Oltre ai due tipi più famosi di fulmine - lineare e globulare - ci sono molti getti poco conosciuti e poco studiati - getti di perline, sprite, corrente e blu, scariche sedute, fuochi di Sant'Elmo. Ognuno di questi tipi di fulmini ha le sue peculiarità. caratteristiche e costituisce un pericolo per le persone e gli edifici.

Bolide

Il fulmine globulare ricorda una palla luminosa con un diametro medio da 12 a 25 centimetri, in grado di muoversi nell'aria in una direzione arbitraria. La durata media dei fulmini globulari è stimata in 3-5 secondi, tuttavia, ci sono prove che la durata dei fulmini globulari può arrivare fino a 30 secondi. Un fenomeno insolito è associato al fulmine globulare: oggetti metallici di piccola massa, nelle immediate vicinanze della scarica, diventano senza peso. Ad esempio, testimoni oculari hanno ripetutamente notato che quando si sono incontrati con un fulmine globulare, gli anelli sono scivolati dalle loro mani.

I fulmini globulari non sono ancora sufficientemente studiati dalla scienza. Attualmente sono in corso intensi esperimenti in laboratori specializzati per ottenere fulmini globulari artificiali.

getti di corrente

I getti di corrente non compaiono necessariamente durante un temporale: possono apparire anche con tempo sereno, con vento forte, sotto forma di lampi blu difficili da vedere.

Il fuoco di Sant'Elmo

I fuochi di Sant'Elmo stupiscono per la loro bellezza. Molto spesso possono essere osservati sotto forma di un bagliore specifico attorno alle guglie delle torri e degli alberi delle navi. Ai vecchi tempi, questo fenomeno veniva interpretato come un segno divino. Secondo la leggenda, i parrocchiani della Chiesa di Sant'Elmo videro un insolito bagliore attorno alla croce su una delle torri. Quindi questo tipo di scarico ha preso il suo nome moderno. Tuttavia, è stato osservato prima. Già negli antichi testi greci troviamo testimonianze dei "fuochi di Castore e Polluce", che erano considerati di buon auspicio.

Il significato fisico del fenomeno è piuttosto prosaico. Il bagliore si verifica in un'atmosfera secca e altamente elettrificata, quando l'intensità del campo elettromagnetico raggiunge il livello di diverse decine o centinaia di migliaia di volt per metro. Il bagliore si verifica quando nell'aria sono presenti particelle dielettriche: neve, sabbia, polvere. Si sfregano l'uno contro l'altro, formando così un aumento della tensione. campo elettrico. Di conseguenza, nell'aria appare un bagliore caratteristico.

Sprite

Inaugurato a metà degli anni '90 nuovo tipo scarica di fulmini. È stato registrato a un'altitudine di 60 km sul livello del mare sotto forma di brevi lampi ottici. Erano chiamati sprite. Il colore e la forma degli sprite possono variare notevolmente. Gli scienziati sanno ancora poco di questo fenomeno. È noto solo che la loro presenza è associata a scariche che scorrono tra la ionosfera e le nuvole temporalesche. La difficoltà nello studio degli sprite è che appaiono ad un'altitudine alla quale è difficile fissarli sia con l'aiuto di sonde e razzi, sia con l'aiuto di satelliti.

Si ritiene che gli sprite si verifichino solo durante forti temporali e siano provocati da scariche super forti tra la terra e le nuvole.

elfi

Gli elfi sono enormi lampi a forma di cono con un debole bagliore. Il loro diametro può raggiungere i 400 chilometri. Gli elfi appaiono direttamente sopra la nuvola temporalesca e possono raggiungere un'altezza fino a 100 chilometri. La durata della scarica è fino a 5 millisecondi.

getti

si tratta di scariche, a forma di tubi e coni alti fino a 70 chilometri, la durata dell'esistenza dei getti è approssimativamente la stessa di quella degli elfi.

Elemento: semplicemente incanta nella sua incomprensibilità. E da tempo immemorabile, il fulmine ha ispirato i poeti a creare famosi capolavori. Ricorda almeno queste righe di Tyutchev:

"Amo la tempesta all'inizio di maggio,
Quando la primavera, il primo tuono,
Come se si divertisse e giocasse,
Rimbomba nel cielo azzurro".

Tuttavia, i fisici hanno la loro storia d'amore: numeri, formule, calcoli. Hanno anche scomposto il fenomeno dei fulmini in fatti. Ed è proprio per questo che oggi possiamo individuare i seguenti tipi di fulmini.

Fulmine lineare (nuvola-terra)

La scarica di tale fulmine avviene tra le nuvole. Inoltre, può verificarsi, sia tra la nuvola e il suolo, sia all'interno delle nuvole. La sua lunghezza di solito non supera i 3 metri, tuttavia sono stati osservati anche fenomeni di 20 metri di lunghezza.

Questo tipo è il più comune e ha la forma di una linea spezzata, dalla quale si dipartono diversi rami. Il suo colore è spesso bianco, ma esistono anche varianti gialle e persino blu.

Fulmine terra-nube

Il motivo della formazione di tali fulmini è l'accumulo di una scarica elettrostatica sopra l'oggetto più alto della terra. Pertanto, diventa un'esca "appetitosa" per i fulmini che rompono il traferro tra la nuvola e l'oggetto caricato.

In altre parole, più alto è l'oggetto, più è probabile che diventi preda di fulmini, quindi non nasconderti mai dalle intemperie sotto gli alberi ad alto fusto.

nuvola di fulmini

Tali fenomeni si verificano a seguito dello "scambio" di fulmini (essenzialmente cariche elettriche) tra le nuvole. Questo è abbastanza facile da spiegare, poiché la parte superiore della nuvola è caricata positivamente, mentre la parte inferiore è caricata negativamente. Di conseguenza, le nuvole vicine a volte possono "sparare" queste cariche l'una contro l'altra.

Ma qui vale la pena dire che abbastanza spesso puoi vedere fulmini che sfondano una nuvola, ma quando arriva da una nuvola all'altra, puoi notarlo meno spesso.

Cerniere orizzontali

Come avrai intuito, un tale fulmine non colpisce il suolo, ma si diffonde su tutta la superficie del cielo. Forse questo è uno dei fenomeni più spettacolari. Ma allo stesso tempo, è proprio una tale scarica che è la più forte e rappresenta una grande minaccia per i vivi.

Cerniera a nastro

Tale un fenomeno naturale consiste nel verificarsi di più fulmini, che corrono esattamente paralleli tra loro. La ragione del loro aspetto risiede nell'azione della forza del vento, che può espandere i canali del plasma in ciascun fulmine, a seguito della quale appaiono tali opzioni differenziate.

Fulmine di perline

Questa è la variante più rara del fulmine. E le ragioni del suo verificarsi non sono note agli scienziati. E il fatto è che è rappresentato da una linea tratteggiata, non da una linea continua. Si presume che alcune delle sue sezioni si raffreddino durante il tragitto verso terra. Ed è come risultato che il fulmine ordinario diventa perline. Ma tu stesso puoi essere d'accordo sul fatto che la spiegazione sembri almeno strana.

Bolide

È questo fenomeno che è leggendario, in particolare che possono incenerire o distruggere gioielli. Certo, sono pericolosi per gli esseri umani, ma la maggior parte delle storie sono solo storie dell'orrore immaginarie.

fulmine sprite

Sorprendentemente, questi fulmini si formano sopra le nuvole, a un'altitudine di circa 100 km. Purtroppo, si sa poco di loro. E sebbene siano diventati noti con l'avvento e lo sviluppo dell'aviazione, le fotografie di questo fenomeno ammaliante sono diventate disponibili solo ora.

Vulcanico

Questi sono gli ultimi tipi di fulmini che prenderemo in considerazione. Si verificano durante le eruzioni vulcaniche. Gli scienziati tendono a spiegare questo fenomeno con il fatto che la cupola di polvere risultante rompe diversi strati dell'atmosfera contemporaneamente e poiché porta con sé una carica colossale, provoca naturalmente disturbi.

Tutti i fenomeni descritti sono molto spettacolari e capaci di ammaliare. Ma allo stesso tempo, la loro bellezza è mortale per una persona. Pertanto, possiamo solo ammirare il potere incomprensibile che la natura ci mostra e cercare di disarmarci dagli elementi furiosi.

Quanti tipi di fulmini esistono in realtà? Si scopre che ci sono più di dieci specie e le più interessanti sono riportate in questo articolo. Naturalmente, qui non ci sono solo fatti nudi, ma anche fotografie reali di veri fulmini.

Quindi, i tipi di fulmini saranno considerati in ordine, dal fulmine lineare più comune al fulmine sprite più raro. Ad ogni tipo di fulmine vengono fornite una o più foto che aiutano a capire cosa siano realmente tali fulmini.

l gelo fulmine (nube-terra)

Come ottenere un tale fulmine? Sì, è molto semplice: tutto ciò che serve sono un paio di centinaia di chilometri cubi d'aria, un'altezza sufficiente per la formazione di fulmini e un potente motore termico - beh, per esempio, la Terra. Pronto? Ora prendi l'aria e in sequenza inizia a riscaldarla. Quando inizia a lievitare, ad ogni metro di lievitazione, l'aria riscaldata si raffredda, diventando via via sempre più fredda. L'acqua si condensa in goccioline sempre più grandi, formando nuvole temporalesche. Ricordi quelle nuvole scure sopra l'orizzonte, alla vista delle quali gli uccelli tacciono e gli alberi smettono di frusciare? Quindi, queste sono le nuvole temporalesche che danno origine a fulmini e tuoni.

Gli scienziati ritengono che il fulmine si formi a causa della distribuzione di elettroni nella nuvola, solitamente caricati positivamente dalla parte superiore della nuvola e negativamente da. Il risultato è un condensatore molto potente che può essere scaricato di tanto in tanto a seguito della brusca trasformazione dell'aria ordinaria in plasma (ciò è dovuto alla ionizzazione sempre più forte degli strati atmosferici vicini alle nuvole temporalesche). Il plasma forma canali peculiari che, una volta collegati a terra, fungono da ottimo conduttore per l'elettricità. Le nuvole vengono costantemente scaricate attraverso questi canali e vediamo le manifestazioni esterne di questi fenomeni atmosferici sotto forma di fulmini.

A proposito, la temperatura dell'aria nel luogo in cui passa la carica (fulmine) raggiunge i 30 mila gradi e la velocità di propagazione dei fulmini è di 200 mila chilometri all'ora. In generale sono bastati pochi fulmini per alimentare una piccola città per diversi mesi.

E ci sono tali fulmini. Si formano come risultato della carica elettrostatica accumulata sopra l'oggetto più alto della terra, il che lo rende molto "attraente" per i fulmini. Tali fulmini si formano come risultato del "perforare" il traferro tra la parte superiore di un oggetto carico e la parte inferiore di una nuvola temporalesca.

Più alto è l'oggetto, più è probabile che venga colpito da un fulmine. Quindi dicono la verità: non dovresti nasconderti dalla pioggia sotto gli alberi ad alto fusto.

Sì, le singole nuvole possono "scambiarsi" con i fulmini, colpendosi a vicenda con cariche elettriche. È semplice: poiché la parte superiore della nuvola è carica positivamente e la parte inferiore è caricata negativamente, le nuvole temporalesche vicine possono spararsi a vicenda con cariche elettriche.

È abbastanza comune che un fulmine rompa attraverso una nuvola e molto più raro che un fulmine viaggi da una nuvola all'altra.

Questo fulmine non colpisce il suolo, si diffonde orizzontalmente nel cielo. A volte tali fulmini possono diffondersi in un cielo sereno, provenendo da una singola nuvola temporalesca. Tale fulmine è molto potente e molto pericoloso.

Questo fulmine sembra diversi fulmini che corrono paralleli l'uno all'altro. Non c'è mistero nella loro formazione: se soffia un forte vento, può espandere i canali del plasma, di cui abbiamo scritto sopra, e, di conseguenza, si forma un fulmine così differenziato.

Questo è un fulmine molto, molto raro, esiste, sì, ma nessuno lo sa ancora come si forma. Gli scienziati suggeriscono che i fulmini punteggiati si formano a seguito del rapido raffreddamento di alcune sezioni della pista dei fulmini, che trasforma i fulmini ordinari in fulmini punteggiati. Come puoi vedere, questa spiegazione deve chiaramente essere migliorata e integrata.

Finora abbiamo parlato solo di ciò che accade sotto le nuvole, o al loro livello. Ma si scopre che alcuni tipi di fulmini sono più alti delle nuvole. Sono conosciuti fin dall'avvento degli aerei a reazione, ma questi fulmini sono stati fotografati e filmati solo nel 1994. Soprattutto, sembrano meduse, giusto? L'altezza della formazione di tale fulmine è di circa 100 chilometri. Finora, non è molto chiaro quali siano.

Ecco foto e persino video di fulmini sprite unici. Molto bello.

Alcune persone affermano che il fulmine globulare non esiste. Altri pubblicano video di palle di fuoco su YouTube e dimostrano che è tutto reale. In generale, gli scienziati non sono ancora fermamente convinti dell'esistenza dei fulmini globulari e la prova più famosa della loro realtà è una foto scattata da uno studente giapponese.

Questo, in linea di principio, non è un fulmine, ma semplicemente il fenomeno di una scarica luminosa alla fine di vari oggetti appuntiti. I fuochi di Sant'Elmo erano conosciuti nell'antichità, ora sono descritti in dettaglio e ripresi su pellicola.

Questi sono fulmini molto belli che compaiono durante un'eruzione vulcanica. È probabile che la cupola di polvere di gas carica, penetrando contemporaneamente in diversi strati dell'atmosfera, provochi disturbi, poiché essa stessa porta una carica piuttosto significativa. Sembra tutto molto bello, ma inquietante. Gli scienziati non sanno ancora esattamente perché si forma un tale fulmine e ci sono diverse teorie contemporaneamente, una delle quali è delineata sopra.

Ecco alcuni fatti interessanti sui fulmini che non vengono pubblicati spesso:

* Il tipico fulmine dura circa un quarto di secondo e consiste in 3-4 scariche.

* Un temporale medio viaggia a una velocità di 40 km all'ora.

* Ci sono 1.800 temporali nel mondo in questo momento.

* L'Empire State Building degli Stati Uniti viene colpito da un fulmine in media 23 volte l'anno.

* Un fulmine colpisce gli aerei in media una volta ogni 5-10 mila ore di volo.

* La probabilità di essere uccisi da un fulmine è 1 su 2.000.000 Ognuno di noi ha la stessa possibilità di morire cadendo dal letto.

* La probabilità di vedere un fulmine globulare almeno una volta nella vita è di 1 su 10.000.

* Le persone colpite da un fulmine erano considerate segnate da Dio. E se sono morti, presumibilmente sono andati direttamente in paradiso. Nei tempi antichi, le vittime dei fulmini venivano sepolte nel luogo della morte.

Cosa dovresti fare quando il fulmine si avvicina?

A casa

* Chiudere tutte le finestre e le porte.
* Scollegare tutti gli apparecchi elettrici. Non toccarli, compresi i telefoni, durante i temporali.
* Tenere lontano da vasche da bagno, rubinetti e lavandini poiché i tubi di metallo possono condurre elettricità.
* Se sei volato nella stanza bolide, cerca di uscire velocemente e di chiudere la porta dall'altra parte. In caso contrario, almeno congelare sul posto.

Sulla strada

* Prova ad entrare in casa o in macchina. Non toccare le parti metalliche dell'auto. L'auto non deve essere parcheggiata sotto un albero: all'improvviso la colpirà un fulmine e l'albero cadrà proprio su di te.
* Se non c'è riparo, esci all'aperto e, piegandoti, rannicchiati a terra. Ma non puoi semplicemente sdraiarti!
* Nella foresta è meglio nascondersi sotto i cespugli bassi. MAI stare sotto un albero autoportante.
* Evitare torri, recinzioni, alberi ad alto fusto, cavi telefonici ed elettrici, fermate degli autobus.
* Stai lontano da biciclette, barbecue, altri oggetti metallici.
* Tenere lontano dal lago, dal fiume o da altri specchi d'acqua.
* Rimuovi tutto il metallo da te stesso.
* Non stare in mezzo alla folla.
* Se ti trovi in ​​uno spazio aperto e all'improvviso senti i capelli rizzarsi o senti uno strano rumore proveniente da oggetti (significa che un fulmine sta per colpire!), piegati in avanti con le mani sulle ginocchia (ma non a terra ). Le gambe dovrebbero essere unite, i talloni premuti l'uno contro l'altro (se le gambe non si toccano, lo scarico passerà attraverso il corpo).
* Se un temporale ti ha sorpreso su una barca e non hai più tempo per nuotare fino alla riva, piegati sul fondo della barca, unisci le gambe e copriti la testa e le orecchie.

Tipi di fulmini

a) La maggior parte dei fulmini si verifica tra una nuvola e superficie terrestre, tuttavia, ci sono lampi che si verificano tra le nuvole. Tutti questi fulmini sono chiamati lineari. La lunghezza di un singolo fulmine lineare può essere misurata in chilometri.

• b) Un altro tipo di fulmine è il fulmine a nastro. In questo caso, l'immagine seguente, come se ci fossero diversi fulmini lineari quasi identici spostati l'uno rispetto all'altro.
• c) Si è notato che in alcuni casi il lampo si rompe in sezioni luminose separate lunghe diverse decine di metri. Questo fenomeno è chiamato lampo di perline. Secondo Malan (1961), questo tipo di fulmine si spiega sulla base di una scarica prolungata, dopodiché il bagliore sembra essere più luminoso nel punto in cui il canale si piega in direzione dell'osservatore, osservandolo con la sua estremità verso se stesso . E Yuman (1962) riteneva che questo fenomeno dovesse essere considerato un esempio dell '"effetto ping", che consiste in una variazione periodica del raggio della colonna di scarica con un periodo di diversi microsecondi.
• d) Fulmine globulare, che è il fenomeno naturale più misterioso.

Fisica del fulmine lineare

Il fulmine lineare è una serie di impulsi che si susseguono rapidamente. Ogni impulso è una rottura del traferro tra la nuvola e il suolo, che si verifica sotto forma di scarica di scintille. Diamo prima un'occhiata al primo impulso. Ci sono due fasi nel suo sviluppo: in primo luogo, si forma un canale di scarica tra la nuvola e il suolo, quindi un impulso di corrente principale passa rapidamente attraverso il canale formato.

Il primo stadio è la formazione di un canale di scarico. Tutto inizia con il fatto che nella parte inferiore della nuvola si forma un campo elettrico di intensità molto elevata - 105 ... 106 V / m.

Gli elettroni liberi ricevono enormi accelerazioni in un tale campo. Queste accelerazioni sono dirette verso il basso, poiché la parte inferiore della nuvola è caricata negativamente, mentre la superficie terrestre è caricata positivamente. Nel tragitto dalla prima collisione alla successiva, gli elettroni acquisiscono una significativa energia cinetica. Pertanto, scontrandosi con atomi o molecole, li ionizzano. Di conseguenza, nascono nuovi elettroni (secondari), che, a loro volta, vengono accelerati nel campo delle nuvole e quindi ionizzano nuovi atomi e molecole in collisioni. Sorgono intere valanghe di elettroni veloci, formando nuvole proprio sul "fondo", "fili" di plasma - uno streamer.

Unendosi tra loro, gli streamer danno origine a un canale plasma, attraverso il quale passa successivamente l'impulso di corrente principale.

Questo canale plasma, che si sviluppa dal "fondo" della nuvola alla superficie della terra, è pieno di elettroni e ioni liberi e quindi può condurre bene la corrente elettrica. È chiamato un leader, o meglio un leader di passo. Il fatto è che il canale non è formato senza intoppi, ma a salti - "passi".

Perché ci siano delle pause nel movimento del leader e, per di più, relativamente regolari, non è esattamente noto. Ci sono diverse teorie sui leader di passaggio.

Nel 1938 Schonlund avanzò due possibili spiegazioni per il ritardo che causa la natura passiva del leader. Secondo uno di essi, gli elettroni dovrebbero spostarsi lungo il canale dello streamer principale (pilota). Tuttavia, alcuni degli elettroni vengono catturati da atomi e ioni caricati positivamente, quindi ci vuole del tempo prima che nuovi elettroni avanzanti entrino prima che si crei un gradiente di potenziale sufficiente affinché la corrente continui. Secondo un altro punto di vista, ci vuole tempo prima che gli ioni caricati positivamente si accumulino sotto la testa del canale principale e creino così un gradiente potenziale sufficiente attraverso di esso. Ma i processi fisici che si verificano vicino alla testa del leader sono abbastanza comprensibili. L'intensità del campo sotto la nuvola è abbastanza grande - è V/m; nella regione dello spazio direttamente davanti alla testa del leader, è ancora maggiore. In un forte campo elettrico vicino alla testa del leader, si verifica un'intensa ionizzazione di atomi e molecole d'aria. Si verifica a causa, in primo luogo, del bombardamento di atomi e molecole da parte di elettroni veloci emessi dal leader (la cosiddetta ionizzazione da impatto), e, in secondo luogo, per l'assorbimento da parte di atomi e molecole di fotoni di radiazione ultravioletta emessa dal leader ( fotoionizzazione). A causa dell'intensa ionizzazione degli atomi d'aria e delle molecole incontrate sul percorso del leader, il canale del plasma cresce e il leader si sposta sulla superficie terrestre.

Tenendo conto delle soste lungo il percorso, il leader ha impiegato 10…20 ms per raggiungere il suolo a una distanza di 1 km tra la nuvola e la superficie del suolo. Ora la nuvola è collegata al suolo da un canale plasma, che conduce perfettamente la corrente. Il canale del gas ionizzato, per così dire, cortocircuitò la nuvola con la terra. Questo completa la prima fase di sviluppo dell'impulso iniziale.

Il secondo stadio è veloce e potente. La corrente principale scorre lungo il percorso tracciato dal leader. L'impulso di corrente dura circa 0,1 ms. La forza attuale raggiunge valori dell'ordine di A. Viene rilasciata una quantità significativa di energia (fino a J). La temperatura del gas nel canale raggiunge. È in questo momento che nasce la luce straordinariamente brillante che osserviamo nella scarica del fulmine, e c'è un tuono causato dall'improvvisa espansione del gas improvvisamente riscaldato.

È essenziale che sia il bagliore che il riscaldamento del canale plasma si sviluppino nella direzione dal suolo alla nuvola, ad es. giù su. Per spiegare questo fenomeno, dividiamo condizionatamente l'intero canale in più parti. Non appena il canale si è formato (la testa del leader ha raggiunto il suolo), prima di tutto, gli elettroni che si trovavano nella sua parte più bassa saltano giù; pertanto, la parte inferiore del canale è la prima a illuminarsi e a riscaldarsi. Quindi gli elettroni dal successivo (parte più in alto del canale) si precipitano a terra; inizia il bagliore e il riscaldamento di questa parte. E così gradualmente - dal basso verso l'alto - sempre più elettroni vengono inclusi nel movimento verso terra; di conseguenza, il bagliore e il riscaldamento del canale si propagano verso l'alto. Dopo che l'impulso di corrente principale è trascorso, si verifica una pausa con una durata compresa tra 10 e 50 ms. Durante questo periodo, il canale praticamente si spegne, la sua temperatura scende all'incirca al livello e il grado di ionizzazione del canale diminuisce in modo significativo.

Se trascorre più tempo del normale tra fulmini successivi, il grado di ionizzazione può essere così basso, soprattutto nella parte inferiore del canale, che è necessario un nuovo pilota per reionizzare l'aria. Ciò spiega i singoli casi di formazione di gradini alle estremità inferiori dei leader, che precedono non il primo, ma i successivi fulmini principali.

Gli antichi non consideravano sempre temporali e fulmini, così come il rombo del tuono che li accompagnava, come una manifestazione dell'ira degli dei. Ad esempio, per gli Elleni tuono e fulmine erano simboli di potere supremo, mentre gli Etruschi li consideravano segni: se si vedeva un lampo da oriente, significava che tutto sarebbe andato bene, e se brillava a occidente o nord-ovest, viceversa.

L'idea degli Etruschi fu adottata dai romani, i quali erano convinti che un fulmine dal lato destro fosse motivo sufficiente per rimandare di un giorno tutti i piani. I giapponesi hanno avuto un'interessante interpretazione delle scintille celesti. Due vajra (fulmini) erano considerati simboli di Aizen-meo, il dio della compassione: una scintilla era sulla testa della divinità, teneva l'altra nelle sue mani, sopprimendo con essa tutti i desideri negativi dell'umanità.

Il fulmine è un'enorme scarica elettrica, che è sempre accompagnata da un lampo e da scrosci fragorosi (un canale di scarica brillante che ricorda un albero è chiaramente visibile nell'atmosfera). Allo stesso tempo, un lampo non è quasi mai uno, di solito è seguito da due, tre e spesso raggiunge diverse decine di scintille.

Queste scariche si formano quasi sempre in cumulonembi, talvolta in grandi strati di nubi: il limite superiore raggiunge spesso i sette chilometri sopra la superficie del pianeta, mentre la parte inferiore può quasi toccare il suolo, rimanendo non superiore a cinquecento metri. I fulmini possono formarsi sia in una nuvola che tra nuvole elettrificate vicine, nonché tra una nuvola e il suolo.

Una nuvola temporalesca è composta da un largo numero vapore condensato sotto forma di banchi di ghiaccio (a un'altezza superiore a tre chilometri si tratta quasi sempre di cristalli di ghiaccio, poiché la temperatura qui non supera lo zero). Prima che la nuvola diventi un temporale, i cristalli di ghiaccio iniziano a muoversi attivamente al suo interno, mentre le correnti di aria calda che salgono dalla superficie riscaldata li aiutano a muoversi.

Le masse d'aria trasportano verso l'alto pezzi di ghiaccio più piccoli, che si scontrano costantemente con cristalli più grandi durante il movimento. Di conseguenza, i cristalli più piccoli vengono caricati positivamente, quelli più grandi vengono caricati negativamente.

Dopo che piccoli cristalli di ghiaccio si raccolgono in alto e quelli grandi in basso, la parte superiore della nuvola viene caricata positivamente, la parte inferiore viene caricata negativamente. Pertanto, l'intensità del campo elettrico nella nuvola raggiunge livelli estremamente elevati: un milione di volt per metro.

Quando queste regioni di carica opposta si scontrano tra loro, nei punti di contatto, ioni ed elettroni formano un canale attraverso il quale tutti gli elementi carichi si precipitano verso il basso e si forma una scarica elettrica: un fulmine. In questo momento, viene rilasciata un'energia così potente che la sua forza sarebbe sufficiente per alimentare una lampadina da 100 watt per 90 giorni.

Il canale si riscalda fino a quasi 30.000 gradi Celsius, cinque volte la temperatura del Sole, producendo una luce brillante (il flash dura in genere solo tre quarti di secondo). Dopo la formazione del canale, la nuvola temporalesca inizia a scaricarsi: la prima scarica è seguita da due, tre, quattro o più scintille.

Un fulmine assomiglia a un'esplosione e provoca la formazione di un'onda d'urto, estremamente pericolosa per qualsiasi creatura vivente che si trovi vicino al canale. L'onda d'urto della scarica elettrica più forte a pochi metri da se stessa è perfettamente in grado di rompere alberi, ferire o commozione cerebrale anche senza una scossa elettrica diretta:

• A una distanza massima di 0,5 m dal canale, i fulmini possono distruggere strutture deboli e ferire una persona;
• A una distanza fino a 5 metri, gli edifici rimangono intatti, ma possono sfondare le finestre e stordire una persona;
• A lunghe distanze, l'onda d'urto non ha conseguenze negative e si trasforma in un'onda sonora, nota come tuono.

Rotola il tuono

Pochi secondi dopo la registrazione di un fulmine, a causa di un forte aumento della pressione lungo il canale, l'atmosfera si riscalda fino a 30mila gradi Celsius. Di conseguenza, si verificano vibrazioni esplosive dell'aria e si verificano tuoni. Tuoni e fulmini sono strettamente correlati tra loro: la lunghezza della scarica è spesso di circa otto chilometri, quindi il suono proveniente da diverse parti di esso raggiunge in momenti diversi, formando tuoni.

È interessante notare che, misurando il tempo trascorso tra tuoni e fulmini, puoi scoprire quanto è lontano dall'osservatore l'epicentro del temporale.

Per fare ciò, è necessario moltiplicare il tempo tra fulmini e tuoni per la velocità del suono, che va da 300 a 360 m / s (ad esempio, se l'intervallo di tempo è di due secondi, l'epicentro del temporale è poco più di 600 metri dall'osservatore, e se tre - a distanza chilometri). Questo aiuterà a determinare se la tempesta si sta allontanando o si sta avvicinando.

Incredibile palla di fuoco

Uno dei fenomeni meno studiati, e quindi più misteriosi della natura, è il fulmine globulare, una sfera di plasma luminosa che si muove nell'aria. È misterioso perché il principio della formazione del fulmine globulare è ancora sconosciuto: nonostante ci sia gran numero ipotesi che spiegassero le ragioni della comparsa di questo straordinario fenomeno naturale, c'erano obiezioni a ciascuna di esse. Gli scienziati non sono stati in grado di ottenere sperimentalmente la formazione di fulmini globulari.

Il fulmine sferico è in grado di esistere a lungo e di muoversi lungo una traiettoria imprevedibile. Ad esempio, è abbastanza in grado di rimanere sospeso in aria per diversi secondi e poi correre di lato.

A differenza di una semplice scarica, c'è sempre una sfera di plasma: fino a quando non sono stati registrati due o più lampi di fuoco contemporaneamente. La dimensione del fulmine globulare varia da 10 a 20 cm Il fulmine globulare è caratterizzato da tonalità bianche, arancioni o blu, anche se spesso si trovano altri colori, fino al nero.

Gli scienziati non hanno ancora determinato gli indicatori di temperatura del fulmine globulare: nonostante, secondo i loro calcoli, dovrebbe oscillare da cento a mille gradi Celsius, le persone vicine a questo fenomeno non hanno sentito il calore emanato dal fulmine globulare .

La principale difficoltà nello studio di questo fenomeno è che gli scienziati raramente riescono a fissarne l'aspetto e la testimonianza dei testimoni oculari spesso mette in dubbio il fatto che il fenomeno che hanno osservato fosse davvero un fulmine globulare. Innanzitutto, la testimonianza differisce per le condizioni in cui è apparsa: sostanzialmente è stata vista durante un temporale.

Ci sono anche indicazioni che i fulmini globulari possono apparire anche in una bella giornata: scendono dalle nuvole, appaiono nell'aria o appaiono a causa di qualche oggetto (albero o palo).

Un'altra caratteristica del fulmine globulare è la sua penetrazione in ambienti chiusi, è stato visto anche nelle cabine di pilotaggio (una palla di fuoco può penetrare nelle finestre, scendere attraverso i condotti di ventilazione e persino volare fuori dalle prese o dalla TV). Sono state anche ripetutamente documentate situazioni in cui la sfera al plasma è stata fissata in un punto e vi è apparsa costantemente.

Spesso, l'aspetto del fulmine globulare non causa problemi (si muove silenziosamente nelle correnti d'aria e vola via o scompare dopo un po'). Ma le tristi conseguenze sono state notate anche quando è esploso, facendo evaporare istantaneamente il liquido vicino, sciogliendo vetro e metallo.

Possibili pericoli

Poiché l'aspetto del fulmine globulare è sempre inaspettato, quando vedi questo fenomeno unico vicino a te, l'importante è non farsi prendere dal panico, non muoversi bruscamente e non correre da nessuna parte: il fulmine di fuoco è molto suscettibile alle vibrazioni dell'aria. È necessario abbandonare tranquillamente la traiettoria della palla e cercare di stare il più lontano possibile da essa. Se una persona è nella stanza, devi camminare lentamente verso l'apertura della finestra e aprire la finestra: ci sono molte storie quando una palla pericolosa ha lasciato l'appartamento.

Nulla può essere lanciato nella palla di plasma: è perfettamente in grado di esplodere, e questo è irto non solo di ustioni o perdita di coscienza, ma anche di arresto cardiaco. Se è successo che la palla elettrica ha catturato una persona, è necessario trasferirla in una stanza ventilata, avvolgerla più calda, fare un massaggio cardiaco, la respirazione artificiale e chiamare immediatamente un medico.

Cosa fare in un temporale

Quando inizia un temporale e vedi un fulmine in avvicinamento, devi trovare riparo e nasconderti dalle intemperie: un fulmine è spesso fatale e, se le persone sopravvivono, spesso rimangono disabili.

Se non ci sono edifici nelle vicinanze e una persona è nel campo in quel momento, deve tenere conto del fatto che è meglio nascondersi da un temporale in una grotta. Ma è consigliabile evitare gli alberi ad alto fusto: i fulmini di solito puntano sulla pianta più grande, e se gli alberi hanno la stessa altezza, cade in qualcosa che conduce meglio l'elettricità.

Per proteggere un edificio o una struttura indipendente dai fulmini, di solito installano un albero alto vicino a loro, in cima al quale è fissata un'asta metallica appuntita, collegata saldamente a un filo spesso, all'altra estremità c'è un oggetto metallico sepolto in profondità nel terra. Lo schema di funzionamento è semplice: un'asta di una nuvola temporalesca è sempre caricata con una carica opposta alla nuvola, che, scorrendo lungo il filo sotterraneo, neutralizza la carica della nuvola. Questo dispositivo è chiamato parafulmine ed è installato su tutti gli edifici delle città e altri insediamenti umani.