Chaqmoq — atmosfera ichida momaqaldiroq vaqtida yuz beradigan elektr uchqun razryadi bo‘lib, u yorqin yorqin chaqnash (yorug‘lik) va unga hamrohlik qiluvchi momaqaldiroq (grom) tovushi bilan namoyon bo‘ladi. Chaqmoqlar Venera, Yupiter, Saturn, Uran va boshqa sayyoralarda ham kuzatiladi. Yerda chaqmoq razryadidagi tok odatda o‘rtacha 30 kA, ba’zida 200 kA gacha yetadi; kuchlanish — o‘nlab millionlardan bir milliard voltgacha bo‘lishi mumkin.
O‘rganilish tarixi
Qadimdan odamlar chaqmoqdan qo‘rqib, uni eng qudratli xudolarning quroli deb bilishgan: qadimgi yunonlarda Zevs, skandinavlar orasida Tor, slavyanlar orasida Perun. Chaqmoqdan halok bo‘lish ilohiy jazo sifatida talqin qilingan va undan saqlanish uchun turli marosimlar o‘tkazilgan. Antik davrdayoq ayrim qonuniyatlar sezilgan: masalan, Falеs alohida baland turgan inshootlarga chaqmoq tez-tez urishini qayd etgan. O‘rta asrlarda yog‘och shaharlarda chaqmoq ko‘pincha yong‘inlar keltirib chiqargan, shu bois «uylarni ibodatxonadan baland qurmaslik» qoidasiga amal qilingan; baland tepaliklarda joylashgan cherkovlar amalda «chaqmoq qaytargich» vazifasini bajargan.
Dengizchilik rivoji kuchliroq bo‘ronlar bilan to‘qnashishni, chaqmoqlarning kengliklar bo‘yicha notekis taqsimlanganini, yaqin zarbalarda kompas ignasi buzilishini, «Avliyo Elmo olovi» (St. Elmo’s fire) bo‘ron arafasida paydo bo‘lishini aniqlashga turtki berdi. XVII–XVIII asrlarda fizikadagi yutuqlar chaqmoq va elektr o‘rtasidagi bog‘liqlik haqidagi g‘oyani mustahkamladi (M. V. Lomonosov). Benjamin Franklin taklifi bilan o‘tkazilgan mashhur tajribada (1750) momaqaldiroq bulutidan elektr «olib tashlash» ko‘rsatib berildi (sharli uchuvchi o‘yinchoq — sharcha, «kite» bilan tajriba). XIX asr boshiga kelib, chaqmoqning elektr tabiati keng qabul qilindi.
Chaqmoq 1882 (Y) Fotosuratchi: Uilyam N. Jennings, 1882 yil
Birlamchi fotosuratlar: Tomas Martin Isterli (1847) — eng ilk ma’lum surat; Uilyam Nikolson Jennings (1882) — ilmiy maqsaddagi ilk surat; 1902 yilda Charlz Vernon Boyz maxsus fotoapparat yaratdi. 1989 yilda yuqori atmosfera chaqmoqlarining maxsus turlari — «elflar (Elves)» va «spraýtlar (sprites)», 1995 yilda esa «djetlar (jets)» ochildi. XX asr oxirida «qochuvchi elektronlarda proboy (runaway electrons breakdown)» hamda chaqmoq gamma-nurlanishi ta’siridagi «fotoyadroviy reaksiyalar (photoneuclear reactions)» kuzatildi. Chaqmoq fizikasi sun’iy yo‘ldoshlar orqali ham o‘rganiladi. (Bu bo‘limdagi ayrim dalillarga manbalar yetishmaydi — Vikipediya tavsiyasiga ko‘ra havolalar qo‘shilishi kerak.)
Turlari
Chaqmoq eng ko‘p «kumulonimbus» — kuchli yomg‘ir-yumaloq (kuchli konvektiv) bulutlarda yuz beradi; ba’zan «nimbostratus» (sloyi-yomg‘ir) bulutlarida ham, shuningdek vulqon otilishlari, tornadolar va chang bo‘ronlari davrida hosil bo‘lishi mumkin. Odatiy kuzatiladigan «chiziqli chaqmoq» — «elektrodsiz razryad» bo‘lib, u elektrodlar orasidagi yoyi razryadidan bir qator xossalari bilan farq qiladi (masalan, chaqmoq bir necha yuz metrdan qisqa bo‘lmaydi). Chaqmoq uchun bulutning nisbatan kichik (lekin ma’lum kritikdan kam bo‘lmagan) hajmida ~1 MV/m atrofida elektr maydon hosil bo‘lishi, bulutning sezilarli qismida esa boshlanib ketgan razryadni «ushlab turuvchi» o‘rtacha ~0,1–0,2 MV/m kuchlanishli maydon mavjud bo‘lishi kerak. Bulutdagi elektr energiya issiqlik, yorug‘lik va tovush energiyalariga aylanadi.
«Bulut–yer» chaqmog‘i
Jarayon bir necha bosqichdan iborat. Avval kritik maydonda havodagi erkin zaryadlar ta’sirida «urilish ionlanishi (impact ionization)» boshlanadi; keyin «kosmik nurlar (cosmic rays)» keltiradigan yuqori energiyali zarrachalar «qochuvchi elektronlarda proboy»ni qo‘zg‘atadi, natijada elektron lavinalari hosil bo‘ladi va ular «strimer» deb ataluvchi o‘tkazuvchi iplar (kanallar)ni hosil qiladi. Ular qo‘shilib, «pog‘onali lider» kanali yuzaga keladi. Lider yerga tomon o‘nlab metrlik «qadamlar» bilan ~50 000 km/s tezlikda siljiydi va qisqa pauzalar qiladi. Yer yuzasidagi chiqib turgan buyumlardan yuqoriga «javob strimeri» ko‘tarilib lider bilan tutashadi (shu xususiyat chaqmoq qaytargich — «molnieotvod» tamoyilining asosi). So‘ng iоnlangan kanal bo‘ylab pastdan yuqoriga «asosiy qaytish zarbasi» o‘tadi: toklar o‘n minglab—yuz minglab amper, tezlik avval ~100 000 km/s, oxirida ~10 000 km/s; kanalning harorati 20–30 ming °C gacha chiqadi, uzunligi 1–10 km, diametri bir necha sm. Uzoq davom etuvchi oqimlar yong‘inlar xavfini kuchaytiradi. Ko‘p chaqmoqlar bir necha marotaba «qaytish zarbalari» bilan ko‘rinadi; shamol kanalni siljitib «lentalı chaqmoq» effektini beradi.
Bulut ichidagi chaqmoqlar
Ko‘pincha faqat «lider» bosqichlari bilan cheklanadi; uzunligi 1 dan 150 km gacha. Ekvator tomon oshgan sari ulush ortadi: mo‘tadil kengliklarda ~0,5, ekvatorial mintaqada ~0,9. Chaqmoq o‘tishi elektr va magnit maydonlarda hamda radio nurlanishlarda (atmosferik signallar — «sferiklar (sferics)») o‘zgarishlar keltirib chiqaradi. Ob’ektga chaqmoq urish ehtimoli ob’ekt balandligi va tuproqning elektr o‘tkazuvchanligiga bog‘liq. Ba’zan chaqmoq «uzun metall tros» yoki kuchli zaryadlangan samolyot tomonidan «qo‘zg‘atilishi» mumkin.
Yuqori atmosferadagi chaqmoq hodisalari
Uchuvchi (yuqoriga yo‘naltirilgan) chaqnashlar stratosfera, mezosfera va termosferada kuzatiladi va «spraýt (sprite)», «djet (jet)» hamda «elf (Elves)»larga bo‘linadi. Ularning rangi va shakli balandlikka bog‘liq; odatdagi chaqmoqlardan farqli, ular ko‘pincha yorqin qizil yoki ko‘k bo‘ladi va ba’zan deyarli kosmos chegarasigacha cho‘ziladi.
Elflar (Elves) — diametri ~400 km bo‘lgan nihoyatda yirik, lekin xira «konus»simon chaqnashlar bo‘lib, bevosita bo‘ron bulutining yuqori qismidan paydo bo‘ladi; balandligi 100 km gacha, davomiyligi odatda 3–5 ms.
Djetlar (jets) — ko‘k «quvur–konus»simon oqimlar; balandligi 40–70 km (ionosfera pastki chegarasi), davomiyligi elflarnikidan uzunroq.
Spraýtlar (sprites) — deyarli har bir bo‘ronda 55–130 km balandliklarda paydo bo‘ladigan yuqoriga yo‘naltirilgan murakkab chaqnashlar; 1989 yilda tasodifan qayd etilgan, fizik tabiati hali to‘liq o‘rganilmagan.
«Yashil arvohlar» (green ghosts) — 2019 yil 25 mayda aniqlangan: katta qizil spraýtdan so‘ng bir necha soniya davomida ~90 km balandlikda qo‘zg‘algan kislorod atomlarining qisqa yashil porlashi sifatida kuzatiladi.
Chastota (takrorlanish darajasi)
Chaqmoqlar eng ko‘p tropiklarda uchraydi. Yerda chaqmoq zarbalari chastotasi sun’iy yo‘ldosh ma’lumotlariga ko‘ra o‘rtacha sekundiga 44 ± 5 (yiliga taxminan 1,4 milliard) ni tashkil etadi; ularning 75 % i «bulutlararo yoki bulut ichida», 25 % i — yerga uriladi. Eng ko‘p uchraydigan joylardan: Kifuka qishlog‘i (DRK, o‘rtacha 1 km² ga 158 zarba/yil), Venesueladagi Katatumbo, Singapur, Braziliyaning Teresina shahri, AQShning markaziy Floridadagi «Lightning Alley». Eng kuchli chaqmoqlar sahro qumlarida «fulguritlar»ni hosil qilishi mumkin.
Global chaqmoq chaqishi chastotasi (shkala har kvadrat kilometr uchun yiliga urishlar sonini ko'rsatadi)
Yer yuzi va undagi obyektlar bilan o‘zaro ta’sir
Zarba to‘lqini
Chaqmoq — ayrim jihatlari bo‘yicha portlash (detonatsiya)ga o‘xshash elektr «portlash» bo‘lib, yaqin atrofda xavfli urilish to‘lqinini hosil qiladi. Masalan, tokning 0,1 ms da 30 ming ampergacha keskin ortishi va kanal diametri 10 sm bo‘lganda taxminiy bosimlar: 5 sm masofada ~0,93 MPa; 0,5 m da ~0,025 MPa (zaif konstruksiyalarni buzishi va odamni jarohatlashi mumkin); 5 m da ~0,002 MPa (oynalarni sindirishi, quloqni vaqtincha kar qilishi mumkin). Uzoqroq masofada zarba to‘lqini «tovush to‘lqini» — momaqaldiroqqa aylanadi.
Odamlar va hayvonlar
Chaqmoq ochiq joylarda ayniqsa xavfli: tok eng kichik elektr qarshilik yo‘li bo‘ylab o‘tadi. Oddiy «chiziqli chaqmoq» binoning ichida hosil bo‘la olmaydi; ammo «sharsimon chaqmoq (ball lightning)» haqida u yoriqlar va derazalardan kirishi mumkin degan rivoyatlar mavjud. Jabrlanuvchida hushdan ketish, tirishish, nafas va yurak urishining to‘xtashi kuzatiladi; terida kirish–chiqish «tok belgilari» va «chaqmoq izlari» (Lixtenberg naqshlari) qolishi mumkin. Birinchi yordam va reanimatsiya (sun’iy nafas va yurak massaji) ko‘rsatilishi zarur, jabrlanuvchi shifoxonaga yotqizilishi kerak — yurak elektr faolligi buzilishlari xavfi bor. Statistikaga ko‘ra, dunyo bo‘yicha yillik o‘limlar soni ma’lumotlarga qarab 6 000 dan 24 000 gacha baholanadi; AQShda chaqmoq urganlarning ~9–10 % i vafot etadi (yiliga 40–50 kishi). Hayot davomida (80 yil) chaqmoq urishi ehtimoli ~1/12 000 deb baholanadi. Roy Sallivan yetti marta chaqmoq urgani bilan mashhur.
Daraxtlar
Baland yakkaxon daraxtlar chaqmoq uchun «nishon»dir; qadimiy daraxtlarda ko‘p «gromboyin» — chaqmoq yaralari izlari ko‘rinadi. Quruq daraxtlar ko‘pincha yonib ketadi. Chaqmoq tanasi bo‘ylab eng kichik qarshilik yo‘lidan o‘tadi, ajralgan issiqlik daraxtdagi suvni bug‘ga aylantirib po‘stloqni ko‘chirib yuboradi yoki tanani yorib yuboradi; keyingi mavsumlarda to‘qimalar tiklanishi mumkin. (Turga xos o‘ziga xosliklar ham rol o‘ynaydi.)
Yozgi momaqaldiroq paytida yashin urgan terak daraxti. Makeyevka, Ukraina, 2008 yilda suratga olingan.
Elektr jihozlari
Chaqmoq ko‘pincha temiryo‘l transformatorlari, baland binolar tomidagi TV va radio antennalariga, tarmoq uskunalariga zarar yetkazadi; yong‘in chaqirishi mumkin.
Aviatsiya
Ba’zan kuchli zaryadlangan samolyotlar bulutlarda razryad «qo‘zg‘atuvchi» omil bo‘lishi mumkin; aviatsiyada chaqmoqdan himoya va yerga ulash (bonding) choralari majburiy hisoblanadi (qarang: «Chaqmoq va aviatsiya» bo‘limi va tegishli manbalar).
Kema va flot
Yog‘och yelkanli kema davrida chaqmoq kemalar uchun o‘ta xavfli bo‘lgan: kema ko‘pincha yonib ketgan yoki vayron bo‘lgan, odamlar halok bo‘lgan. Qadimgi payvandlanmagan, «mixli» (klёpanıy) po‘lat korpuslar ham zaif bo‘lgan — choklarning yuqori qarshiligi mahalliy qizish, elektr yoyi, yong‘in va suv o‘tkazuvchanlikni kuchaytirgan. Hozirgi payvandlangan korpuslar tokni xavfsiz tarqatadi; ustki inshootlar korpusga ishonchli elektr ulab qo‘yiladi, chaqmoq qaytargichlar palubadagi odamlarni himoya qiladi — shu bois zamonaviy ustki kemalar uchun chaqmoq odatda xavfli emas.
Inson faoliyati chaqadigan chaqmoqlar
Kuchli yer usti yadroviy portlashlari yaqinida elektromagnit impuls ta’sirida chaqmoqqa o‘xshash razryadlar yuzaga kelishi mumkin; ular momaqaldiroq chaqmog‘idan farqli ravishda yerdan boshlanib yuqoriga yo‘naladi.
Binolarni himoya qilish
Bu bo‘lim hali yozilmagan. Albatta, Vikipediyani boyitishga yordam berishingiz mumkin (22 noyabr 2024).
Rekord chaqmoqlar
— Eng uzun chaqmoq: 2020 yil 29 aprel kuni Missisipi va Texas shtatlari chegarasida — Xyustondan Missisipi janubi-sharqigacha ~768 km (2018 yil 31 oktyabrda Argentinaning janubida qayd etilgan 709 km — avvalgi rekord).
— Eng uzoq davom etgan chaqmoq: 2020 yil 18 iyun, Argentina — 17,1 s (2019 yil 4 martdagi 16,73 s rekordidan oshdi).
— Eng katta potentsial farq: 2014 yilda bo‘ronda 1,3 GV.
— Eng kuchli chaqmoq faolligi: 2022 yil 15 yanvar, Xunga-Tonga–Xunga–Ha’apay vulqoni otilishi vaqtida daqiqasiga 2600+ chaqnash; shu vaqtda 20–30 km balandlikda eng baland optik chaqmoq qayd etildi.
