Cos'è un fulmine e perchè si genera

[Burian]

Ecco un articolo didattico del nostro Francesco, delfry del forum, dove ci spiega alcuni concetti base del fulmine. Buona lettura!

Il Fulmine, tra certezze e possibilità, tra fascino e pericolo

Il fulmine, fenomeno atmosferico che probabilmente più di tutti divide l’opinione pubblica tra fascino, bellezza e tra violenza e temibilità. Nulla in natura è scontato o inutile, in particolare le fulminazioni servono a mantenere inalterata la quantità di cariche elettriche presenti nell’atmosfera.
Immaginiamo nella nostra mente una nube temporalesca in tutta la sua maestosa forma, possiamo semplificare dicendo che la base della nube, dove si trovano le particelle più grandi, assumerà carica negativa, mentre la sommità della nuvola, dove ascendono le particelle più piccole spinte dalle correnti interne sarà carica positivamente.
L’induzione di carica positiva sul terreno sottostante, esercitata dall’elettricità negativa alla base della nube non fa altro che generare forze attrattive e repulsive tra le molecole d’aria circostante che si elettrizzano. Tali condizioni, quindi, in particolare la grande differenza di potenziale che si genera, innescano la scarica elettrica.
La genesi di ogni folgore è molto più complessa di quanto uno riesca ad immaginare, la velocità con cui risplende nel cielo risulta decisamente ingannevole sotto questo punto di vista. Ogni fulmine è composto in rapida successione dalla scarica pilota, dal lampo principale, dalla scarica guida veloce e dal lampo secondario.



La scarica pilota, composta da cariche negative, avanza con una velocità di circa 8000 km/s e giunge mediamente a 70/80 metri dal suolo. Da qui il lampo principale risale verso la nube ad una velocità di 45000 km/s percorrendo a ritroso il corridoio elettro-conduttore creato dalla scarica pilota e trasportando verso l’alto il surplus di carica positiva del terreno. Proprio il lampo principale è l’artefice del bagliore che riusciamo facilmente a distinguere in cielo (magari di notte) evidenziando ogni scanalatura che la scarica pilota aveva disegnato. Poco dopo partono dalla nube in rapida sequenza, sia la scarica guida veloce (dalla nube verso terra) che il lampo secondario (in senso opposto), risultando ambedue scarsamente luminosi e distinguibili.
Quando il fulmine attraversa l’atmosfera la surriscalda ad una temperatura compresa tra i 12000 e i 18000 °C ovvero circa 2,5 volte la temperatura della superficie solare. Questo grandissimo calore espande l’aria velocemente provocando il caratteristico fragore del tuono udibile talvolta anche a qualche decina di km di distanza, quasi mai sopra i 25 km. Poiché il suono si propaga a circa 330-340 m/s mentre la luce a circa 300000 km/s si ha una differenza tra la visione del lampo e la percezione del tuono, che risulta tanto più rilevante, quanto più lontano si è avuta la scarica elettrica.
Quanto detto fino ad ora rappresenta le certezze di questo magnifico fenomeno mentre per parlare di possibilità bisogna tirare in ballo la ricerca ed in particolare il fenomeno della ionizzazione. Un gruppo di studiosi francesi facente parti dell’Ensta di Parigi hanno condotto un interessante esperimento presso una istallazione militare di Tolosa. Con l’uso di un potentissimo laser, dell’ordine di miliardi di watt, sono riusciti a creare una sorta di canale preferenziale sul quale far scaricare il fulmine.
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[Ghiaccio96]

Interessante,soprattutto dell'esperimento non sapevo niente.
Io sapevo che tra due superfici di carica opposta,aumentando la DDP,aumenta anche l'intensità di corrente tra di esse,ad opera degli ioni presenti nel gas che cominciano a muoversi. Si arriva ad una certa DDp in cui l'intensità di corrente comincia ad essere costante anche se questa aumenta,fino alla tensione di innesco,l'intensita di corrente torna ad aumentare rapidamente,gli ioni cominciano ad urtarne altri (scarica a valanga) creando altri ioni e producendo una fortissima corrente che porta allo sfogo,al fulmine quindi,che non è altro che un rapidissimo moto degli ioni dell'aria verso la superficie di carica opposta.Si tratta quindi di un processo di ionizzazione,non mi è nuovo,ma credevo che al riguardo ormai non ci fossero più incertezze...
Sarei curioso di vederlo un laser che permette di tracciare il percorso di un fulmine... Ne voglio uno subito

[Burian]

Sui fulmini sapevo giusto qualcosa, un'infarinatura diciamo, nell'articolo apprendiamo invece cose nuove ed interessanti.

[Olim]

Non ho avuto ancora modo di leggerlo! Nei prossimi giorni mi ci metto.. in questo periodo sono molto impegnato purtroppo!