What is PISA....

Kilat: Antara bukti kebesaran Allah

Kilat atau petir merupakan satu fenomena alam ciptaan Allah SWT yang sungguh luar biasa dan sangat menarik untuk dikaji.

Walaupun banyak teori berkaitan mekanisme kejadian kilat telah ditulis dan dihuraikan oleh ramai saintis terkenal, namun ia sukar difahami dan kajian mengenainya masih diteruskan sehingga kini.

Kehadirannya sukar dijangka namun akibatnya boleh mengundang padah!

Negara kita Malaysia adalah sebuah negara beriklim tropika yang mempunyai kadar taburan kilat (ground flash density) antara tertinggi di dunia iaitu lebih kurang 20 flash/kilometer persegi /tahun.

Republik Congo di benua Afrika menerima taburan kepadatan kilat tertinggi manakala kawasan Artik dan Antartik adalah yang paling kurang taburan kilat di dunia.

Tahukah anda bagaimanakah proses terjadinya kilat? Umumnya keadaan awan yang tebal dan tinggi yang dikenali sebagai kumulonimbus adalah faktor utama dalam penghasilan kilat, walaupun ia tidak semestinya berlaku.

Ini terbukti seperti mana yang telah dinyatakan dalam firman Allah SWT,

‘Tidakkah engkau melihat bahawasanya Allah mengarahkan awan bergerak perlahan-lahan, kemudian Dia mengumpulkan kelompok-kelompoknya, kemudian Dia menjadikannya tebal berlapis-lapis?

Selepas itu engkau melihat hujan turun dari celah-celahnya dan Allah pula menurunkan hujan batu dari langit, dari gunung-ganang (awan) yang ada padanya; lalu Dia menimpakan hujan batu itu kepada sesiapa yang dikehendaki-Nya, dan menjauhkannya dari sesiapa yang dikehendaki-Nya.

Sinaran kilat yang terpancar dari awan yang demikian keadaannya, hampir-hampir menyambar dan menghilangkan pandangan (An-Nuur, ayat 43)

Terdapat dua jenis kumpulan awan yang utama iaitu kumulus dan stratiform.

Awan kumolonimbus adalah daripada keluarga awan kumulus.

Awan tersebut tinggi dan berwarna putih atau gelap. Tapaknya terletak pada ketinggian kira-kira 1,000 kaki manakala puncaknya boleh mencapai ketinggian melebihi 35,000 kaki.

Ketebalan dan ketinggian awan ini bergantung kepada kandungan kelembapan dan kestabilan atmosfera.

Dalam awan kumolonimbus ini terdapat dua jenis cas berbeza iaitu cas positif dan cas negatif.

Cas-cas positif biasanya berada pada altitud ketinggian antara tujuh km hingga 10 km, diikuti oleh cas-cas negatif (antara lima dan tujuh km) dan akhir sekali sekumpulan kecil cas positif di dasar (tapak) awan tersebut.

Oleh itu, semakin tinggi atau tebal awan tersebut semakin banyak cas-cas positif dan negatif akan terkumpul.

Pertambahan cas-cas yang terkumpul dalam awan akan menghasilkan upaya medan elektrik yang tinggi.

Medan elektrik yang terhasil ini seterusnya membekalkan tenaga yang mencukupi untuk cas-cas ini bergerak dan mengalir ke bumi atau dikenali sebagai nyahcas.

Dengan itu, sifat udara yang pada asalnya penebat akan berubah menjadi pengalir disebabkan oleh proses nyahcas tersebut.

Pengaliran cas ke bumi menghasilkan satu sinaran yang sungguh terang dalam tempoh masa kurang daripada satu saat dengan suhu yang boleh mencecah sehingga 30 000 Kelvin (K) atau 29,726°C!. Inilah yang dikenali sebagai kilat.

Kilat boleh dibahagikan kepada dua kumpulan utama iaitu awan ke awan (cloud flash) dan awan ke bumi (ground flash) dengan anggaran nisbah kekerapan sebanyak tiga.

Ini bermaksud, kejadian kilat jenis awan ke awan adalah tiga kali lebih kerap dibandingkan dengan jenis kilat awan ke bumi.

Walaupun demikian, kebanyakan kes kemusnahan harta benda, kebakaran hutan dan kematian adalah disebabkan oleh kilat jenis awan ke bumi. Ini kerana arus elektrik yang dialirkan oleh kilat jenis ini sangat tinggi dan adakalanya boleh mencecah sehingga 300 000 A3.

Dianggarkan kadar kematian disebabkan oleh sambaran kilat di Malaysia adalah di antara 100 ke 150 kes dalam tempoh setahun tahun.

Kilat jenis awan ke awan pula selalunya dikaitkan dengan gangguan kepada sistem komunikasi dan penerbangan. Ini kerana radiasi frekuensi tinggi yang dihasilkan oleh kilat boleh mengganggu sistem penghantaran data komunikasi dan merosakkan komponen elektronik yang digunakan di dalam pesawat.

Penulis ialah Timbalan Pengarah

Institut Voltan dan Arus Tinggi (IVAT)

Fakulti Kejuruteraan Elektrik

Universiti Teknologi Malaysia (UTM)

Sumber

Petir ancam nyawa, harta

Cerita manusia disambar petir ketika berada di kawasan lapang, atau sedang memancing bukan perkara baharu dan memeranjatkan. Mangsa biasanya mati di tempat kejadian

Baru-baru ini lain pula ceritanya apabila empat mangsa terkorban apabila sebuah pesawat ringan terhempas lalu terbakar di sebuah pantai di timur Indonesia, selepas dipanah petir.

Pesawat dua enjin, Piper Seneca itu, sedang dalam perjalanan dari timur wilayah Papua ke bandar Tual di Kepulauan Maluku apabila ia terperangkap dalam ribut pada waktu tengah hari.

Di negara kita pada Januari lalu, dalam satu kejadian di Alor Gajah Melaka pula, sebanyak 22 ekor lembu ditemui mati bergelimpangan dalam kandang akibat disambar petir membabitkan kerugian RM45,000.

Isu pokok yang ingin dibincangkan ialah bukan cerita mengenai kerugian tetapi bagaimana petir menjadikan objek yang bukan kecil sebagai mangsa. Manusia, haiwan dan objek yang sedang terbang ketiga-tiganya menjadi mangsa.

Berbeza dengan ketiga-tiga mangsa tersebut, objek atau struktur yang perlu diberi perhatian ialah bangunan yang kekal pada satu-satu kedudukan tidak bergerak yang sering menjadi sasaran panahan petir.

Seorang pengkaji petir tempatan, Hartono Zainal Abidin berkata, petir atau kilat adalah fenomena nyahcas elektrik (electrical discharge) berarus tinggi yang berlaku antara awan dengan awan atau di antara awan dengan bumi.

Katanya, laluan kilat berukuran antara beberapa kilometer (kilat awan ke bumi) hingga beratus kilometer (kilat awan ke awan).Kilat terdiri daripada cas positif atau cas negatif. yang mana setiap kilat, awan ke bumi terdiri daripada satu hingga dua dozen lejang (strokes).

“Kilat boleh menyambar sejauh 20 kilometer (km) dari awan yang mengakibatkan fenomena bernama kilat langit biru atau bolt-from-the-blue" ujarnya.

Beliau berkata, sekiranya seseorang yang berdiri di tengah padang, individu terbabit adalah sasaran yang berisiko tinggi untuk disambar kilat. Sekiranya ada kilat di kawasan berdekatan, individu terbabit mungkin akan memintas lejang kilat dan menjadi mangsa penahan kilat.

“Dalam keadaan seperti ini, seseorang mesti mencari tempat perlindungan yang besar dan kukuh apabila mendengar guruh atau melihat awan hitam yang berdekatan," ujarnya.

Bagaimanapun insiden manusia disambar kilat atau petir sering menjadi isu tetapi menurut Hartono, semenjak memulakan kajian pada tahun 1985, beliau telah mengumpul beberapa insiden yang membahayakan penghuni dalam bangunan.

Oleh itu, beliau banyak memerhati insiden berkaitan kilat dan menjalankan penyelidikan berkaitan serangga kilat ke atas bangunan yang boleh disifatkan sebagai perlu diberi perhatian. Malah, katanya, insiden yang melibatkan bangunan besar pun pernah dilaporkan.

“Malah pada tahun 1990, sebuah dewan latihan tentera di negara ini telah disambar kilat yang mengakibatkan kematian seorang askar dan mencederakan berpuluh yang lain," ujarnya.

Sehubungan itu kata beliau, sesiapa yang mengatakan bahawa 'tidak ada insiden kilat menyambar bangunan hingga membahayakan penghuni' telah membuat satu kesilapan yang besar.

Ini kerana kata Hartono, individu terbabit mungkin baru saja membuat kajian dalam bidang tersebut dan dia mungkin belum terserempak dengan insiden yang mencederakan atau mengorbankan penghuni bangunan.

Menurut Hartono, sebagai perbandingan kekuatan kilat adalah di antara 2,000A (ampere) hingga 250,000A berbanding cerek elektrik yang diguna di rumah biasanya menggunakan sebanyak 10A sahaja.

Berdasarkan kajiannya, ancaman kilat terhadap bangunan adalah amat serius. memandangkan negara ini terletak dalam kawasan kepadatan kilat yang amat tinggi (very high lightning flash density zone).

Menurut beliau, tahap kerosakan yang dialami oleh bangunan bergantung pada kekuatan kilat yang dipintas dan bahan binaan pada bahagian yang rosak.

Sebagai contoh, bahagian bangunan yang mengguna batu bata sahaja boleh mengalami kerosakan lebih teruk berbanding bahagian yang mengguna konkrit dan tetulang besi.

Menurut Hartono lagi, jumlah bangunan rosak akibat disambar kilat di Kuala Lumpur adalah yang tertinggi di dunia.

Ini berlaku kerana penggunaan meluas rod kilat yang digunakan sebelum ini, iaitu pelepasan penjurus awal (ESE) tidak langsung melindungi bucu bangunan daripada disambar kilat.

Hartono berkata, sejak tahun 1995, kajian bergambar yang beliau hasilkan mengenai kerosakan bangunan akibat disambar kilat di negara ini telah dijadikan asas untuk beberapa organisasi menyemak semula piawaian sistem perlindungan kilat.

Sistem piawaian tersebut termasuk,Standards Australia, Persatuan Perlindungan Kilat Kebangsaan (NFPA), IEC, National Standards of Colombia serta Agensi Tenaga Atom Antarabangsa (IAEA).

Menghuraikan lebih lanjut, Hartono berkata, sistem perlindungan kilat berdasarkan konsep, iaitu apabila setiap kali lejang kilat (lightning stroke) memasuki kawasan yang perlu dilindungi, ia akan dipintas oleh sistem itu dan melencongkannya ke bumi melalui laluan yang selamat.

Beliau berkata, sistem perlindungan kilat terdiri daripada beberapa rod kilat yang diletak di lokasi yang berisiko tinggi untuk memintas lejang kilat.

Berdasarkan kajian beliau yang bermula pada 1990-an, kira-kira 90 peratus bangunan di negara ini dipasang dengan sistem perlindungan kilat yang tidak tidak menepati piawaian.

Sistem perlindungan kilat yang tidak betul terdiri daripada sistem yang ralat reka bentuknya atau mengguna rod kilat yang tidak terbukti dari segi saintifik.

Rod kilat yang tidak saintifik termasuk jenis:

Pelepasan penjurus awal-Early Streamer Emission (ESE).

Sistem pemindahan cas-Charge Transfer System (CTS) atau juga dengan nama Dissipation Array System (DAS).

Penghapus kilat semikonduktor -Semiconductor Lightning Eliminator (SLE).

Laporan terkini daripada Majlis Antarabangsa Sistem Eelektrik Besar (CIGRE) telah memberi asas saintifik yang kukuh mengapa rod kilat jenis ESE dan yang lain tidak boleh digunakan demi keselamatan umum.

Kajian Hartono telah di sebut sebagai bukti kukuh yang mendedahkan kegagalan rod kilat ESE.

Sumber