Įžanga
Žaibas – natūrali gamtinė elektros iškrova, įvykstanti audros metu. Matomą žybsnį lydi trenksmas ir elektromagnetinis spinduliavimas. Žaibo garsą sukelia jo kelyje greitai besiplečianti įkaitusi plazma.
Žaibas gali trenkti iš vieno debesies į kitą arba iš debesies į žemę. Žaibai gali susidaryti ir didelio miško gaisro ar ugnikalnio išsiveržimo metu atsiradusiuose dulkių debesyse.
Žaibą sukelia debesų elektrinė poliarizacija, kurios metu apatinė debesies dalis įsielektrina neigiamai, o viršutinė – teigiamai. Formuojantis žaibui, iš debesies link žemės trenkia pirminė debesies iškrova, o jai priešpriešais – pirminė žemės iškrova. Šios iškrovos (jonizuoto oro takai), palyginus su vėlesniais reiškiniais, yra beveik nematomos. Joms susitikus, srovė daug kartų padidėja, ir trenkia antrinė, ryškiai matoma iškrova, kuri paprastai ir yra vadinama žaibu.
Dauguma (apie 95 %) žaibų yra vadinamieji neigiami žaibai, trenkiantys iš žemės atžvilgiu neigiamai įkrautos apatinės debesies dalies. Dauguma tokių žaibų trunka apie ketvirtį sekundės, įtampa juose siekia 100 megavoltų, elektros srovė – apie 60 – 170 kiloamperų. Pavyko užregistruoti net 290 kA. Vidutinio žaibo energija siekia apie 250 kW/h (900 MJ), išskiriama šviesos, šilumos ir garso pavidalu.
Žaibo viduje temperatūra apie penkis kartus aukštesnė nei Saulės paviršiuje. Jei žaibas trenkia į smėlį, šis išsilydo, suformuodamas „Perkūno strėles“ – fulguritus.
Labai retai (apie 5 % atvejų) pasitaiko teigiamas žaibas, trenkiantis iš aukščiau esančios žemės atžvilgiu teigiamai įkrautos debesies dalies. Tai daug stipresnis žaibas, kurio metu srovė siekia 300 kiloamperų (apie dešimt kartų daugiau) ir įtampa gali viršyti vieną gigavoltą (milijardą voltų). Teigiamas žaibas taip pat ir trunka daug ilgiau (iki keleto sekundžių). Teigiamo žaibo metu generuojamas stiprus labai žemo (3-30 Hz) ir žemo (3-30 kHz) dažnio radijo bangų spinduliavimas.
Teigiama žaibas gali trenkti net keleto kilometrų atstumu nuo debesies. Jis dažniau pasitaiko žiemos audrų metu ir labiau tikėtinas audros pabaigoje.
Lėktuvai yra patikimai apsaugoti nuo neigiamo žaibo smūgio, tačiau jie negali atlaikyti teigiamo žaibo, kuris yra sukėlęs bent dvi aviakatastrofas (1963 m. – keleivinio lėktuvo Boeing 707 ir 1999 m – sklandytuvo). Taip yra todėl, kad nustatant lėktuvų saugumo standartus apie teigiamus žaibus dar nieko nebuvo žinoma. Tačiau net ir paprastas žaibas į lėktuvą pataiko nedažnai.