Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

Phần MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Khoa học chính là nguồn tri thức của nhân loại. Muốn lĩnh hội nguồn tri thức ấy
chúng ta cần đi nghiên cứu. Khi nghiên cứu một đề tài khoa học, tiêu chí lựa chọn của bạn
là gì?
Với tôi, tiêu chí đầu tiên chính là năng lực cá nhân và sở thích. Là sinh viên của Bộ
môn Sư phạm Vật lý năm tư nên đã được trang bị gần như đầy đủ những kiến thức vật lý
cơ bản, tôi thích khám phá những hiện tượng tự nhiên trên Trái Đất này như hiện tượng
cực quang, cầu vồng, mây dạ quang hay những hiện tượng núi lửa, sóng thần, động đất.
Tiêu chí thứ hai xuất phát từ nhu cầu ứng dụng của cá nhân. Trong chương III sách
giáo khoa Vật lý lớp 11 nâng cao, ứng dụng của hiện tượng tia lửa điện chính là sấm sét.
Đây là một hiện tượng tự nhiên rất quen thuộc nhưng lại khá lí thú. Nghiên cứu đề tài này,
tôi tự trang bị cho mình tri thức để có thể mang đến cho học sinh bài học có tính ứng dụng
cao, phù hợp với mục tiêu dạy học hiện nay. Bài học không chỉ là những kiến thức lý thuyết
trong sách vở, mà còn là sự vận dụng kiến thức đó vào thực tiễn.
Tiêu chí thứ ba xuất phát từ nhu cầu thực tế điều kiện tự nhiên của nước ta: Việt Nam
là nước nằm ở tâm going của châu Á – một nơi chịu nhiều ảnh hưởng của mưa bão và thiên
tai, có hoạt động giông sét mạnh, số ngày có giông trung bình ở Việt Nam khoảng l00 ngày
trong một năm và số giờ có giông trung bình khoảng 250 giờ một năm. Trong các cơn
giông, sấm sét cũng chính là một mối nguy hiểm lớn. Trung bình mỗi năm nước ta có hơn
hai triệu cú sét. Vì vậy sấm sét đã gây ra không ít thiệt hại về người, tài sản và các hoạt
động hằng ngày. Một trong những hoạt động bị ảnh hưởng không nhỏ bởi sấm sét chính là
vận tải và di chuyển bằng đường hàng không. Máy bay là mục tiêu thường xuyên của các
tia sét. Đã có rất nhiều những tai nạn đáng tiếc do máy bay bị sét đánh trúng ở nước ta lẫn
các nước trên thế giới, để lại những hậu quả thương tâm về con người. Tuy nhiên, việc tìm
hiểu nguyên nhân và các biện pháp phòng tránh sấm sét cho máy bay vẫn chưa được nghiên
cứu đúng mức và rộng rãi. Nó chỉ mới là nghiên cứu của ngành hàng không mà chúng ta

những người đang trực tiếp tham gia và sử dụng thì vẫn còn mơ hồ và chưa có một thái độ
đúng đắn, cũng như chưa có một cái nhìn chính xác và cụ thể để giữ an toàn cho mình và
những người xung quanh.
Từ những tiêu chí trên tôi quyết định đi nghiên cứu đề tài về sấm sét. Không chỉ dừng
lại nghiên cứu tổng quan về sấm sét như đặc điểm, tính chất, phân loại, tôi còn đi sâu vào
nghiên cứu những lợi ích, tác hại mà sấm sét gây ra. Từ đó tôi nghiên cứu kĩ cách phòng
chống nói chung và cho máy bay nói riêng. Vì vậy tên đề tài là:
“SÉT VÀ CHỐNG SÉT CHO MÁY BAY”

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

1

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Việc nghiên cứu sấm sét giúp chúng ta hiểu rõ hơn về bản chất của sấm sét. Thông
qua những hiểu biết giúp ta có cái nhìn đúng đắn, cách phòng chống sét và cách tự bảo vệ
bản thân và người khác khi thời tiết có sét xuất hiện.
Làm phong phú bài giảng cho học sinh.
Nắm được những thành tựu của con người trong công cuộc chinh phục sét.
Tìm hiểu được cấu tạo của máy bay. Lịch sử thiệt hại về người và của trong ngành
hàng không do sét gây ra. Từ đó, giúp ta hiểu hơn về sự phát triển vượt bậc và giúp con
người phòng chống sét trên máy bay.


3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài nghiên cứu chủ yếu là sét và cách phòng chống sét cho máy bay. Song bên
cạnh đó cũng tìm hiểu về cách bảo vệ con người trước sét và hiểm họa mà nó có thể gây
ra.
Do điều kiện thực tế về thời tiết, khí hậu nên đề tài chỉ nghiên cứu về mặt lý thuyết
thông qua Internet, sách, báo…

4. PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN THỰC HIỆN
Phân tích và tổng hợp tài liệu.

5. CÁC BƯỚC THỰC HIỆN
Nhận đề tài, xác định nhiệm vụ cần đạt được trong đề tài.
Nghiên cứu tài liệu và viết đề cương
Tồng hợp tài liệu, viết luận văn và trao đổi với giáo viên hướng dẫn
Nộp luận văn cho giáo viên, tham khảo, tiếp nhận và học tập ý kiến giáo viên và chỉnh
sửa
Hoàn thành luận văn
Báo cáo luận văn

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

2

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay


Phần NỘI DUNG
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ SÉT
1.1 SÉT
1.1.1 Sét là gì?
Sét hay tia sét là hiện tượng phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và đất hay
giữa các đám mây mang các điện tích khác dấu. Đôi khi sét còn xuất hiện trong các trận
phun trào núi lửa, bão bụi (cát) hay các đám cháy rừng lớn tạo ra khói dày đặc có khả năng
dẫn điện.

Hình 1.1: Sét lóe sáng trên bầu trời Belgrade, Serbia
Khi phóng điện trong khí quyển tia sét có thể di chuyển với tốc độ 10.000 m/s vì sét
là sự di chuyển của các ion nhưng hình ảnh của sét là do dòng plasma phát sáng tạo ra nên
có thể thấy nó trước khi nghe tiếng động vì tiếng động chỉ di chuyển với tốc độ 341,67 m/s
trong điều kiện bình thường của không khí còn ánh sáng đi được 299.792.458 m/s.
Sét đạt tới nhiệt độ 30.000°C gấp 20 lần nhiệt độ cần thiết để biến cát silica thành
thủy tinh (chỉ cần 1330°C để làm nóng chảy SiO2), những viên đá được tạo ra bởi sét đánh
vào cát gọi là fulgurite (thường nó có dạng hình ống do sét di chuyển vào lòng đất). Có
khoảng 16 triệu cơn giông mỗi năm.
Lý do sét hình thành và nguồn gốc của nó vẫn là một vần đề còn đang tranh luận. Các
nhà khoa học đã nghiên cứu các nguồn gốc khác nhau như gió, độ ẩm, ma sát và áp thấp
khí quyển cho đến ảnh hưởng của gió mặt trời và các hạt tích điện trong năng lượng mặt
trời.
GVHD: Hoàng Xuân Dinh

3

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp


Sét và chống sét cho máy bay

Khi hai đám mây tích điện trái dấu lại gần nhau, hiệu điện thế giữa chúng có thể lên
tới hàng triệu volt. Giữa hai đám mây có hiện tượng phóng tia lửa điện và ta trông thấy
một tia chớp, vài giây sau mới nghe thấy tiếng nổ, đó là “sấm”. Nếu có đám mây dông tích
điện đi gần mặt đất tới những khu vực trống trải, gặp một vật có độ cao như cây cối, người
cầm cuốc xẻng... thì sẽ có hiện tượng phóng tia lửa điện giữa đám mây và mặt đất. Đó là
hiện tượng sét đánh.

Hình 1.2: Ảnh chụp tại Singapore – một trong những trung tâm sét của thế giới.
1.1.2 Bản chất của hiện tượng sét
1.1.2.1 Một số khái niệm
Sự phóng điện tự lực: thực nghiệm đã chứng minh, trong chất khí, khi điện trường đủ
mạnh, hiệu điện thế đủ lớn thì dù có ngừng tác dụng của các tác nhân ion hóa, sự phóng
điện vẫn được duy trì.
Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí khi có tác dụng của
điện trường đủ mạnh để làm ion hóa không khí, biến phân tử khí trung hòa thành ion dương
và electron tự do.
Đặc điểm của tia lửa điện:
 Tia lửa điện thường kèm theo tiếng nổ trong không khí sinh ra ozon có mùi khét.
 Tia lửa điện không có hình dạng nhất định, thường là chùm tia ngoằn ngoèo, có nhiều
nhánh và có một nhánh sáng chính nhất định.
 Tia lửa điện không liên tục mà gián đoạn.
1.1.2.2 Bản chất của sét
Những luồng không khí nóng mang theo hơi nước bay lên đến một độ cao nào đấy
và nguội dần, lúc đó hơi nước tạo thành những giọt nước nhỏ hay gọi là tinh thể băng chúng
tích tụ trong không gian dưới dạng những đám mây. Trái đất càng bị nóng thì không khí
nóng càng bay lên cao hơn, mây càng dày hơn đến một lúc nào đó thì các tinh thể băng


GVHD: Hoàng Xuân Dinh

4

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

trong mây sẽ lớn dần và rơi xuống thành mưa. Mây càng dày thì màu của nó càng đen
hơn. Sự va chạm của các luồng khí nóng đi lên và các tinh thể băng đi xuống trong đám
mây sẽ làm xuất hiện các điện tích mà ta gọi là đám mây bị phân cực điện hay đám mây
tích điện. Các phần tử điện tích âm có khối lượng lớn nên nằm dưới đáy đám mây còn các
phần tử điện tích dương nhẹ hơn nên bị đẩy lên phần trên của đám mây.
Như vậy trong bản thân đám mây đã hình thành một điện trường cục bộ của một
lưỡng cực điện và dưới tác dụng của điện trường cục bộ này các phần tử sẽ di chuyển nhanh
hơn, điện tích được tạo ra nhiều hơn và điện trường càng mạnh hơn.Quá trình này tiếp diễn
cho đến lúc điện trường đạt giá trị tới hạn và gây ra phóng điện nội bộ trong đám mây mà
ta gọi là chớp.

Hình 1.3: Bản chất của sét
Ngoài ra khoảng không gian bên dưới đám mây thường có một lớp điện tích dương
gọi là điện tích không gian vì vậy giữa phần đáy đám mây mang điện âm và lớp điện tích
dương này lại hình thành một điện trường riêng và chính điện trường này làm phát sinh
một tia sét ban đầu gọi là dòng tiên đạo di chuyển xuống đất với tốc độ khoảng 150km/s.
Trong quá trình phát triển xuống đất, dòng tiên đạo mang theo một điện thế rất lớn sẽ ion
hóa lớp không khí trên đường đi của nó, nơi nào có cách điện không khí yếu thì dòng tiên
đạo sẽ phát triển về hướng đó vì vậy ta thấy dòng tia sét đi xuống không phải là đường

thẳng mà thường có dạng ngoằn ngoèo, phân nhánh. Ngoài ra do hiệu ứng cảm ứng điện
nên phần mặt đất nằm bên dưới đám mây dông sẽ mang một lượng điện dương. Lượng
điện này sẽ phân bố trên các vật có khả năng dẫn điện như nhà cửa, cây cối, công trình, trụ
điện, tháp anten,...vật nào dẫn điện càng tốt thì điện tích phân bố trên vật đó càng lớn và

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

5

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

điện trường của nó càng mạnh so với các vật xung quanh. Vì vậy, khi nó phát triển xuống
gần mặt đất thì nó sẽ chọn vật có điện trường mạnh nhất để đánh vào mà ta gọi là phóng
điện sét, nơi tiếp xúc của chúng gọi là kênh sét. Đây là thời điểm trao đổi điện tích giữa
đám mây và mặt đất được gọi là giai đoạn trung hòa điện tích, dòng điện trong kênh sét lúc
này rất lớn có thể đến 200kA nên bị nóng lên rất mạnh khoảng 20.0000C và do đó ta thấy
nó sáng chói lên (cũng được gọi là chớp). Dưới tác dụng của nhiệt độ này, lớp không khí
chung quanh sét bị dãn nở mạnh gây ra tiếng nổ lớn mà ta gọi là sấm. Do ánh sáng có vận
tốc lớn hàng triệu lần so với âm thanh nên ta thấy ánh chớp trước rồi sau đó một lúc mới
nghe thấy tiếng sấm.
1.1.3 Lịch sử nghiên cứu và quá trình chinh phục sét của con người
1.1.3.1 Lịch sử nghiên cứu
Để có thể nghiên cứu sét, không ít nhà khoa học đã từng thực hiện những thí nghiệm
hết sức nguy hiểm.
Benjamin Franklin (1706–1790) nhà khoa học nổi tiếng người Mỹ đã cố gắng kiểm

tra lý thuyết rằng các tia lửa tạo do sự phóng điện của các quả cầu thủy tinh khi quay cũng
giống như các tia sét bằng cách dựng lên một cái tháp có hình nón tại Philadelphia. Trong
lúc chờ đợi cái tháp được dựng xong ông nảy ra ý tưởng sử dụng một con diều. Trong cơn
dông tiếp theo đó vào tháng 6 năm 1752 ông đã cùng con trai của mình ra thử nghiệm. Ông
đã buộc một cái chìa khóa vào đoạn cuối của dây diều và cắm nó xuống đất (dây diều bằng
dây lụa loại vật liệu dẫn điện rất kém). Sau một hồi không có chuyện gì xảy ra ông thấy
sợi dây bị lỏng và đưa tay lại để buộc nó chặt hơn ngay lập tức một tia sét phan trúng con
diều (vì ông trở thành vật dẫn điện). Sống sót sau thí nghiệm này ông đã đưa ra kết luận
rằng sét chính là điện.

Hình 1.4: Bức ảnh về sét đầu tiên của Franklin

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

6

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

Franklin không phải là người duy nhất thí nghiệm với diều. Thomas-Francois
Dalibard cùng De Lors đã thực hiện cuộc thí nghiệm tương tự ở Marly-la-Ville tại Pháp
chỉ vài tuần trước thí nghiệm của Franklin. Trong cuốn tự truyện của mình (được viết vào
những năm 1771-1788 xuất bản năm 1790) Franklin đã tự nhận rằng ông đã thực hiện cuộc
thí nghiệm của mình sau những người Pháp chỉ vài tuần mà không hề biết về điều này trong
năm 1752.
Tin tức về cuộc thí nghiệm này lan rộng ra và những người khác bắt đầu thực hiện lại

nó. Tuy nhiên các cuộc thí nghiệm về sét rất nguy hiểm và đôi khi gây chết người. Một
trong những cái chết nổi tiếng nhất do bắt chước Franklin là của giáo sư Georg Richmann
tại Saint Petersburg, Nga. Ông đã tạo ra một hệ thống thu sét giống như của Franklin, ông
đã chạy về nhà khi nghe tiếng sấm lúc đang giảng bài tại học viện khoa học. Ông chạy về
với người thợ điêu khắc để có thể ghi lại sự kiện này. Ông đã đặc một quả bóng thủy tinh
lên một vòng kim loại gần như hoàn hảo cho một hệ thống thu lôi thời đó nhưng lại quên
gắn dây nối đất, kết quả theo báo cáo là khi sét đánh và chạy vào vòng kim loại và bao lấy
quả cầu thủy tinh nó tạo ra một cục sét hòn (do không thể chạy xuống đất một cách trực
tiếp) đã văng trúng đầu Georg Richmann và giết ông ngay lập tức.
Mặt dù các thí nghiệm của từ thời của Benjamin Franklin đã chỉ ra rằng sét là một sự
phóng điện, các lý thuyết tìm hiểu về sét rất ít được cập nhật (cụ thể tại sao nó hình thành)
trong 150 năm. Các nguồn động lực cho các nghiên cứu gần đây đến từ lĩnh vực kỹ thuật
điện. Các cột điện cao thế khi bắt đầu đưa vào phục vụ các kỹ sư cần biết sét nguy hiểm
đến mức nào để có thể bảo vệ các cột điện. Năm 1900, Nikola Tesla đã tạo ra sét nhân tạo
bằng một cuộn Telstra cùng các máy phát điện công xuất cao đủ để tạo ra sét đủ lớn để
xem.
1.1.3.2 Bước đầu chinh phục sét của con người
Từ những năm 1980 đã có nhiều nỗ lực để thu thập năng lượng từ sét. Khi mà chỉ cần
một tia sét cũng chứa một lượng lớn năng lượng, lượng năng lượng này tập trung vào một
điểm nhỏ và tồn tại trong thời gian rất ngắn (mili giây) do vậy năng lượng điện này cực

Hình 1.5: Bức ảnh tạo sét của Nikola Tesla.
GVHD: Hoàng Xuân Dinh

7

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp


Sét và chống sét cho máy bay

cao. Sức mạnh của sét được đề xuất là để tạo ra hydrogen từ nước rồi sử dụng lượng
hydrogen này trong khai thác nhiệt điện.
Công nghệ thu sét cần phải tuân theo qui tắc là có thể nắm bắt được các mức năng
lượng cao mà tia sét tạo ra. Theo các nhà vật lý Stephen Reucroft và John Swain của đại
học Northeastern thì một (chỉ một tia trong nhiều tia trên cùng một đường đi) tia sét chứa
khoảng vài triệu Jun chỉ đủ để một bóng đèn 100W sáng trong 5,5 giờ. Ngoài ra sét đánh
khá ngắt quãng, và rất khó để có thể chuyển một lượng điện thế cao thành điện thế thấp
trong khoảng thời gian ngắn để có thể tiến hành tích trữ.
Năm 2007, công ty Alternate Energy Holdings (AEH) chuyên tìm kiếm nguồn năng
lượng thay thế đã thử giữ năng lượng của một tia sét. Thiết kế của hệ thống đã được mua
từ một nhà phát minh tại Illinois tên Steve LeRoy người đã thắp sáng bóng đèn 60-watt
của mình trong vòng 20 phút với việc giữ năng lượng của sét nhân tạo. Theo thiết kế thì
một cái tháp sẽ được nối với hai nhánh một nhánh sẽ dẫn một lượng lớn năng lượng xuống
đất khi sét đánh và nhánh khác sẽ giữ lại và tích trữ những gì còn lại của lượng năng lượng
đó. Theo Donald Gillispie giám đốc điều hành của AEH thì "chúng tôi đã không thể làm
cho nó hoạt động", tuy nhiên có nói thêm "Nếu có đủ thời gian và tiền bạc thì có thể làm
cho hệ thống này trở nên quy mô hơn... đây không phải tà thuật, đây là toán học và khoa
học, hệ thống này sẽ hoạt động được".
Theo Tiến sĩ Martin A.Uman đồng giám đốc của phòng thí nghiệm Nghiên cứu sét
tại Đại học Florida và là một cơ quan hàng đầu về chống sét thì một tia sét (chỉ một tia
trong nhiều tia trên cùng một đường đi) ngoài việc rất nhanh và sáng thì nó chứa rất ít năng
lượng của đám mây, để thắp sáng 5 bóng đèn 100W trong vòng cả năm thì sẽ cần hàng
chục tháp thu lôi mà AEH sử dụng hiện tại. Khi trả lời phỏng vấn trên tờ The New York
Times ông đã mô tả một cơn dông là một trái bom hạt nhân khổng lồ nhưng việc thu nguồn
năng lượng ấy từ mặt đất là vô vọng.
Trên thực tế phương pháp thu thập sét dễ nhất mà không cần đợi sét đánh là cách mà
Franklin đã làm với con diều của mình, tuy nhiên để thu được năng lượng này cần một

công trình rất lớn cũng như khả năng điều phối dòng điện thế cao phải hiệu quả.
1.1.4 Một vài thông số về sét
 Điện thế của sự phóng điện: có thể từ vài chục tới vài trăm triệu volt.
 Cường độ dòng điện: 10A – 30kA
 Chiều dài của sét trung bình là 5km, có khi tới 10 km
 Vận tốc phóng điện: 15.000 – 36.000 km/s
 Đường kính tia sét: khoảng 40 – 50 cm, phần lõi tia sét khoảng 15 cm
 Nhiệt độ trong tia sét: 18.000 – 28.000oC
 Đường đi của những tia sét là không thẳng

1.2 PHÂN LOẠI SÉT
1.2.1 Từ mây xuống đất

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

8

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

Trong loại sét đánh xuống đất người ta phân chúng làm 2 loại: Sét âm và sét dương.
 Sét âm (90%) chủ yếu xuất hiện từ phía dưới đám mây đánh xuống đất.
Sét từ mây xuống đất là hiện tượng trao đổi điện tích giữa các đám mây tích điện và mặt
đất, các điện tích từ trong đám mây dịch chuyển xuống đất, thường xuyên xuất hiện, gây
thiệt hại về người và của nhiều nhất.
 Sét dương xuất hiện từ trên đỉnh các đám mây đánh xuống, xuất hiện bất ngờ đôi khi

rất nguy hiểm. Sét được hình thành từ các ion dương xuất hiện từ vùng đỉnh của tầng đối
lưu. Nó đánh vào các đám mây bên dưới hay đánh xuống đất nơi có các điện tích âm tăng
vọt bất thường. Quãng đường di chuyển của tia sét cực xa nên điện áp cao hơn 6 - 10 lần
di chuyển xa và lâu hơn các tia sét thông thường nên nó tạo ra một lượng lớn sóng ELF và
sóng vô tuyến (VLF). Nó thường xuất hiện trong các cơn bão tuyết, bão tuyết điện…

Hình 1.6: Sét dương đánh trúng căn hộ ở Mỹ
Vì đặc tính cũng như sức mạnh của chúng rất khó để có thể cảnh báo làm cho nó trở
nên nguy hiểm hơn. Cho đến thời điểm hiên tại, không một máy bay nào có thể tồn tại được
khi bị nó đánh trúng. Năm 1963, loại sét này bị tình nghi làm cho chiếc Boing 707 Pan Am
Flight 214 của Mỹ nổ tung và rơi xuống từng mảnh, không một ai sống sót sau tai nạn trên.
Sét dương có thể là nguồn gốc của các loại sét thượng tầng khí quyển. Thường xuất
hiện trong các cơn bão tuyết, bão tuyến điện, khoảng kết thúc của một cơn dông…
1.2.2 Từ đất lên mây
Được hình thành khi các dòng điện tích di chuyển giữa mặt đất và đám mây phía trên,
xuất hiện khá nhanh nhưng rất nhiều. Khi các ion âm từ các đám mây di chuyển xuống gần
mặt đất thì lúc này các ion dương có trong đất sẽ di chuyển đến những nơi cao để dễ dàng

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

9

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

phóng điện lên trên nối với dòng ion âm tạo ra tia sét. Nó thường đánh vào những nơi cao

hoặc những nơi dễ dẫn điện như: cây cao, cột cao thế, cột thu lôi…
1.2.3 Sét khô
Được tạo thành mà không cần độ ẩm. Do diễn ra sự đối lưu giữa các tầng khí quyển,
mang các ion dương di chuyển lên trên. Đồng thời các ion âm di chuyển xuống đất gây nên
sét. Xuất hiện trong các trận cháy rừng dữ dội hay do các cột tro núi lửa bốc lên cao.
1.2.4 Mây và mây
Là hiện tượng trao đổi điện tích giữa các đám mây với nhau. Xảy ra khi các đám mây
tích điện trái dấu di chuyển lại gần nhau. Tạo ra hiệu điện thế làm xuất hiện dòng dịch
chuyển các ion qua lại bên trong đám mây, chúng cố gắng tạo sự cân bằng bằng cách trao
đổi ion với nhau tạo thành sét. Đây là loại thường gặp nhất.

Hình 1.7: Sét mây và mây
1.2.5 Sét tên lửa
Là sự phóng điện giữa các đám mây với nhau, thường di chuyển theo chiều ngang,
có thể trông thấy tia sét bằng mắt thường, xuất hiện thường xuyên.
1.2.6 Sét thượng tầng khí quyển
Sét dị hình (Sprites): là một loại sét có quy mô rất lớn nó hình thành trên cả các đám
mây bão và mây dông dẫn đến việc nó có rất nhiều hình dạng khác nhau. Nó được kích

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

10

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay


hoạt bởi các tia sét tự hình thành phóng lên trên từ bên dưới từ trong vùng bão hay từ mặt
đất. Chúng thường xuất hiện ở khoảng cách 80 km đến 145 km so với mặt đất.
Sét dị hình xanh (Blue jets): thường hình thành phía trên các đám mây bão nó thường
trông giống như một ngôi sao băng và di chuyển trong tầng điện li cách mặt đất khoảng 40
km đến 80 km. Chúng sáng hơn các sét dị hình sprites và như cái tên chúng có màu xanh.

Hình 1.8: Sét dị hình xanh
Sét dị hình Elves: bắt đầu hình thành trong tầng điện li phía trên các đám mây bão
khoảng 97 km. Màu sắc của chúng vẫn là một câu hỏi nhưng hiện nay hầu hết đều đồng ý
rằng nó có màu đỏ rực.
1.2.7 Sét hòn
Sét hòn có thể là hiện tượng phóng điện trong không khí, đặc tính tự nhiên của loại
này vẫn còn đang gây tranh cãi. Từ sét hòn thường được dùng để chỉ các vật phát sáng hình
cầu bay lơ lửng có kích cỡ từ hạt đậu cho đến vài mét. Nó đôi khi xuất hiện trong các cơn
dông, không giống như các tia sét chỉ xuất hiện với một vệt dài và biến mất sau đó sét hòn
có hình cầu bay lơ lửng và tồn tại trong nhiều giây. Sét hòn chỉ được kể lại bởi các nhân
chứng chứ không hề được ghi hình lại bởi các nhà khí tượng. Các tài liệu khoa học về sét
hòn rất hiếm vì chúng thường xuất hiện bất ngờ và hiếm. Sự tồn tại của nó chỉ được kể lại
bởi các nhân chứng nên đôi khi bị thêm thắc khiến nó phần nào không phù hợp.
Các thí nghiệm trong phòng thử nghiệm gần đây đã tạo ra các kết quả rất giống với
các sét hòn được báo cáo lại, nhưng hiện tại vẫn chưa có kết luận là có liên quan đến hiện
tượng tự nhiên này hay không. Có một giả thuyết cho rằng sét hòn được tạo ra do phản
chiếu khi sét đánh vào silicon trong đất một hiện tượng mà các phòng thí nghiệm đã thử
nhiều lần. Do các tài liệu nghiên cứu mâu thuẫn lẫn nhau nên quả bóng phát sáng này vẫn

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

11

SVTH: Võ Trần Mai Phương



Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

được cho chỉ là tưởng tượng. Nhiều báo cáo so sánh việc nhìn thấy sét hòn giống như việc
nhìn thấy UFO.

Hình 1.9: Bức ảnh hiếm về sét hòn
1.2.8 Sét ngoài Trái Đất
Sét là hiện tượng phóng điện trong không khí vì thế nó không thể xảy ra trong môi
trường chân không ngoài vũ trụ. Tuy nhiên nó lại xuất hiện nhiều trên các hành tinh bằng
khí như Sao Kim, Sao Mộc và Sao Thổ. Sét trên Sao Kim vẫn là chủ đề gây nhiều tranh
cãi kể từ khi nó được nhìn thấy. Trong các chương trình vũ trụ như Venera của Liên Xô
hay Pioneer của Hoa Kỳ những năm 1970 đến 1980 đã bắt được hàng loạt các tín hiệu cho
thấy sự có mặt của sét thượng tầng khí quyển của Sao Kim nhưng khi tàu thăm dò Cassini–
Huygens lại gần nó thì lại không thấy dấu hiệu của sét nhưng các tín hiệu mà tàu Venus
Express bắt được được cho là dấu hiệu của sét trên Sao Kim. Sao Mộc hiện là nơi có tia
sét dài nhất được ghi nhận năm 2009, với chiều dài 3.000 km và mạnh hơn 10.000 lần các
tia sét trên Trái Đất.

Hình 1.10: Sét đánh ngoài khí quyển

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

12

SVTH: Võ Trần Mai Phương



Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

1.3 KÍCH HOẠT SÉT
1.3.1 Tên lửa
Sét có thể được kích hoạt bằng cách phóng một tên lửa có dây cước kim loại nối nó
với mặt đất vào mây dông. Dây cước sẽ được xả ra khi tên lửa bay lên nó sẽ là con đường
dễ dàng nhất cho sự trao đổi điện tử giữa các đám mây và mặt đất, nên tia sét sẽ theo dây
cước và đi xuống đất tạo thành sét. Sét cũng có thể được kích hoạt bởi các vật nhân tạo
khác như máy bay có thể sẽ kích hoạt sét khi các dòng ion đang tìm đường dễ nhất để di
chuyển từ chỗ này sang chỗ khác của đám mây và các máy bay làm bằng vật liệu dẫn điện
rất tốt.
1.3.2 Núi lửa
Có ba loại sét kích hoạt bởi núi lửa là:
 Một vụ phun trào cực lớn đẩy một lượng lớn khí và vật liệu vào tầng khí quyển sẽ kích
hoạt sét ngay lập tức. Hiện tượng này được ghi nhận bởi Pliny The Elder trong vụ phun
trào núi lửa năm 79 trước công nguyên của ngọn Vesuvius, ông cũng đã chết trong vụ
phun trào này.
 Một loại khác phóng ra từ miệng núi lửa đôi khi có thể dài đến 3 km.
 Các tia điện nhỏ dài khoảng 1 m tồn tại khoảng vài mili giây.

Hình 1.11: Sét từ phun trào núi lửa ở Iceland.
1.3.3 Laser
Những năm 1970, các nhà khoa học đã cố gắng kích hoạt sét bằng laser hồng ngoại
hay tử ngoại, nó sẽ tạo ra một đường ion hóa dễ dẫn điện mà từ đó các điện tử sẽ đi theo từ
GVHD: Hoàng Xuân Dinh

13


SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

mây xuống đất. Việc này để đảm bảo an toàn cho các bệ phóng tên lửa, các cơ sở điện và
những mục tiêu quan trọng khác.
Tại New Mexico - Hoa Kỳ các nhà khoa học đã thử nghiệm một hệ thống laser mạnh
cỡ tetrawatt để kích hoạt sét. Các nhà khoa học đã chiếu hệ thống laser cực mạnh vào đám
mây để nó hạn chế việc phóng điện vào một khu vực nào đó. Dòng laser sẽ tạo ra một
đường ion hóa được gọi là sợi. Trước khi các tia sét đi xuống mặt đất các sợi sẽ dẫn các tia
sét đến một chỗ định sẵn, nó đóng vai trò như một cột thu lôi. Tuy nhiên các sợi này lại tồn
tại trong thời gian quá ngắn để có thể kích hoạt sét. Tuy nhiên việc nó làm tăng sự xáo
động điện tử trong các đám mây đã được ghi nhận. Theo các nhà khoa học Pháp và Đức
những người đã thực hiện thí nghiệm trên, việc phóng một xung nhanh được tạo ra bởi
laser có thể sẽ dẫn các tia sét vào nơi được định trước. Các phân tích thống kê cho thấy
rằng các xung laser của họ thực sự tăng cường các hoạt động điện trong đám mây dông, nó
đã tạo ra một sự phóng điện nhỏ trong các đám mây nơi mà tia laser được chiếu vào.
1.3.4 Năng lượng phóng xạ cao tạo ra khi sét đánh
Đã có lý thuyết về sự hình thành tia X tạo ra khi sét đánh vào năm 1925 nhưng không
có bằng chứng cho việc này mãi tới năm 2001-2002, khi các nhà nghiên cứu thuộc trường
đại học nghiên cứu mỏ và công nghệ New Mexico đã vô tình phát hiện tia X đang chạy
dọc theo dây thử sau khi có sự xuất hiện của các tia sét phía trên. Cùng năm đó đại học
Florida và viện công nghệ Florida đã nghiên cứu điện trường tia X bằng một hệ thống anten
đặt tại Bắc Florida và đã xác nhận rằng các tia sét tự nhiên có thể tạo ra một lượng lớn tia
X. Việc hình thành các tia X bởi sét này vẫn còn đang được nghiên cứu vì nhiệt độ của sét
quá thấp (hàng ngàn lần thấp hơn mức cần thiết) để hình thành tia X một cách tự nhiên mà

không qua sự phân rã phóng xạ.

Hình 1.12: Sét có nguồn năng lượng cực lớn.

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

14

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

Số lượng lớn các nghiên cứu và quan sát khác từ trên các trạm không gian cũng cho
thấy sét cũng tạo ra một lượng lớn tia gamma, những điều này đã tạo ra một thách thức
mới cho lý thuyết hiện hành về việc hình thành của sét khi chúng có các dấu hiệu của hiện
tượng phản vật chất thông qua việc phóng ra các tia phóng xạ.
1.3.5 Từ tính của sét
Việc phóng điện trong không khí của sét sẽ tạo ra từ trường. Các dòng điện cường độ
cao sẽ tạo ra từ trường thoáng qua nhanh chóng nhưng cực kỳ mạnh. Bất kỳ thứ gì bị sét
đánh trúng như đá, đất hoặc kim loại đều sẽ bị từ hóa vĩnh viễn. Hiện tượng này được biết
đến như từ trường tàn dư của sét hay LIRM (lightning-induced remanent magnetism). Nó
sẽ xảy ra trên những phần dễ dẫn điện nhất và không bị cản trở thường là theo chiều ngang
gần bề mặt, tuy nhiên đôi khi nó lại đi theo chiều dọc như các vết nứt, thân quặng, hoặc
mạch nước ngầm cung cấp một đường dẫn ít điện trở. Từ trường tàn dư của sét gây ra có
thể được nhìn thấy trên mặt đất và việc phân tích các mẫu vật bị từ hóa có thể kết luận sức
mạnh của sét đã đánh vào nơi đó cũng như sét là nguồn gốc của các nam châm tự nhiên.


1.4 HIỆN TƯỢNG SÉT ĐÁNH
1.4.1 Định nghĩa
Hiện tượng phóng tia lửa điện giữa các đám mây tích mây và mặt đất khi các đám
mây dông này di chuyển gần mặt đất tới những khu vực có con người hay cây cối, công
trình…
1.4.2 Đặc điểm
Sét không những chọn những ngọn cây cao để đánh mà còn chọn phần đất có cơ cấu
rễ cây thích hợp. Sét thường hay đánh vào những cây có nhiều rễ ăn sâu xuống đất. Những
loại cây chứa nhiều nước, dẫn điện tốt như cây đa, cây sến, cấy sồi, cây dừa.
Sét thường đánh vào những nơi có dải đất sét chạy ngầm gần mặt đất, những nơi có
nhiều hơi ẩm như khe núi, vực sâu, nơi có mạch nước ngầm gần mặt đất.
Sét thường hay đánh vào những nơi có những luồng không khí nóng bốc lên, đặc biệt
là các ống khói vì ở đó vừa có luồng khí nóng bốc lên, vừa có sự nhô cao hơn so với xung
quanh.
Sét hay đánh vào những vật đang di chuyển hơn là những vật tĩnh. Đặc biệt những
vùng đất có kim loại nhất là sắt hoặc mỏ sắt là những vùng bị sét đánh nhiều.

1.5 NHỮNG THÚ VỊ VỀ SÉT
Theo ước tính của các nhà khoa học, sét xuất hiện trên Trái Đất khoảng 100 lần mỗi
giây, 70% trong số này xảy ra ở vùng nhiệt đới.
Xác suất bị sét đánh trong cuộc đời của mỗi người là 1/3.000. Khả năng sống sót sau
khi bị sét đánh vẫn có, tuy nhiên người bị sét đánh thường có nhiều thương tích nghiêm
trọng và ảnh hưởng kéo dài, từ bỏng theo nhiều mức độ đến ảnh hưởng não và thậm chí
thay đổi tích cách.

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

15

SVTH: Võ Trần Mai Phương



Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

Tia sét có thể làm nóng không khí xung quanh lên khoảng 27.760oC, nóng hơn gấp
5 lần so với nhiệt độ bề mặt của Mặt Trời.
Sét đánh thường xuất hiện ở phạm vi khoảng 5 km tính từ trung tâm của một cơn
bão, thậm chí ở khoảng cách 16-25km hoặc xa hơn. Vì vậy, dù có ở bên ngoài bán kính
của một cơn bão thì khả năng an toàn cũng chưa thể chắc chắn.
Các nhà khoa học Mỹ khẳng định hai ngày giữa tuần là khoảng thời gian sấm sét
thường xảy ra nhiều nhất. Sau khi phân tích dữ liệu do Hệ thống phát hiện sấm sét quốc
gia Mỹ cung cấp, Thomas Bell, một chuyên gia về thời tiết của NASA, tiến hành xây dựng
biểu đồ về sấm sét ở Mỹ từ năm 1998 tới 2006. Ông nhận thấy tại nhiều khu vực, đặc biệt
là ở vùng đông nam, sấm sét thường xảy ra vào giữa tuần trong mùa hè. Cụ thể, số lượng
sấm sét trong hai ngày giữa tuần nhiều hơn 10-20% so với những ngày khác.

Hình 1.13: Một số thông tin thú vị về sét
Một số chuyên gia cho rằng ô nhiễm không khí là một trong những nguyên nhân gây
nên tình trạng này. “Số lượng xe cộ ở phần lớn đô thị trên hành tinh luôn ở mức cao nhất
trong thứ tư và thứ năm và tình trạng ô nhiễm không khí cũng trở nên trầm trọng nhất trong
hai ngày này. Chúng tôi không hiểu tạo tại sấm sét và tình trạng ô nhiễm có mối liên hệ
với nhau, nhưng đó là một mối liên hệ rất đáng chú ý”, Thomas nói.
Trong một nghiên cứu trước đây, Thomas phát hiện ra quy luật tương tự ở các bang
ở phía đông nam của Mỹ. Ông cho rằng các hạt vi mô được giải phóng khỏi động cơ diesel
của hàng triệu xe tải tạo nên những giọt nước li ti trong các đám mây. Số lượng hạt vi mô
càng lớn thì số lượng giọt nước càng tăng.
GVHD: Hoàng Xuân Dinh


16

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

Những luồng khí nóng bay lên từ mặt đất có thể đẩy các giọt nước lên tầng không khí
cao hơn, tạo thành những đám mây chót vót. Nếu các giọt nước được đẩy tới một vị trí đủ
cao, chúng sẽ đóng băng. “Sự va chạm giữa các phân tử nước phân tách các hạt điện mang
điện tích trái dấu, một điều kiện cần thiết để sấm sét hình thành”, Thomas cho biết.
Hàng loạt nghiên cứu trước đây cho thấy nhiệt độ ở mặt đất, sự hình thành mây và
lượng mưa tại Mỹ luôn tuân theo một chu kỳ có độ dài khoảng một tuần. Các chuyên gia
cũng khẳng định những hiện tượng có tính chu kỳ này liên quan tới hoạt động của con
người.
Hồ Maracaibo ở Venezuela là nơi bị sét đánh nhiều nhất thế giới, trung bình mỗi km2
của hồ phải nhận 250 cú sét đánh mỗi năm. Theo BBC, đây cũng là nơi hứng chịu khoảng
260 cơn bão hàng năm. Bão thường tới vào mùa hè, nhưng với các quốc gia dọc theo xích
đạo, nhiệt độ cao hơn làm các cơn bão cũng tới thường xuyên hơn. Trước khi các số liệu
chi tiết được phân tích, Cộng hòa Congo ở Trung Phi được coi là nơi có nhiều sét nhất, với
khoảng 160 cú sét đánh mỗi km2 hàng năm.
Năm 2014, Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) công bố số liệu chính thức cho
biết thung lũng Brahmaputra ở vùng viễn đông Ấn Độ là nơi có lượng sét cao nhất trong
khoảng giữa tháng 4 và tháng 5, báo hiệu gió mùa về.
Tuy nhiên, tất cả đều không bằng hồ Maracaibo ở Venezuela. Số lượng các cơn bão
ở đây chỉ hơi giảm vào các tháng mùa khô (tháng 1 và tháng 2) và đạt đỉnh điểm vào mùa
mưa, quanh tháng 10. Vào thời điểm này, cứ mỗi phút có thể quan sát thấy trung bình 28
cú sét đánh.

Các nhà khoa học đã nghiên cứu trong nhiều năm để lý giải cường độ bão và sét nhiều
bất thường ở đây. Ban đầu, trong những năm 60 của thế kỷ XX, người ta nghĩ là do các mỏ
urani thu hút nhiều sét về. Gần đây có một giả thuyết cho rằng độ dẫn điện của không khí
trên mặt hồ tăng do khí metan giải phóng từ các mỏ dầu bên dưới hồ. Độ dẫn điện của
không khí tăng dẫn đến có nhiều sét đánh xuống hồ. Tuy nhiên, các giả thuyết này đều
chưa được chứng minh.
Theo tiến sĩ Daniel Cecil thuộc nhóm nghiên cứu sét, Trung tâm Khí tượng Thủy văn
của NASA thì nguyên nhân là do các yếu tố về địa hình như độ dốc của triền núi, độ cong
của bờ biển kết hợp.
Hồ Maracaibo nằm ở tây bắc Venezuela, chảy qua thành phố Maracaibo trước khi đổ
ra biển Caribe. Nó nằm trong một nhánh của dãy Alpes nên ba mặt được bao bọc bởi núi
cao. Trong ngày, Mặt Trời làm bốc hơi nước từ hồ và các vùng đất ẩm ướt xung quanh.
Đêm đến, gió mậu dịch từ biển thổi vào đẩy khối không khí ấm này trộn lẫn với không khí
lạnh từ núi tràn xuống. Sự trộn lẫn này tạo ra các cột khói cao tới 12 km.
Trong các cột khói này, những giọt nước trong không khí ẩm bốc lên từ hồ va chạm
với các tinh thể băng trong không khí lạnh tràn từ núi cao xuống và tạo ra tĩnh điện. Sét
đánh xuống hồ chính là sự phóng điện tĩnh theo hình zíc-zắc xuống mặt đất hoặc phóng

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

17

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

điện giữa các đám mây với nhau. Tiếng sấm nghe thấy chính là sóng xung kích âm thanh

được tạo ra do nhiệt độ rất cao của sét (có thể cao gấp 3 lần nhiệt độ bề mặt Mặt Trời) làm
các lớp không khí xung quanh tia sét đột ngột bị nén lại. Đi kèm với sấm sét là mưa lớn và
mưa đá.
Sét ở hồ Maracaibo rất sáng, tới mức có thể nhìn rõ từ khoảng cách 400 km. Các thủy
thủ cũng lợi dụng ánh sáng này để định hướng trong đêm tối. Các màu sắc khác nhau của
sét quan sát được có thể giải thích là do ánh sáng trắng bị hấp thụ một phần hay nhiễu xạ
khi đi qua các lớp bụi và hơi ẩm. Tuy nhiên nếu ở quá xa hồ cũng sẽ chỉ thấy sét mà không
nghe thấy tiếng sấm, do âm thanh bị môi trường hấp thụ hết.
Trong vòng 17 năm qua, bằng vệ tinh, các nhà khoa học thuộc NASA và Cơ quan
thám hiểm vũ trụ Nhật Bản đã thu thập được một lượng dữ liệu khí tượng khổng lồ. Với
những dữ liệu này, họ có thể lập một bản đồ các điểm nóng về sét trên toàn thế giới theo
thời gian thực. Dùng bản đồ này, các nhà khoa học hy vọng có thể dự đoán chính xác khi
nào có bão và sét đánh ở mọi nơi trên thế giới. Điều này đặc biệt có ý nghĩa ở các nước
đang phát triển, nhiều người phải lao động ngoài trời mà không có các phương tiện phòng
tránh sét.

Hình 1.13: Sét đánh ngày 28/1/2014 tại hồ Maracaibo

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

18

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

Chương 2: NHỮNG LỢI ÍCH VÀ TÁC HẠI CỦA SÉT

2.1 LỢI ÍCH CỦA SÉT
2.1.1 Sét - bước đầu tiên của nền văn minh hiện đại
Việc tìm ra lửa bước đầu của nền văn minh hiện tại là nhờ vào sấm sét. Những con
người đầu tiên nhìn thấy sét đánh vào cây và làm cây bốc cháy, họ thấy lửa phát ra ánh
sáng. Khi lại gần, họ còn cảm nhận được hơi nóng phát ra từ ngọn lửa kia. Nhờ vào sự
khám phá quan trọng này, loài người đã biết dùng lửa để sưởi ấm, nấu nướng, xua đuổi thú
dữ và hơn nữa, nấu chảy các quặng để tạo ra dụng cụ lao động hay vũ khí. Như vậy, sấm
sét đã mở ra cho loài người chúng ta một bước tiến vĩ đại, đưa con người tiến lên làm chủ
vạn vật và đạt tới nền văn minh như ngày nay.
2.1.2 Sét tạo tầng ozon cho khí quyển
Chúng ta được biết ozon giúp Trái đất trong lành hơn, nhờ nó hấp thụ bức xạ cực tím
từ Mặt trời chiếu xuống Trái đất. Vậy nguồn ozon từ đâu mà có? Phản ứng hóa học:
 Bản chất của sấm sét là những tia lửa điện.
 Oxy trong không khí gặp điều kiện tia lửa điện: 2O2 (tia lửa điện) → O3 + [ O ]
 Đây là phảnửng thuận nghịch. [O] là oxi nguyên tử, các [O] tự kết hợp với nhau tạo
ngược thành O2, tham gia ngược lại phản ứng.
 Có thể viết gọn : 3O2 →2O3
 Ozon có tính oxi hóa rất mạnh, mạnh hơn O2 rất nhiều, Ozon tồn tại chủ yếu ở tầng
bình lưu của khí quyển.
2.1.3 Sét giúp cải tạo đất, tăng khả năng sinh trưởng cho cây
Theo kinh nghiệm của ông bà xưa, vào những vụ lúa chiêm xuân, những cơn mưa rào
mang theo dưỡng chất thiên nhiên, rất tốt cho cây cối, hoa màu, dặc biệt là cây lúa nước.
Nhờ có đạm tự nhiên, lúa bén rễ và phát triển nhanh, tốt tươi.
Thật vậy, theo chúng tôi được biết nếu không có sấm sét thì trong vòng vài giờ, Trái
đất sẽ mất vào các lớp trên của khí quyển toàn bộ điện tích âm mình, lượng điện tích cần
cho sự tồn tại của Nitơ ở dạng thực vật dễ hấp thụ. Bạn biết đó rễ cây chỉ hấp thụ được nito
dạng nitrat (NO3-) và amôn (NH4+) cho quá trình phát triển. Mà trong không khí, nito tồn
tại dạng nito phân tử có liên kết 3 bền vững, nên rễ cây không hấp thụ được. Tuy nhiên,
nhờ vào sấm sét, một lượng N2 trong không khí bị ôxy hóa ở nhiệt độ cao và áp suất cao
tạo thành NO3- .Sơ đồ của phản ứng:

 N2 + O2 → 2NO
 2NO + O2 → 2NO2 + H2O
 2NO2 + H2O → HNO3
 HNO3 → H+ + NO3Và theo chúng tôi được biết mỗi năm ở nước ta trung bình một ha đất nhận được trên
50kg Nitơrat và gần 20kg A-mô-ni-ắc từ mưa dông - các chất đạm này được hình thành từ
Nitơ trong quá trình phóng điện.

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

19

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

2.1.4 Sét- đội quân dò tìm nguồn nước ngầm và mỏ quặng
Dựa vào đặc điểm: sét thường đánh những khu vực có nước chảy ngầm, có ống nước
hay có những thân quặng (những nơi có độ dẫn điện cao hơn), con người có thể tìm được
những mạch nước ngầm, hay dò tìm nguồn khoáng sản để phục vụ cho nhu cầu cuộc sống
của mình.
2.1.5 Sét giúp xác định lượng mưa
Theo chúng tôi biết, các nhà khoa học ngày nay còn nghiên cứu sấm sét để xác định
lượng mưa. Họ đang cố gắng tìm ra mối quan hệ giữa sấm sét và lượng mưa trút xuống ở
Arizona, Mỹ để biết được lượng mưa ở địa phương này.
E.Philip Krider, một nhà khí tượng học tham gia chương trình cho biết: “Chúng tôi
hy vọng sẽ tìm thấy điều gì khác biệt trong lần nghiên cứu này vì những cơn bão ở đây có
vẻ như mạnh dần lên và không khí lại trở nên khô hơn. Chúng tôi cho rằng đã có một lượng

lớn nước bị bốc hơi trước khi mưa kịp rơi xuống mặt đất”.
Radar hiện nay vẫn là một công cụ hữu ích giúp các nhà khí tượng học dự đoán được
những hiện tượng gió mùa sẽ xảy ra. Nhưng họ hy vọng phân tích sấm sét sẽ trở thành một
phương pháp hữu hiệu hơn vì radar vẫn còn nhiều giới hạn, đặc biệt là ở vùng có địa hình
núi cao. Phân tích sấm sét cũng cho kết quảnhanh hơn khi sử dụng radar.
Sử dụng radar phải mất khoảng 6 phút để xử lý tín hiệu, sau đó cần thêm 2 đến 3 phút
trước khi nó hoạt động. Trong khi đó, sấm sét luôn xuất hiện sớm trong nhữngcơn bão. Và
các nhà khí tượng học chỉ mất 20 giây để xử lý các dữ liệu về sấm sét được ghi nhận nhờ
mạng phân tích sấm sét quốc gia Mỹ (National Lightning Detection Network) do Vaisala
xây dựng và điều hành.
Krider cho biết thêm: “Chúng tôi còn nhận thấy có sự chậm trễ giữa lúc sấm sét đạt
mức cao nhất với lúc lượng mưa nhiều nhất. Những cơn bão càng lớn thì khoảng cách thời
gian này càng lớn”.
2.1.6 Sét nguồn năng lượng khổng lồ
Đặc điểm năng lượng của một tia sét chỉ tập trung ở một vài điểm và tồn tại trong
thời gian ngắn cỡ khoảng mili giây nên năng lượng này tương đối cao.Người ta ước
tính lượng điện năng tích được một lần sét đánh có thể kéo một đoàn tàu 14 toa chạy
200km. Hay một tia sáng thông thường có thể thắp sáng bóng đèn 100W trong 3 tháng.
Theo Tiến sĩ Martin A. Uman đồng giám đốc của Phòng thí nghiệm Nghiên cứu sét
tại Đại học Florida và là một cơ quan hàng đầu về chống sét cho biết khi ông trả lời phỏng
vấn trên tờ The New York Times, là sấm sét như một vụ nổ hạt nhân không lồ, tuy nhiến
việc thu thập nguồn năng lượng này dường như là “vô vọng”. Tuy vậy, con người vẫn
không ngừng cố gắng chế tạo dụng cụ để thu được sấm sét. Người ta đã đề xuất dựa vào
nguồn năng lượng này để:
 Tạo ra hydrogen từ nước để khai thác nhiệt điện.
 Để cung cấp mạng điện cho thành phố

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

20


SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

 Kích hoạt tàu vũ trụ bằng sấm sét.
 Dùng sét chống mưa đá: dẫn sét vào các tầng mây có khả năng gây mưa đá.
 Do năng lượng lớn và nhiệt độ cao của các “tia lừa điện” nên làm tan chảy các tảng
băng đá thành nước, tránh thiên tai.

2.2 TÁC HẠI CỦA SÉT
2.2.1 Sét – một tuyệt tác của tạo hóa nhưng gây hại cho con người
Con người là đối tượng đầu tiên chúng tôi quan tâm khi nhắc đến tai nạn do sấm sét
gây ra. Sét gây ra thương tích cho con người theo những cách thức:
 Sét đánh trực tiếp vào nạn nhân.
 Sét đánh vào vật gần nạn nhân và các tia lửa điện này phóng qua không khí đánh vào
nạn nhân (còn gọi là sét đánh tạt ngang).
 Sét đánh khi nạn nhân tiếp xúc với vật bị sét đánh.
 Sét lan truyền trên mặt đất và gây tổn thương cho người tiếp xúc với mặt đất nơi có sét
đánh vào.
 Sét lan truyền qua đường dây cáp tới các vật như điện thoại, tivi (vô tuyến), ổ cắm.
Mức độ nguy hiểm:
 Sét đánh trực tiếp là nguy hiểm nhất (cứ 10 người bị sét đánh thẳng thì 8 người chết).
 Sét đánh tiếp xúc hay tạt ngang (độ nguy hiểm phụ thuộc vào bản chất của vật bị sét
đánh và vị trí tương đối của nạn nhân).

Hình 2.1: Sét rất nguy hiểm với con người.

 Thiệt hại do sét lan truyền trên mặt đất nhẹ hơn (chỉ khi năng lượng sét đánh xuống
không bị tiêu tán ngay tai chỗ mà truyền trong đất, và nạn nhân đứng trên đường truyền
đó mới bị ảnh hưởng).
Trong thực tế sét lan truyền xuất hiện khi nạn nhân nói chuyện điện thoại, cầm vào
các dây cáp, dây anten dẫn từ ngoài vào.
GVHD: Hoàng Xuân Dinh

21

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

Theo thống kê ở Hoa Kỳ, ngoài 40% nạn nhân bị sét đánh không được biết rõ nguyên
nhân, 27 % là khi họ đang ở khu vực trống trải, 19% ở gần cây, 8% đang bơi hay ở khu
vực gần nước, 3% khi đúng gần máy móc, 2,4% khi đang nói điện thoại, 0.7% liên quan
đến đài, tivi, anten.
2.2.2 Sét – chuyên gia phá hủy
Sấm sét không chỉ cướp đi sinh mạng của nhiều người vô tội mà con phá hủy rất
nhiều công trình xây dựng, các thiết bị điện tử… và còn ở vật nuôi, cây trồng.
Các con đường chính sét xâm nhập vào thiết bị:
 Sét đánh thẳng vào công trình.
 Sét xâm nhập qua thiết bị anten.
 Sét xâm nhập qua các đường dây treo nổi.
 Sét xâm nhập qua đường cáp đặt ngầm.
 Sét xâm nhập qua cáp nối giữa các thiết bị
 Sét xâm nhập qua các mạch cung cấp điện cho thiết bịviễn thông.

 Sét xâm nhập qua hệ thống tiếp đất và các điểm đấu chung.

Hình 2.2: Tượng Chúa Cứu Thế thường xuyên bị sét đánh
(Brazil)
Các công trình viễn thông tại Việt Nam đã nhận những hậu quả nặng nề do sét gây
ra.Theo thông kê: làm hư hại hàng chục máy biến áp (trong đó có trên 11 trạm biến áp có
công suất từ 100kA đến 180kA), gây hư hỏng nghiêm trọng cho hệ thống chuyển mạch và
truyền dẫn của tổng công ty Bưu chính viễn thông Việt Nam.

GVHD: Hoàng Xuân Dinh

22

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

2.2.3 Các biện pháp chống sét bảo vệ con người
Vì sét là hiện tượng ngẫu nhiên cho nên không có vị trí an toàn tuyệt đối. Tuy nhiên
việc chủ động đề phòng tránh sét tìm nơi an toàn hơn có thể làm giảm đáng kể khả năng bị
sét đánh. Cần phải hướng dẫn giáo dục phòng chống sét an toàn cho con người.
2.2.3.1 Lên kế hoạch trước
Nghe dự báo thời tiết. Khi nghe bản tin dự báo thời tiết lên kế hoạch làm việc để đề
phòng. Khi làm ở khu vực nào đó, để ý trước các nơi có thể trú mưa và tránh sét an toàn.
Phải tính được thời gian từ chỗ làm việc đến nơi an toàn. Thường thì cơn dông kéo đến rất
nhanh trong vòng 15 phút và di chuyển với vận tốc 40 km/giờ. Nói chung khi đang ở nơi
không an toàn thì cần phải để ý đến các dấu hiệu của dông như mây đen, không khí lạnh,

gió
2.2.3.2 Thực hiện quy tắc nhìn-nghe
Khi sét xảy ra, thoạt tiên ta thấy tia chớp loé lên và sau đó là có tiếng sấm kèm theo.
Nếu bạn tính khoảng thời gian từ lúc tia chớp loé lên và lúc nghe thấy tiếng sấm thì có thể
xác định được khoảng cách tới nơi sét xảy ra. Chia số giây cho 3 ta được khoảng cách đến
tia sét. Ví dụ đếm được 3 giây thì sét cách vị trí đứng là 3/3= 1 km. Nên nhớ rằng nếu như
khoảng thời gian bạn đếm được từ khi thấy chớp và nghe tiếng sấm nhỏ hơn 30 giây, thì
bạn đã nằm trong tầm ngắm của tia sét rồi và phải cẩn thận. Nếu thời gian này nhỏ hơn 20
giây thì phải di chuyển đến nơi an toàn hơn. Khi nghe thấy tiếng sấm đầu tiên bất kể là gì
cũng cần phải thấy nguy hiểm đã đến. Sét có thể đánh cách xa nơi có mưa tới 15–20 km.
2.2.3.3 Tránh sét trong nhà
Khi trời sắp xảy ra dông, thì biện pháp tránh sét tốt nhất là nên về nhà. Chỗ an toàn
để tránh sét là toà nhà, hay công sở có lắp đặt hệ thống chống sét (đơn giản nhất là cột thu
lôi Franklin).. Khi ở trong nhà thì nên đứng xa cửa sổ, cửa ra vào, các đồ dùng điện, tránh
các chỗ ẩm ướt như buồng tắm, bể nước, vòi nước, không nên dùng điện thoại trừ trường
hợp rất cần thiết. Nên rút phích cắm các thiết bị điện trước lúc có dông gần xảy ra. Với các
đường dây điện thoại hay dây điện vì nối với lưới bên ngoài nên rất có thể bị ảnh hưởng
sét đánh lan truyền. Nên tránh xa các dây này và các vật dùng điện với khoảng cách ít nhất
là 1m. Vô tuyến nối với dây anten để ngoài trời cũng rất cần rút ra khi có dông.
2.2.3.4 Tránh sét đánh ngoài trời
Trong trường hợp không kịp chạy tìm nơi ẩn náu an toàn, tuyệt đối không dùng cây
cối làm chỗ trú mưa, tránh các khu vực cao hơn xung quanh, tránh xa các vật dụng kim
loại như xe đạp, máy, hàng rào sắt...
Tìm chỗ khô ráo, nếu xung quanh có cây cao hơn thì nên tìm chỗ thấp, tìm vị trí cây
thấp.
Người ở vị trí càng thấp càng tốt, tay ôm cổ. Phần tiếp xúc của người với mặt đất là
ít nhất. Nhón chân, không được nằm xuống đất

GVHD: Hoàng Xuân Dinh


23

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

Hình 2.3: Tư thế ngồi khi có sấm sét bất ngờ.
Đứng xa các vật cao, ra ngay khỏi những nơi chứa nước như bãi biển, ao, hồ, mương.
Các vùng đỉnh núi hay sườn núi nhô cao cũng rất nguy hiểm. Nếu ở trong rừng thì tìm
những nơi cây thấp hơn và thưa để tránh.
Không đứng thành nhóm người gần nhau. Nếu như bạn cảm thấy tóc bị dựng lên (như
cảm giác điện khi sờ tay trước mặt tivi) thì điều đó có nghĩa là có thể bị sét đánh bất cứ lúc
nào. Lập tức cúi ngồi xuống và lấy tay che tai, không nằm xuống đất hay đặt tay lên đất.
Đối với các vật có bề mặt kim loại như xe buýt, tàu hoả, ô tô,...nếu không thò người ra
ngoài và không chạm đến vỏ bọc thì ở những chỗ này là an toàn. Ngược lại đối với các ô
tô, tàu thuỷ để hở hay không có vỏ bọc kim loại thì lại nguy hiểm. Sau khi nghe thấy tiếng
sét 30 phút thì có thể trở lại làm việc bình thường.
2.2.4 Cấp cứu người bị sét đánh
Ngoài làm cháy, bỏng, sét gây tác hại hệ thần kinh, gãy xương, mất thính giác, thị
giác, hay trí nhớ. Người bị sét đánh cần được cứu trợ ngay tức khắc. Nếu người bị sét đánh
bị ngất, tim ngừng đập, tắt thở phải thực hiện khẩn cấp các động tác hô hấp, trợ tim nhân
tạo. Tìm những nơi bị gãy, đặc biệt cẩn thận không di dời những nạn nhân nếu nghi ngờ bị
gãy cột sống. Để những nơi bị bỏng khô và tìm cách nhanh nhất để nhân viên y tế đến.
2.2.5 Các lưu ý về phòng chống sét
2.2.5.1 Điều không nên làm khi có sét
Đó là đứng gần vật cao, gần nước, gần cây, gần xe cộ, gần nhà, tại các nơi cánh đồng
trống trải, anten, cột cao, gần những đường dây dẫn.


GVHD: Hoàng Xuân Dinh

24

SVTH: Võ Trần Mai Phương


Luận văn tốt nghiệp

Sét và chống sét cho máy bay

2.2.5.2 Điều nên làm khi có sét
 Nhìn dấu hiệu báo dông (mây đen, gió lạnh...).
 Nghe dự báo thời tiết khi có ý định đi ra ngoài.
 Hạ thấp vị trí để hai chân chụm. Không nằm trên đất.
 Đi vào nhà lớn hay vào xe cộ có mái kim loại (nhớ là không được động tay lên vỏ kim
loại).
 Biết trước nơi an toàn gần nhất và thời gian đi tới đó.
 Bảo vệ các loại đồ dùng điện tử khỏi sét
 Điện thoại, modem, máy tính cá nhân và các thiết bị điện tử khác có thể bị hư hỏng do
sét đánh, khi chúng đi qua các ổ cắm điện thoại, cáp ethernet, hoặc ổ cắm điện. Với các
thiết bị điện khi sét đánh vào các cột điện sẽ làm tăng áp đột ngột làm chập điện và cháy
tất cả các linh kiện điện tử. Với những ai đang dùng điện thoại sẽ rất nguy hiểm cho
màng nhĩ vì nó sẽ tạo ra một tiếng rít rất to và dài cũng như bị điện giật nếu là điện
thoại có dây. Và thậm chí khi không đánh vào đâu sét cũng sẽ tạo ra các xung điện từ
mạnh (đặc biệt là sét dương) sẽ phá hỏng các linh kiện điện tử.

Hình 2.4: Quan tâm về thời tiết thường xuyên là biện pháp đúng đắn.


GVHD: Hoàng Xuân Dinh

25

SVTH: Võ Trần Mai Phương