Popis zvláštních zimních blesků může přispět k prodloužení životnosti větrných elektráren

Lopatky větrných elektráren „vyrábějí“ za určitých podmínek zimní blesky. Tento dosud nezdokumentovaný typ výbojů popsal tým vědců vedený Martinem Kákonou z Ústavu jaderné fyziky Akademie věd ČR. Objev může přispět k lepšímu pochopení mechanismu vzniku blesků i k účinnější ochraně větrných elektráren před poškozením.

Za specifických zimních meteorologických podmínek mohou hrát větrné elektrárny významnou roli při vzniku dosud nepopsaného typu blesků.

„Vznik blesků je i přes téměř tři století výzkumu stále jednou z nevyřešených otázek atmosférické fyziky. Nově popsaný jev nabízí unikátní ‚přírodní laboratoř‘, kde můžeme blesky zkoumat. Studium těchto hraničních podmínek může pomoci pochopit mechanismus vzniku blesků obecně, nejen u větrných elektráren,“ říká hlavní autor studie Martin Kákona z Ústavu jaderné fyziky AV ČR. Na výzkumu spolupracoval s odborníky z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR a s amatérskými pozorovateli ze sdružení Czech Thunderstorm Research Association, známého také jako Lovci bouřek.

Lepší porozumění tomuto jevu může pomoci zpřesnit hodnocení rizik zásahu bleskem a přispět k vývoji účinnější ochrany větrných elektráren. Výsledky práce vědců i amatérů publikoval významný mezinárodní časopis Atmospheric Research.

Nový typ zimních blesků

K objevu zásadně přispěl dlouhodobý výzkum ionizujícího záření vznikajícího v bouřkových oblacích. Na neobvyklé zimní blesky v okolí větrných parků upozornili již v letech 2018–2019 amatérští pozorovatelé ze sdružení Czech Thunderstorm Research Association. Jev bylo možné systematicky analyzovat od roku 2021 teprve díky dostupnosti dat z celosvětové dobrovolnické detekční sítě pro sledování blesků a bouřek v reálném čase Blitzortung.

Vědci následně vyhodnotili čtyři roky měření z let 2021–2024 a tato data doplnili záznamy z globální pozemní sítě pro detekci blesků ENTLN (Earth Networks Total Lightning Network), radarovými snímky Českého hydrometeorologického ústavu a měřeními elektrického pole. Identifikovali tak opakující se jev, který označili jako SWAL (Seasonal Wind Turbine-Associated Lightning) – sezonní blesky spojené s větrnými elektrárnami. Podle autorů jde o první systematický popis tohoto typu blesků ve vědecké literatuře.

SWAL blesky mají několik společných charakteristik: vznikají téměř výhradně v bezprostřední blízkosti větrných elektráren, mají zápornou polaritu a objevují se při zimních situacích s teplotami těsně nad bodem mrazu během přechodu oblaků se silným záporným elektrickým nábojem.

Data pro výzkum kromě jiného poskytl Ústav fyziky atmosféry AV ČR. Vědci z ústavu zároveň prováděli analýzu meteorologických podmínek, při kterých vznikaly elektrické výboje. „Analyzovali jsme charakter oblačnosti, vertikální rozsah a teplotu. Dále jsme určovali typ hydrometeorů v různých částech oblaku,“ upřesnil Zbyněk Sokol z Ústavu fyziky atmosféry Akademie věd ČR zabývající se modelováním elektrického pole v oblačnosti.

Přínos pro vědu i energetiku

Lepší pochopení mechanismu vzniku těchto zimních blesků může v budoucnu přispět k účinnější ochraně větrných elektráren před poškozením způsobeným zásahy blesku.

„Původně šlo o základní výzkum, který ale může mít nečekaně rozsáhlé praktické důsledky. Dřívější práce totiž ukazují, že během přibližně dvacetileté životnosti větrné turbíny dochází v průměru ke dvěma až třem poškozením způsobeným zásahem blesku,“ doplňuje Ondřej Ploc, spoluautor studie a hlavní řešitel projektu CRREAT (Centrum výzkumu kosmického záření a radiačních jevů v atmosféře), v němž byl výzkum realizován.

Kontakt: Martin Kákona, Ústav jaderné fyziky AV ČR: kakona@ujf.cas.cz

O studii

Autoři: M. Kákona, R. Duspara, Z. Sokol, J. Popová, J. Chum, J. Šlégl, M. Sommer, M. Lužová, R. Dvořák, V. Hanousek, J. Kákona, A. Kostinsky, I. Ambrožová, O. Ploc

Časopis: Atmospheric Research (Elsevier), prestižní mezinárodní časopis v oboru atmosférických věd

Instituce: Ústav jaderné fyziky AV ČR, Ústav fyziky atmosféry AV ČR, České vysoké učení technické v Praze, Ústav teorie informace a automatizace AV ČR, Ústav experimentálnej fyziky SAV (Slovensko), Lawrence Berkeley National Laboratory (USA), Czech Thunderstorm Research Association

Odkaz na článek: sciencedirect.com/.../S0169809526004266

Přečtěte si také

• Vědci chtějí zachránit kriticky ohrožený sinokvět chrpovitý a obnovit vzácné písečné duny
• Vítejte na vojně! Provede vás jí výstava v Akademii věd
• Šlechta sehrála významnou roli v rozmachu fotografie
• Web Vlny veder nově informuje o tepelném stresu v okresních městech
• Tradiční záhumenky pomáhají ptákům přežít v intenzivní zemědělské krajině
• Kořeny rostou jinak, než vědci dosud předpokládali
• Zemětřesení na Kamčatce bylo „slyšet“ až ve výšce 340 kilometrů
• Elektrická pole jako fyzikální přepínač proteinů: vědci shrnují průlomový výzkum
• Invazní druhy ohrožují globální Jih výrazně více, než se dosud předpokládalo
• Prašnost v Evropě roste, potvrzuje studie v časopisu Nature