فرادرسبرخورد صاعقه با انسان چگونه اتفاق می افتد؟ — راهنمای علمی به زبان ساده
در این مطلب در مورد برخورد صاعقه با انسان و خطرات ناشی از آن صحبت می‌کنیم. صاعقه یکی از قوی‌ترین نیروهای موجود در طبیعت است. در این نوشتار علاوه بر اینکه بیان می‌کنیم که با برخورد صاعقه با انسان چه اتفاقی می‌افتد در مورد نکات ایمنی و مواردی که احتمال برخورد صاعقه با انسان را افزایش می‌دهد نیز سخن می‌گوییم. برای آشنایی بیشتر با پدیده آذرخش مطلب آذرخش و تخلیه الکتریکی | به زبان ساده را در مجله فرادرس بخوانید.
دلیل برخورد صاعقه با انسان چه چیز است؟
اگر تاکنون به این فکر کرده‌اید که توسط صاعقه مورد اصابت قرار می‌گیرید احتمالاً این گونه تصور می‌کنید که یک برق آسمانی از آسمان پایین می‌آید به شما برخورد می‌کند و تمام، شما مرده هستید! اما این گونه نیست و باید این موارد را نیز در نظر داشته باشید:
اولاً صاعقه بیش از این که انسان را بکشد، صدمه می‌زند. در حقیقت تقریباً 90 درصد از انسان‌هایی که صاعقه با آن‌ها برخورد کرده است زنده مانده‌اند اما اغلب با آسیب عصبی طولانی مدت دست و پنجه نرم می‌کنند این موضوع را دکتر مری آن کوپر، متخصص برجسته و مشهور در زمینه صدمات ناشی از صاعقه بیان می‌کند.
دوماً روشنایی که مستقیماً از آسمان به کسی برخورد می‌کند ضربه مستقیم نامیده می‌شود که تقریباً هرگز اتفاق نمی‌افتد، این موضوع را کارشناس هواشناسی شرکت وایزالا در توسان، آریزونا که موسسه ملی صاعقه را در آمریکا مدیریت می‌کند بیان کرده است.
احتمالاً شنیده‌اید که نوری که به یک ساختمان برخورد می‌کند می‌تواند به سیم یا لوله‌های آب وارد شود و در نتیجه کسی که از طریق سیم با تلفن صحبت می‌کند یا در حال دوش گرفتن است را بکشد. این اتفاق ممکن است رخ دهد اما بر اساس آمار احتمال بروز آن مانند روشنایی که مستقیماً از آسمان به افراد برخورد کند نادر است. در حقیقت برخوردهای صاعقه به صورت مستقیم و تماسی تنها $$3-5\%$$ از مرگ و صدمات ناشی از صاعقه را به خود اختصاص داده است.
هنگامی که یک ضربه صاعقه حاوی جریانی تقریباً برابر با 20,000 آمپر یا بیشتر، به زمین برخورد کند، تمام این جریان فقط در زمین ناپدید نمی‌شود. این ولتاژ به عنوان یک جریان بالقوه کشنده در زمین پخش می‌شود که ولتاژ آن با فاصله از محل برخورد کم می‌شود. چنین جریاناتی بزرگترین خطر صاعقه یا آذرخش است زیرا در مناطق وسیعی از دایره‌هایی که از آنجا صاعقه به زمین می‌رسد مانند پایین درختان تأثیر می‌گذارد.
تصاویر تحقیقاتی رعد و برق با سرعت بالا، قوس‌های جریان زمینی یا جرقه را تا فاصله 75 کیلومتر از محل برخورد صاعقه به زمین نشان داده است. اگر به صورت تصادفی در مکانی تحت تأثیر جریان زمینی رعد و برق ایستاده‌اید ، این جریان می‌تواند از طریق یک پای شما در بدن شما جریان یابد و منجر به توقف عملکرد قلب یا تنفس شما شود و از پای دیگر شما از بدنتان خارج شود. جریان‌های زمینی صاعقه به ویژه برای حیواناتی مانند گاو خطرناک است، زیرا جریان از کل بدن بین پاهای جلو و عقب عبور می‌کند. هرچه فاصله محل ورود و خروج جریان به بدن بیشتر باشد، آسیب جدی‌تر خواهد بود.
سومین دلیل شایع در مرگ و صدمات ناشی از صاعقه، اجسام بلند و رو به بالا هستند که به آن‌ها آنتن‌ها یا پخش کننده نیز گفته می‌شود که از اجسام بلند و زمین به سمت بالا هستند و صاعقه قبل از برخورد با زمین با این ابزار برخورد می‌کند. برای دیدن چگونگی عملکرد پخش کننده‌ها به صورت خلاصه نحوه عملکرد صاعقه با زمین را بررسی می‌کنیم.
تفاوت زیاد بین بار منفی ابر و بار مثبت در زمین باعث می‌شود که دماغه یا قسمت ابتدایی یک صاعقه دارای بار منفی شروع به حرکت زیگ زاگ به سمت زمین کند و در نتیجه مولکول‌های نیتروژن، اکسیژن و سایر گازها را به یون‌های مثبت و الکترون‌های منفی خرد و تبدیل کند. این پدیده یک مسیر هدایت الکتریکی در هوا ایجاد می‌کند زیرا در غیر این صورت هوا مقاومت الکتریکی بسیار بالایی دارد.
هنگامی که یک قسمت ابتدایی صاعقه به زمین نزدیک می‌شود، بار مثبت بسیاری از گیرنده‌ها و پخش کننده‌ها بیشتر از همه از مناطق مرتفع شروع به بالا رفتن می‌کنند. هنگامی که یک قسمت ابتدایی صاعقه و گیرنده متصل می‌شوند، یک جریان منفی عظیم از ابر به سمت زمین جریان می‌یابد. در همین حالت و در عین حال بار مثبت قسمت ابتدایی صاعقه فشرده شده و نوری را ایجاد می‌کند که به عنوان رعد و برق می‌بینیم.
بدین ترتیب اگر پخش کننده‌ای که به قسمت ابتدایی صاعقه متصل می‌شود به صورت تصادفی نزدیک به همان جایی باشد که شما ایستاده‌اید یا نشسته‌اید، صاعقه به صورت مستقیم به شما ضربه و آسیب می‌زند. اما با این حال احتمال اینکه یک پخش کننده نزدیک شما این اتصال را با جریان ابتدایی ناشی از ابر برقرار کند بسیار کم است.
با این وجود شما در خانه آزاد نیستید. حتی پخش کننده‌هایی که به جریان الکتریکی ناشی از ابر متصل نمی‌شوند می‌توانند چندین صد آمپر جریان را حمل کنند که این مقدار برای کشته شدن یا صدمه زدن به شما حتی اگر صاعقه به شما ضربه وارد نکرده باشد، کافی است.
و در نهایت باید اضافه کرده که قوانین ایمنی قدیمی را که توصیه می‌کند چمباتمه شوید یا از مکان‌های بلند دوری کنید را فراموش کنید، زیرا در این حالتها ممکن است از یک حمله مستقیم صاعقه محافظت شوید، اما این توصیه‌ها در جلوگیری از یک حمله از طریق جریان زمین یا از طریق پخش کننده‌ها جلوگیری نمی‌کند. اما تمام متخصصین صاعقه بر این مورد اتفاق نظر دارند که در زمان طوفان و صاعقه به مکان‌های سرپوشیده پناه ببرید و از ماشین‌های و لوله‌های فلزی دوری کنید.
قدرت یک صاعقه چه قدر است؟
پدیده صاعقه اگر چه فقط 0/1 تا 0/01 ثانیه دوام دارد، اما صاعقه‌ها در همین بازه کم مقداری انرژی بیشتر از 10 میلیون ولت را حمل می‌کنند. به بیان بهتر و برای مقایسه باید گفت یک خط ولتاژ بالا معمولاً 100,000 ولت یا بیشتر و یک پریز برق خانگی معمولی 110 ولت است. حداکثر دمای یک رعد و برق یا صاعقه 30,000 درجه در مقیاس کلوین یا تقریباً پنج برابر گرمتر از سطح خورشید است.
صدمات ناشی از صاعقه بر بدن انسان چگونه است؟
برخورد صاعقه با انسان بیش از 25 میلیون بار در کشوری مانند ایالات متحده اتفاق افتاده است و نیروی ناشی از صاعقه یا رعد و برق یکی از قوی‌ترین نیروها در طبیعت است. اما تخلیه این انرژی یکی از مخرب‌ترین پدیده‌های طبیعی نیز هست. اگر چه پدیده و صدمات ناشی از صاعقه کم است، اما کارولینای شمالی به عنوان یکی از خطرناک‌ترین ایالت‌های آمریکا از نظر تلفات ناشی از صاعقه شناخته می‌شود. این ایالت 15 کشته را در اثر صاعقه در آمارهای خود ثبت کرده که رتبه چهارم را از سال 2008 در این زمینه به خود اختصاص داده است. این داده‌ها و آمارها بر اساس داده‌های موجود در سازمان ملی هواشناسی آمریکا است.
«کریستوفر گریگز» (Christopher Griggs) که یک پزشک اورژانس است معتقد است برخورد صاعقه بر بدن انسان یک پدیده نادر اما بسیار خطرناک است. او می‌گوید هنگامی که برخورد صاعقه با بدن انسان را می‌بینیم، آسیب‌های ناشی از آن می‌توانند از سوختگی خفیف روی بدن تا آسیب به مغز و مرگ فرد متغیر باشند. شدت این آسیب‌ها بستگی به این موضوع دارد که چه قدر به صاعقه نزدیک بوده و در معرض برخورد آن باشید.
دکتر گریگز می‌گوید اگر برخورد صاعقه با انسان اتفاق افتد، می‌تواند باعث ایست قلبی شود و این موضوع سبب می‌شود که گردش خون در بدن متوقف شده و این موضوع باعث آسیب مستقیم به مغز و سیستم عصبی می‌شود و فرد از این طریق مغز قادر به ارسال سیگنال‌های مناسب برای فرستادن دستور به اندام‌ها برای ادامه تنفس نیست.
آسیب‌های ناشی از برخورد صاعقه با انسان همچنین می‌تواند باعث خونریزی مغزی یا سکته مغزی و همچنین آسیب‌های بافتی و سوختگی‌های عمیق در بدن شود. دکتر گریگز می‌گوید بافت‌های نزدیک به استخوانها می‌تواند بیشترین و شدیدترین آسیب را ببیند زیرا استخوان‌های فرد مقاوم‌ترین قسمت بدن در برابر صاعقه است.
در برخورد صاعقه با انسان مطمئناً آسیب‌های عصبی و عضلانی نیز می‌تواند بقیه زندگی فرد را تحت تأثیر قرار دهد. کسانی که از آسیب عضلانی رنج می‌برند، در معرض ابتلا به رابدومیولیز قرار دارند، وضعیتی که در آن عضله فرد شروع به شکستن می‌کند و در نتیجه پروتئین سمی در جریان خون جاری شده و به طور بالقوه باعث آسیب به کلیه فرد می‌شود.
اما حتی اگر در نزدیکی محل صاعقه باشید، باز هم می‌توانید صدمه و آسیب ببینید و آن را تجربه کنید. پارگی پرده‌های گوش می‌تواند از طریق امواج صوتی رعد و برق ایجاد شده توسط صاعقه در نزدیکی فرد رخ دهد. همچنین سوختگی‌های جزئی و آسیب به سیستم عصبی نیز می‌تواند از طریق یک صاعقه به صورت غیر مستقیم، جایی که بدن فقط در معرض کسری از انرژی رعد و برق است، رخ دهد.
دکتر گریگ می‌گوید میزان صدمات به صورت مستقیم با انرژی رعد و برق وابسته است. یک شخص می‌تواند از یک حمله مستقیم برخورد صاعقه با انسان زنده بماند که این موضوع کاملاً به میزان انرژی که در بدن جریان می‌یابد و اندام‌هایی که تحت تأثیر صاعقه قرار می‌گیرند، بستگی دارد.
اگر شاهد برخورد صاعقه با انسان بودیم چه کنیم؟
اگر شما شاهد برخورد صاعقه با انسان بودید سریعاً با اورژانس تماس بگیرید. پس از اینکه صاعقه با کسی برخورد کند (مگر اینکه هنوز یک سانحه هوایی دیگر در راه باشد) هیچ تهدیدی برای افرادی که در اطراف فرد هستند، وجود ندارد.
در صورتی که گروهی از مردم دچار صاعقه شده‌اند و شما شاهد یک حادثه تلفات جمعی بودید، اگر آموزش‌های احیای قلبی و CPR را بلد هستید به گفته پزشکان ابتدا این احیا را برای کسانی که به نظر می‌رسد مرده‌اند انجام دهید.
معمولاً در یک حادثه جانی گسترده عادی، متخصصان پزشکی معمولاً اول افراد زنده را در اولویت قرار می‌دهند که این موضوع به دلیل کمبود منابع پزشکی و دارویی است. با این حال در برخورد صاعقه با انسان ها به صورت دسته جمعی، کسانی که به نظر می‌رسد مرده‌اند یعنی بدون نبض و تنفس هستند، اگر CPR سریع و با کیفیت بالا دریافت کنند هنوز شانس زنده ماندن دارند. در صورت در دسترس بودن تجهیزات پزشکی، می‌توان از دفیبریلاتور خارجی خودکار (AED) برای درمان آریتمی‌هایی که می‌توانند در اثر برخورد صاعقه به وجود آیند استفاده شود.
بهترین راه در امان ماندن از برخورد صاعقه با انسان چیست؟
بهترین راه برای ایمن ماندن برخورد صاعقه با انسان این است که در خانه بمانید. پزشکان معتقدند که یک فضای محدود، مکانی با دیوار و سقف، مانند یک ساختمان یا خانه در اطراف خود پیدا کنید.اگر در فضای باز هستید و به ساختمانی دسترسی ندارید، سعی کنید جایی مانند آلاچیق‌ها در پارک‌ها را پیدا کنید، این مکان‌ها از ایستادن زیر درخت یا چادر ایمن‌تر است. همچنین زمانی که در یک ساختمان هستید از پنجره‌ها و مسیرهای خروجی دور بایستید.
صاعقه عموماً به اجسام بلند برخورد می‌کند، بنابراین از ایستادن در کنار جسم بلند مانند درختان خودداری کنید. اگر در جنگل هستید، بهتر است تا آنجا که ممکن است از درختان دور باشید. اگر در زمینی باز و با درختان پراکنده هستید و پناهگاهی پیدا نکردید بهتر است روی زمین و دور از درختان بنشینید. اجسام داخل آب مکان‌های خطرناکی در طوفان‌های صاعقه‌ای هستند. دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و خلیج ها می‌توانند به عنوان رسانا عمل کنند و اگر در آب بایستید می‌توانید صاعقه را به صورت غیرمستقیم دریافت کنید.
گاهی اوقات بیشترین خطر ممکن است برای کسانی باشد که بیرون از خانه و زیر طوفان قرار دارند. ممکن است احساس امنیت کاذب داشته باشید زیرا باران شروع نشده است و ابرها بسیار دور هستند، اما رعد و برق اغلب می‌تواند هسته اصلی طوفان باشد و مکان‌هایی را تا 15 کیلومتر دورتر را مورد تاثیر قرار دهد.
در مورد کسانی که به اندازه کافی بدشانس بوده‌اند که صاعقه بیش از یک بار به آن‌ها اصابت کرده است، دکتر گریگ می‌گوید نمی‌توان گفت که آن‌ها طلسم شده یا چیزی شبیه به این موارد هستند، آن‌ها فقط بی احتیاط بوده و موارد ایمنی را در این مورد رعایت نکرده‌اند. همچنین این اتفاق برای آن‌ها را نمی‌توان به حساب بدشانسی گذاشت، فقط رفتار غیرمحتاطانه آن‌ها است که باعث شده در زمان طوفان در خارج از خانه باشند و صاعقه با آن‌ها برخورد کند.
آمار قربانیان ناشی از برخورد صاعقه چه قدر است؟
صاعقه یکی از مهمترین دلایل تلفات ناشی از آب و هوا است. اما احتمال برخورد صاعقه در یک سال خاص فقط حدود 1 در 500،000 است. با این حال برخی از عوامل می‌توانند یک محدوده یا ناحیه را بیشتر در معرض خطر قرار دهند. تفاوت‌های منطقه‌ای، فصلی و شغلی بر خطر آسیب دیدگی شما در اثر صاعقه تأثیر می‌گذارد. در ادامه دلایل و این تفاوت‌ها را توضیح می‌دهیم.
تفاوت‌های منطقه‌ای
اگرچه رعد و برق برای مثال در تمام مناطق ایالات متحده تأثیر می‌گذارد، اما ایالت‌های جنوب شرقی بیشتر در معرض خطر هستند. رعد و برق به طور کلی از جنوب شرقی به شمال غربی کاهش می‌یابد، به استثنای چند مکان مانند کوه‌های راکی، که توپوگرافی آن‌ها باعث ایجاد رعد و برق منظم در طول تابستان می‌شود. آلاباما، کلرادو، فلوریدا، جورجیا، میسوری، نیوجرسی، کارولینای شمالی، اوهایو، پنسیلوانیا و تگزاس بیشترین مرگ و جراحات را در اثر برخورد صاعقه با انسان دارند. فلوریدا با بیش از 2000 مصدومیت صاعقه در 50 سال گذشته، پایتخت صاعقه این کشور در نظر گرفته شده است. شاید جالب باشد که بدانید رعد و برق توانایی ارسال برق از طریق لوله‌های فلزی مورد استفاده برای لوله کشی، سیم‌های برق مانند تلفن و آرماتورهای فلزی را به کف و دیوارهای بتونی دارد.
تفاوت‌های فصلی
صاعقه می‌تواند در هر زمان از سال رخ دهد، اما تلفات صاعقه در تابستان بیشترین است. جولای به طور کلی ماهی با بیشترین رعد و برق است. صاعقه اغلب در بعد از ظهر رخ می‌دهد. در حقیقت، دو سوم کل تلفات صاعقه‌ای بین ظهر تا 6 عصر رخ می‌دهد.
تفاوت‌های شغلی
صاعقه غالباً به افرادی که در خارج از منزل کار می‌کنند یا به فعالیت‌های تفریحی در فضای باز می‌پردازند ضربه می‌زند. بیش از یک سوم مرگ در اثر صاعقه در مزارع رخ می‌دهد. دیگر مکان‌های معمول ناشی از خطرات صاعقه مکان‌های صنعتی و اقامتگاه‌های خصوصی هستند. ساخت و ساز و حمل و نقل مواد مانند بارگیری و تخلیه دو مورد از رایج‌ترین فعالیت‌های مربوط به کار هستند که در آن خطر برخورد صاعقه با انسان افزایش می‌یابد. اکثر حملات صاعقه‌ای مربوط به کار در فلوریدا و تگزاس، دو ایالت که مرگ و جراحات فصلی در آن زیاد است، رخ می‌دهد. اخیراً در شهرستان داراب دختر 16 ساله‌ای که با خانواده خود در زمین کشاورزی مشغول کار بود با برخورد صاعقه کشته شد و در این حادثه برادر 18 ساله او زخمی شد. این بیانی دیگر از تفاوت‌های شغلی در احتمال برخورد صاعقه با انسان است.
موارد دیگر
- مردها پنج برابر بیشتر از خانم‌ها دچار صاعقه می شوند. حدود $$85\ %$$ از مرگ و میر ناشی از صاعقه متعلق به مردان است.
- افراد 15 تا 34 ساله تقریبا نیمی از قربانیان صاعقه را تشکیل می‌دهند یعنی $$41\%$$. اکثر مرگ‌های مربوط به صاعقه یعنی $$89\%$$ در میان سفیدپوستان اتفاق می‌افتد.
- حدود یک سوم صدمات ناشی از صاعقه یعنی $$32\%$$ برای افرادی که در داخل منزل هستند رخ می‌دهد.
فیلم برخورد صاعقه با انسان
در دو فیلم کوتاه زیر برخورد صاعقه با انسان را می‌بینید. در ویدیوی اول فیلم مردی را می‌بینید که در زیر باران با چتر در حال قدم زدن است اما صاعقه با او اصابت می‌کند در ویدیوی دوم نیز چهار مرد را می‌بینید که به دلیل طوفان در زیر یک درخت پناه می‌گیرند اما صاعقه با درخت برخورد کرده و آسیب می‌بینند.
هشدار: ویدیوی دوم و برخورد صاعقه با افراد زیر درخت ممکن است کمی دلخراش باشد.
ویدیوی دوم مربوط به کشور هندوستان است و در مارچ سال 2021 رخ داده است.
برخورد صاعقه با آب و برج ایفل
در ادامه و در این قسمت یک فیلم کوتاه از برخورد صاعقه با یک دریاچه را خواهید دید. همان طور که گفته شد در زمان صاعقه اجسام روی آب احتمال زیادی دارد که با برخورد صاعقه رو به رو شوند زیرا آب مانند رسانا عمل می‌کند اما ماهی‌ها و اجسامی که در اعماق آب هستند متوجه خطری نخواهند شد. این ویدیوی کوتاه مربوط به سال 2017 است.
در ویدیوی زیر نیز برخورد صاعقه با برج ایفل در پاریس را خواهید دید. همان طور که گفته شد اجسام بلند پتانسیل بیشتری دارند تا صاعقه با آن‌ها برخورد کند.
جمع‌بندی
در این مطلب در مورد برخورد صاعقه با انسان توضیح دادیم. همچنین در مورد اینکه در هنگام برخورد صاعقه با انسان چه اتفاقاتی در بدن فرد رخ می‌دهد و فرد ناظر به عنوان کسی که شاهد این ماجرا است چه وظایفی بر عهده دارد صحبت کردیم. به علاوه در مورد نکات ایمنی که در زمان طوفان بهتر است انجام دهید نیز مطالبی بیان شد.
