Negatiivinen salama

Negatiivinen maasalama

Negatiivinen maasalama on salamatyypeistä kaikkein kuvauksellisin, sillä siihen liittyy esisalaman voimakasta polveilua ja haaroittumista ja nimensä mukaisesti se iskee ukkospilven alemmassa puoliskossa olevan negatiivisen varauskeskuksen ja maankamaran välillä, eikä siis jää piiloon pilven suojiin. Suomessa kaikista salamoista noin kolmannes on maasalamoita.

Negatiivinen maasalama alkaa heikolla ns. esisalamalla, joka etenee ukkospilven alemman puoliskon negatiiviselta varausalueelta kohti maata nykäyksittäisinä n. 25m pitkinä polveilevina ja voimakkaasti haaroittuvina askelina. Esisalama etenee suhteellisen hitaasti, vain n. 500km/s. Askelten välissä on n. 50 mikrosekunnin tauko.

Kun esisalama on edennyt n. 50 metrin päähän maasta, nousee maasta ns. vastasalama. Esisalaman ja vastasalaman yhtymäkohdasta nousee ylöspäin voimakas virtapiikki, ns. pääsalama, jonka nopeus on n. 100000km/s ja kesto joitakin kymmeniä mikrosekunteja.

Noin puolessa tapauksista salama päättyy tähän, mutta toisinaan tapahtumaketju jatkuu pilvestä maahan syöksyvällä nuolisalamalla, joka on eräänlainen uusi esisalama, joka uudelleenaktivoi purkauskanavan. Nuolisalaman pituus on n. 50m ja nopeus n. 2000km/s. Nuolisalaman syntyyn liittyy pilven negatiivisessa varauskeskuksessa tapahtuva voimakkaasti haaroittuva ns. latvapurkaus.

Nuoli- ja pääsalamat kulkevat ainoastaan yhdessä ja samassa purkauskanavassa. Esisalaman ylimääräiset haarat sammuvat pois. Pääsalaman purkauskanava on monin verroin esisalaman haaroja kirkkaampi. Siksi onkin hyvin vaikeaa valottaa kuva niin, että sekä pääkanava että esipurkauskanavan haarat olisivat kuvassa parhaimmilllan. Taipumuksena on, että jos pienellä aukolla saa valotettua pääkanavan sopivasti, jäävät haarat alivalottuneiksi. Jos haarat saa valotettua sopivasti isommalla aukolla, pääkanava palaa kuvassa puhki.

Purkauskanavassa tapahtuvat peräkkäiset toistuvat nuolisalama-/pääsalamapurkaukset tunnetaan ns. salaman kerrannaisuutena. Kerrannaisuus voidaan nähdä salaman välkkymisenä. Kerrannaisten aikaväli on n. 50 millisekuntia, tai 150 millisekuntia jos kerrannaisten välillä kanavassa säilyy jatkuva virta.

Negatiivisista maasalamoista noin puolet on yksinkertaisia eli niissä ei tapahdu toistuvia peräkkäisiä purkauksia. Noin neljäsosa on kaksinkertaisia, noin yksi kahdeksasosa on kolminkertaisia jne. Yli kymmenkertaisia negatiivisia maasalamoita havaitaan Suomessa 10-20 vuosittain. Keskimääräinen kerrannaisuus on noin 2 tai vähän yli. Kerrannaisuus on vähäisintä kun salamointi on hajanaista eli kevään ja syksyn heikot ukkoset tai kesän aktiivisempien ukkosten alku- tai loppuvaiheessa. Vastaavasti kerrannaisuus on suurinta voimakkaan ukkosen aktiivisimmassa vaiheessa.

Negatiivisten maasalamoiden keskimääräinen huippuvirta on n. 30kA. Voikkaimpien negatiivisten maasalamoiden huippuvirta on n. 100kA.

Negatiivisen maasalaman kesto riippuu kerrannaisten määrästä, mutta on Suomessa keskimäärin n. 0,1s. Mitä useampia kerrannaisia ja mitä pidempi salaman kesto siis on, sitä helpompaa on saada kuvattua salama myös päivällä.