Vremea severă 101
Întrebări frecvente despre fulgere
Ce este fulgerul? Fulgerul este o scânteie gigantică de electricitate în atmosferă dintre nori, aer sau sol. În primele etape ale dezvoltării, aerul acționează ca un izolator între sarcinile pozitive și negative din nor și între nor și sol. Când încărcările opuse se acumulează suficient, această capacitate izolatoare a aerului se descompune și există o descărcare rapidă de energie electrică pe care o cunoaștem ca fulger. (Procesul efectiv de defalcare este încă slab înțeles.) Defalcarea aerului creează ioni și electroni liberi care se deplasează pe canalul conducător. Acest flux de curent egalează temporar regiunile încărcate în atmosferă până când se acumulează din nou încărcăturile opuse.
Fulgerele din furtuni încep într-un câmp electric puternic între sarcini opuse din norul furtunii și pot rămâne complet în interiorul norului (fulgerul intra-nor) atunci când regiunile de încărcare sunt similare (echilibrate) sau pot ajunge la sol (nor – fulger la sol) când una dintre regiuni este mult mai puternică decât cealaltă (dezechilibrată).
Fulgerul este unul dintre cele mai vechi fenomene naturale observate de pe pământ. Poate fi văzut în erupții vulcanice, incendii forestiere extrem de intense (nori de pirocumulonimbus), detonații nucleare de suprafață, furtuni puternice de zăpadă, în uragane mari și, evident, furtuni. Ce sunt blițurile cloud? Un fulger de nor este un fulger care apare în interiorul norului, se deplasează dintr-o parte a unui nor în alta, iar unele canale se pot extinde în aer curat. Ce este un „lider în trepte?” Un lider în trepte este dezvoltarea canalului de trăsnet descendent. În special, canalele de trăsnet încărcate negativ nu se propagă continuu, ci în „pași” relativ scurți în care aerul din față se ionizează ca „streamere multiple cu conductivitate scăzută”. Un streamer care dezvoltă o conductivitate mai actuală și mai bună poate deveni următorul pas care se conectează la canalul „lider”. Este posibil să ai tunete fără fulgere? Nu, nu este posibil să ai tunete fără fulgere. Tunetul începe ca o undă de șoc din canalul fulgerului care se extinde exploziv atunci când un curent mare provoacă încălzire rapidă. Cu toate acestea, este posibil să vedeți fulgere și să nu auziți tunetul, deoarece era prea departe. Uneori, acest lucru se numește „fulger de căldură”, deoarece apare cel mai adesea vara. Fulgerele sunt întotdeauna produse de o furtună? Furtunile au întotdeauna fulgere (tunetele sunt cauzate de fulgere și „nu puteți avea o furtună fără tunete!), Dar poți avea fulgere fără furtună. Fulgerele pot fi observate și în detonările nucleare de la suprafața erupțiilor vulcanice și în furtunile puternice de zăpadă („zăpadă tunet”). Ce cauzează tunetul? Tunetul este cauzat de fulgere. Această energie încălzește aerul din canal la peste 50.000 ° F în doar câteva milionimi de secundă! Aerul care este acum încălzit la o temperatură atât de ridicată nu a avut timp să se extindă, așa că este acum la o temperatură foarte mare. aerul de înaltă presiune se extinde apoi în aer înconjurător comprimându-l și provocând o perturbare care se propagă în toate direcțiile, departe de cursă. Perturbarea este o undă de șoc pentru primele 10 metri, după care devine o undă sonoră obișnuită. , sau tunet.
Ce este fulgerul uscat? Fulgerul uscat este un fulger care apare fără ploaie în apropiere. Centrul de predicție a furtunilor NOAA emite în mod curent prognoze pentru fulgere uscate, deoarece acest tip este mai probabil să provoace incendii de pădure. Ce este un „șurub de la albastru”? Un „șurub de la albastru” este un fulger nor-sol care, de obicei, iese din partea norului de furtună, parcurge o distanță relativ mare în aer curat, departe de norul de furtună , și apoi înclină în jos și lovește pământul. Aceste fulgere au fost documentate pentru a călători la câțiva kilometri distanță de norul furtunilor. Pot fi deosebit de periculoși, deoarece par să provină din cerul albastru senin.
Un biciclist cu cască a experimentat un fulger în cap în condiții meteorologice echitabile, cu un cer fără nori. S-a stabilit că șurubul provine probabil dintr-o furtună care se afla la aproximativ 16 km (aproximativ zece mile) distanță și ascunsă de munți. Trăsnetul lovește întotdeauna cel mai înalt obiect? Nu spune niciodată întotdeauna! Fulgerul lovește de obicei cel mai înalt obiect. Este logic că cel mai înalt obiect este cel mai probabil să producă serpentine ascendente pentru a se conecta cu liderul fulgerului descendent.Ce tip de electricitate este fulgerul? Fulgerul este o descărcare electrostatică însoțită de emisia de lumină vizibilă și alte forme de radiații electromagnetice. Câți volți și wați sunt în fulgere? Fulgerele pot avea între 100 și 1 miliard de volți și conțin miliarde de wați. De ce sunt considerate mai periculoase fulgerele pozitive decât cele mai frecvente șuruburi încărcate negativ? Nici nu doriți să vă confruntați, dar fulgerul pozitiv poate fi considerat mai periculos, deoarece curentul său electric de vârf este adesea mai puternic, durata blițului (continuă) este de obicei mai lungă, iar încărcarea sa maximă poate fi mult mai mare decât o lovitură negativă. Se crede că curentul cu durată mai lungă de timp va face și mai probabil să aprindă focurile. Trage fulgerul din cer în jos sau din pământ? Răspunsul este ambele. Fulgerele nor-sol provin din cer în jos, dar partea pe care o vedeți vine din sol în sus. Un fulger tipic nor-sol coboară o cale de electricitate negativă (pe care nu o putem vedea) spre sol într-o serie de spurts. Obiectele de pe sol au, în general, o încărcătură pozitivă sub o furtună tipică. (Sarcina care se acumulează într-o zonă mică a suprafeței Pământului și a obiectelor de pe ea este determinată de sarcina netă de deasupra acesteia, deoarece suprafața Pământului este relativ conductivă și poate deplasa sarcina ca răspuns la furtună.) Deoarece opusele atrag, o streamerul ascendent este trimis din obiectul care urmează să fie lovit. Când aceste două căi se întâlnesc, o lovitură de întoarcere se întoarce spre cer. Accidentul de întoarcere este cel care produce blițul vizibil, dar totul se întâmplă atât de repede – în câteva miimi de secundă – astfel încât ochiul uman nu vede formarea efectivă a acțiunii. Fulgerele naturale pot declanșa și descărcări ascendente de la înălțime turnuri, cum ar fi antenele de difuzare. Pentru mai multe informații despre nor-sol (și alte tipuri de fulgere) accesați pagina Vremea severă 101: tipuri de fulgere. Cât de fierbinte poate face fulgerul aerul? Energia din fulgere încălzește aerul din jur oriunde de la 18.000 grade Fahrenheit până la 60.000 grade Fahrenheit. Ce face ca fulgerele să fie colorate mai degrabă decât albul sau albastrul obișnuit? Fulgerul poate părea să fie de multe culori diferite, în funcție de ceea ce călătorește lumina pentru a ajunge la ochii tăi. oarecum rare, roz și verde sunt adesea descrise ca culori ale fulgerului. Nebunia, praful, umezeala, picăturile de ploaie și orice alte particule din atmosferă vor afecta culoarea prin absorbția sau difracția unei porțiuni din alb lumina fulgerului. Cum beneficiază Pământul de fulgere? Pământul beneficiază de fulgere în mai multe moduri. În primul rând, furtunile și fulgerele fac parte din circuitul electric global al Pământului. Furtunile și norii electrizați sunt ca niște baterii care determină încărcarea negativă a Pământului și încărcarea pozitivă a atmosferei .. Acest lucru menține câmpul electric cu vreme frumoasă, care este de aproximativ 100 V / m lângă suprafață. Există întotdeauna un curent constant de ioni încărcați negativ care curg în sus de pe întreaga suprafață a Pământului (și ioni pozitivi în jos din atmosferă). Furtunile ajută la transferul încărcăturilor negative înapoi pe Pământ (fulgerele sunt în general încărcate negativ). Fără furtuni și fulgere, echilibrul electric pământ-atmosferă ar dispărea în 5 minute. Fulgerul produce și substanțe chimice care produc ozon. Ce se întâmplă cu solul când trăsnetul îl lovește? Ceea ce tinde să se întâmple atunci când fulgerul lovește pământul este că acesta fuzionează murdăria și argile în silice. Rezultatul este adesea o rocă sticloasă (numită fulgurită) sub forma unui tub contorsionat. Fulguritul a fost găsit peste tot în lume, dar este relativ rar. Culoarea depinde de mineralele din nisipul care a fost lovit. Forma din sol este forma căii pe care curentul de trăsnet a urmat-o în sol. De multe ori există și daune ierburilor de-a lungul acestei căi.
Fulgerele care călătoresc pe un trunchi de copac transformă apa în abur. Dacă pătrunde sub scoarță în umiditatea suprafeței lemnului, aburul care se extinde rapid poate arunca bucăți de scoarță și ramuri din copac, iar lemnul de-a lungul cărării este adesea ucis. Sarcina purtată de fulgere este apoi disipată de-a lungul suprafaţa pământului. Dacă sunteți aproape de ceva care a fost lovit de fulgere, cum ar fi un copac sau un gard, acest proces poate fi foarte periculos, deoarece tot acest curent nu se risipește instantaneu. Fulgerul poate lovi un copac, apoi se ramifică și lovește altceva sau, după ce curentul se deplasează prin trunchiul copacului, poate călători și prin zona imediat înconjurătoare și în orice sau oricine din apropiere. Totuși, acest proces este destul de rapid, astfel încât pământul sau orice altceva care a fost lovit nu rămâne periculos din punct de vedere electric după aceea. Curentul de trăsnet poate circula chiar mai departe prin apă, garduri metalice, linii electrice sau instalații sanitare. Curentul de fulger poate intra într-o clădire și se poate transfera prin fire sau instalații sanitare și poate deteriora tot ceea ce se află în calea sa.În mod similar, în zonele urbane, acesta poate lovi un stâlp sau un copac și curentul se deplasează apoi către mai multe case din apropiere și alte structuri și le intră prin cabluri sau instalații sanitare. Poate fulgerul să lovească același loc de două ori? Fulgerul a lovit același loc (sau aproape același loc) de mai multe ori, contrar înțelepciunii populare. Ar putea fi pur și simplu o întâmplare statistică (adică, cu toate fulgerele care apar, în cele din urmă fulgerul va trece undeva lângă un fulger anterior într-o perioadă scurtă de timp). S-ar putea, de asemenea, ca ceva despre site să facă ceva mai probabil să fie lovit. De obicei, atunci când trăsnetul lovește ceva la sol, obiectul care este lovit trimite un canal slab în sus care se alătură blițului în curs de dezvoltare în jos și creează conexiunea cu solul. Obiectele mai înalte sunt mai susceptibile de a produce canalul ascendent decât obiectele mai scurte. Dar este, de asemenea, posibil ca ceva care afectează local capacitatea solului de a conduce electricitatea (cum ar fi conținutul de sare sau umiditate al solului la momentul respectiv, prezența sau absența rocii, a apei stătătoare, a țevilor sau a altor obiecte metalice în pământ), forma terenului, forma frunzelor sau crenguțelor sau altceva ar putea face ca o anumită locație să fie lovită mai mult decât o altă locație din apropiere. Când și unde trece fulgerul cel mai frecvent? Fulgerul provine dintr-un nor cumulonimbus părinte. Acești nori de furtună se formează oriunde există suficientă mișcare a aerului ascendent, instabilitate convectivă și umiditate pentru a produce un nor adânc care atinge niveluri mai reci decât înghețarea.
Aceste condiții sunt îndeplinite cel mai adesea în anotimpurile calde (primăvară, vară, începutul toamnei). În general, continentul SUA are o scădere a fulgerului spre nord-vest. Pe parcursul întregului an, cea mai mare frecvență a fulgerului nor-sol este în Florida, între Tampa și Orlando. Acest lucru se datorează prezenței, în multe zile ale anului, a unui conținut ridicat de umiditate în atmosferă la niveluri scăzute (sub 5.000 de picioare), precum și a temperaturilor ridicate ale suprafeței care produc brize marine puternice de-a lungul coastelor Floridei. Munții occidentali din SUA produc, de asemenea, mișcări puternice în sus și contribuie la frecvente fulgere nor-sol. Există, de asemenea, frecvențe înalte de-a lungul coastei Golfului Mexic, coastei atlantice din sud-estul SUA și în interiorul Golfului. Regiunile de-a lungul coastei de vest a Pacificului au cel mai mic fulger nor-sol. Cum se electrizează furtunile? Norii se electrizează atunci când curenții ascendenți puternici (alimentați de instabilitate convectivă și umiditate) produc un amestec de particule mai mari de gheață (graupel), mici cristale de gheață și picături de apă lichidă supraîncălzite și cristale de gheață la temperaturi mai mici decât înghețarea (0 ° C). În acest mediu, coliziunile de revenire între cristalele de gheață ale graupelului determină transferul de sarcină între particule. Acest lucru se numește proces noninductiv, deoarece nu necesită un câmp electric preexistent pentru a polariza particulele. Mecanismele fizice exacte nu sunt complet înțelese, dar implică un transfer de masă de la o particulă la alta, iar semnul sarcinii depinde de temperatură și de ratele de creștere ale particulelor. Graupelul și cristalele câștigă semne opuse de încărcare și apoi formează regiuni de încărcare separate, pe măsură ce graupelul cade mai repede în curentul ascendent.
Un proces secundar poate apărea atunci când câmpurile electrice cresc și determină polarizarea picăturilor (ioni din picăturile conduse de câmpul electric pentru a se opune laturilor picăturii). Dacă o parte a picăturii îngheață pe o particulă de gheață și restul se rupe, o anumită sarcină netă de ioni din picătură poate fi capturată de gheață. Acest lucru este cunoscut ca un proces inductiv, deoarece necesită un câmp electric aprecabil. Se petrec fulgere în timpul iernii? Fulgerele apar mai rar în timpul iernii, deoarece nu există la fel de multă instabilitate și umiditate în atmosferă ca în timpul verii. Aceste două ingrediente funcționează împreună pentru a crea furtuni convective care pot produce fulgere. Fără instabilitate și umezeală, furtunile puternice sunt puțin probabil.
În timpul iernii, suprafața terenului este mai rece, deoarece nu există la fel de multă încălzire de către soare pentru a o încălzi. Fără temperaturi de suprafață calde, aerul aproape de suprafață nu ar crește în atmosferă foarte departe. Astfel, tipurile de furtuni adânci (adânci de 8-15 km) care se dezvoltă în timpul verii nu se vor dezvolta.
Aerul cald deține mai mulți vapori de apă. Și, când vaporii de apă se condensează în picături de nor lichid de apă, se eliberează căldură latentă care alimentează furtuna. Deci, aerul cald și umed în apropierea suprafeței (și condițiile adecvate ridicate pentru a vă oferi multă instabilitate) poate duce la convecție profundă, care poate produce descărcări fulgere. Ce este thundersnow? Deși furtunile sunt mai puțin frecvente în timpul iernii, uneori pot apărea fulgere în furtuni de zăpadă.Numit thundersnow, instabilitatea relativ puternică și umiditatea abundentă pot fi găsite deasupra suprafeței, cum ar fi deasupra unui front cald, mai degrabă decât la suprafața unde poate fi sub îngheț. Thundersnow este uneori observat în aval de marele lac sărat și de marile lacuri, în timpul furtunilor de zăpadă cu efect de lac. Câte blițuri pe an sunt? În cele 48 de state adiacente, în fiecare an au fost detectate în medie 20.000.000 de blițuri nor-sol, de când rețeaua de detectare a trăsnetului (NLDN) a acoperit toată SUA continentală în 1989. În plus, aproximativ jumătate din toate blițurile au mai mult de un punct de lovire la sol, astfel încât cel puțin 30 de milioane de puncte la sol sunt lovite în medie în fiecare an în SUA. Pe lângă blițurile de la sol la sol, există de aproximativ 5 până la 10 ori mai multe blițuri de nori decât blițurile de la sol. Cum pot fi ferit de trăsnet? Serviciul Național de Meteorologie al NOAA este o sursă excelentă de informații cu privire la siguranța fulgerului în interior și în exterior și riscurile împotriva trăsnetului. Care sunt șansele de a fi lovit de fulgere? Potrivit NWS, șansa ca o persoană din SUA să fie lovită în timpul unei anumite date anul este unul din 1,2 milioane. Șansele de a fi atinse în timpul vieții tale (estimat la 80 de ani) sunt 1 din 15.300. Puteți citi mai multe despre de unde provin aceste numere pe site-ul web al Serviciului Meteorologic Național. Multe depind de expunerea dvs. Cu toate acestea, vă puteți reduce riscul de a fi lovit de fulgere mergând la un adăpost bun, cum ar fi o clădire închisă (vezi linkul de mai sus), dacă există o furtună în apropiere! Cele mai periculoase perioade ale unei furtuni pot fi începutul și sfârșitul de producție de fulgere. Dacă primul bliț este un CG, acesta va veni fără niciun avertisment din partea tunetului anterior. Ultimul bliț al unei furtuni poate apărea la câteva minute după ultimul bliț, deci este important să așteptați suficient timp pentru condiții pentru a fi în siguranță din nou. Unde pot obține informații despre trăsnetele care au loc în zona mea? Există mai multe companii care colectează și arhivează aceste date, inclusiv Vaisala și Earth Networks care operează rețele în Statele Unite. De fapt, achiziționăm noi înșine datele fulgerului (nu avem fonduri pentru a ne întreține propria rețea) și avem reguli stricte cu privire la modul în care le putem folosi.