe en kalkun.
* Forsøgene overbeviste Franklin om, at lynet fra en tordensky kunne opfattes som en meget kraftig elektrisk gnist mellem sky og jord, og det gav ham idéen med det berømte drageforsøg i juni 1752, hvor han satte en drage op mod en tordensky, og dermed kunne trække gnister fra en nøgle på dragesnoren via kroppen til jord. Et meget farligt forsøg, som han nok ikke havde udført, hvis han havde haft kendskab farligheden!
Selv om der på samme tidspunkt blev udført lignende forsøg, der alle viste at lynets natur var elektricitet, var det Franklins drageforsøg der blev mest kendt. Det vakte kolossal opsigt, og gjorde Franklin til æresdoktor ved flere universiteter og til medlem af det fornemme engelske "Videnskabernes Selskab".
* Franklin arbejdede videre med tanken om en lynafleder, som han beskriver som: metalliske stænger der strækker sig op fra bygningens højeste punkt og føres ned til jorden. Dette ville, mente Franklin, beskytte bygningen mod ødelæggelse, ved enten at skabe elektrisk ligevægt eller lede elektriciteten fra lynet gennem stangen ned i jorden uden at gøre skade. Allerede i 1753 blev den første lynafleder stillet op i Franklins hjemby Philadelphia. Ideen bredte sig hurtigt, snart var lynaflederen udbredt i Amerika, og Franklins ide blev yderlig populær og bekræftet da et lyn i 1760 slog direkte ned i en lynafleder ved nogle huse, uden at gøre mindste skade.
Franklin beskyttede og patentanmeldte ikke sin opfindelse ud fra det synspunkt at en sådan opfindelse, der var af interesse for det offentliges ve og vel, skulle være alles eje, en fremsynet og storsindet holdning, som kunne drage lære den dag i dag.
At opfindelsen af lynafledere vakte kolossal opsigt, skal ses i sammenhæng med datidens forhold, hvor bygningerne var meget mere brandfarlige, hvor slukningsmulighederne var ringe, og hvor man ikke kendte til forsikringer, som vi jo har i dag. Mange mennesker og dyr blev dræbt, og familier blev ruinerede og hjemløse efter lynnedslag og lynbrande. Der er gruopvækkende historiske beretninger om hele byer, der var lagt i aske med mange dødsofre efter lynnedslag.
Det var dog ikke uden betydelig modstand, at lynaflederen slog igennem og blev accepteret. Især fra religiøse kredse var der stor modstand, og argumentet var, at hvis man greb ind i gudernes straf, ville den ramme dobbelt på anden måde - uforståeligt for nutidens opfattelse, men nok forståeligt på det tidspunkt. En anden modstand var en opfattelse af, og ubegrundet frygt for, at lynaflederen ville tiltrække flere lyn, og dermed øge risikoen for skader. I øvrigt en opfattelse man stadig støder på den dag i dag, men som sagt helt ubegrundet.
Da lynaflederen noget senere slog igennem i Europa, blev den i Frankrig så populær, at det smittede af på moden. Der blev anbragt lynafleder på damehatte, med en metalsnor der slæbte efter damen hen af gaden, og der blev fremstillet paraplyer med indbygget lynafleder. Det slog dog aldrig helt igennem!
Franklins grundidé med lynaflederen, allerede 150 år før elektricitetens gennembrud som lys- og energikilde, var at opfange lynet og lede lynstrømmen (elektriciteten) til jorden uden om bygningen. Dette princip holder stadig den dag i dag, men hvor datidens lynafleder mest var baseret på empirisk viden og en meget begrænset eksperimentel og teoretisk viden, er nutidens lynbeskyttelse baseret på en langt større teoretisk viden og eksperimentel erfaring. (Se mere om lynbeskyttelse andetsteds på denne hjemmeside.)
Da elektriciteten som energikilde slog igennem og fik sin udbredelse i begyndelse af år 1900, blev det hurtigt klart, at der her var en personrisiko, direkte ved elektrisk stød og indirekte ved elbrande, og det blev derfor nødvendigt hurtigt at få indført nogle beskyttelses- og sikkerhedskrav til udførelsen af elforsyning og elinstallationer. Det blev også klart, at elforsyningen og elinstallationerne var en yderlig risiko i forbindelse med tordenvejr og lynnedslag. Der blev fra modstandernes side talt om, at med elforsyningen førte man nu lynene direkte ind i husene, og lidt sandhed var der i det.
Som afslutning på dette korte historiske resumé kan det nævnes, at der i konkurrencens hellige navn i tiden er blevet fremsat mange teorier og ideer om den rigtige lynafleders udformning og virkemåde, men til dato er der ingen videnskabelige eller eksperimentelt dokumenterede beviser på, at en speciel udformning eller konstruktion af indfangere med f.eks. ioniserende virkning, eller en speciel udformning, afstemning og dimensionering af jordelektroder, har nogen virkning for en lynbeskyttelses effektivitet.
Myter om lyn
Der findes mange myter omkring lyn og torden, som er svære at aflive. For eksempel at lyn tiltrækkes af høje ledende objekter som antennemaster og stålskorstene.
Men: Lynene udvikler sig blindt fra skyen mod jorden, det vil sige at lynet ikke ser, hvad der befinder sig på jorden, når det starter sin dannelse fra skyen. I sagens natur er det altid de højeste punkter, der først kommer nærmest på lynet, hvis det udvikler sig over sådanne. Derfor vil der være en statistisk større risiko for at høje objekter rammes, men man kan ikke sige, at de tiltrækker lynene. Lynet ser heller ikke, om et objekt er ledende eller ikke ledende, og undersøgelser viser, at risikoen for lyn er den samme, hvad enten det er en ledende eller ikke ledende konstruktion. Risikoen påvirkes heller ikke af, hvorvidt konstruktionen er ledende forbundet til jorden.