Бурите са явления, които пленяват човечеството от древни времена и всяват страх у много хора, особено в детството. Светкавиците и гръмотевиците, ключови елементи на тези събития, са визуално впечатляващи, въпреки че през повечето време са ужасяващи за ухото. Някои хора не знаят точно какво е мълния или как се произвежда. Освен това има няколко вида мълнии, които в зависимост от това къде падат, могат да причинят сериозни щети. Затова в тази статия ще опишем подробно какво е мълния, как се формира и видовете мълния, които съществуват, с цел да осигурим по-задълбочено разбиране на този природен феномен.
Какво е Светкавица
Светкавицата е атмосферен електрически разряд, който генерира мощно излъчване на светлина, известно като светкавица, и е придружено от акустичен компонент, наречен гръм. Това разреждане възниква, когато разликите в електрическия заряд се натрупват в облаците или между облаците и земната повърхност, йонизирайки молекулите на въздуха, за да създадат проводящ път, през който електричеството се движи бързо. Този процес се случва за няколко милисекунди. Въздухът около канала на лъча се нагрява моментално, достигайки изключително високи температури. Това причинява силно разширяване на въздуха, създавайки акустичната ударна вълна, която познаваме като гръмотевица.
Средната дължина на мълния варира между 1.500 и 5.000 метра. Има обаче забележителни изключения. Например, през 2007 г. най-дългата мълния в света е регистрирана в Оклахома, с дължина около 321 километра. Известно е също, че мълнията може да достигне скорост до 1.400 километра в секунда и потенциални диференциали от милиони волта. Поради тези характеристики мълнията е опасно явление, което трябва да се приема сериозно и с уважение. Изчислено е, че има приблизително 16 милиона гръмотевични бури всяка година по цялата планета.
Светкавицата обикновено възниква, когато електрически заредени облаци (купесто-дъждовни) се развиват вертикално в атмосферата, докато достигнат тропопаузата, област, където положителните и отрицателните заряди се разделят. Движението на тези заряди през атмосферата задейства характерните светлинни проблясъци на мълния, които се появяват както когато частиците се движат нагоре, така и когато се връщат, създавайки визуалния ефект на мълния.
Освен това мълнията може да генерира до един милион вата мигновена мощност, което е сравнимо с малка ядрена експлозия. Ето защо мълнията е толкова разрушителна, когато удари структури или живи същества. Клонът на метеорологията, отговорен за изследването на светкавиците и електрическите бури, се нарича керамика.
Светкавично образуване
Процесът на образуване на мълния е сложен феномен, който все още повдига важни въпроси за науката. Въпреки че има консенсус относно условията, необходими за появата на мълния, точният механизъм, който инициира електрическия разряд, остава спорен.
Ясно е, че мълнията се образува в купесто-дъждовни облаци, които са буреносни облаци с огромен капацитет за вертикално развитие. В тези облаци възникват възходящи и низходящи въздушни течения. Чрез тези движения ледените кристали, намиращи се в горните части на облака, се сблъскват с малки частици град, пренасяйки електрически заряди. Кристалите придобиват положителен заряд, докато градушката се зарежда отрицателно.
След като тези частици се отделят, по-леките ледени кристали се транспортират до върха на облака, създавайки зона с положителен заряд между 8 и 10 километра височина. За разлика от тях отрицателно заредената градушка се натрупва в средната и долната част на облака, на височина около 5 километра. Този процес генерира разлика в електрическия потенциал между горната и долната част на облака, което създава условията за образуване на мълния.
В някои случаи потенциалната разлика може да възникне не само в рамките на облак, но и между облака и земната повърхност, която става положително заредена под въздействието на отрицателните заряди в облака. Когато потенциалната разлика е достатъчно голяма, съпротивлението на въздуха се нарушава и възниква електрически разряд: мълния.
Ледът е основен компонент в този тип процес, защото улеснява разделянето на зарядите и следователно поляризацията на облака. Всъщност мълнията може да се появи в облаци от вулканична пепел или облаци от прах, генерирани от големи горски пожари, което показва, че електрическата активност не е ограничена до традиционни условия на буря.
Друга от най-приетите хипотези за образуването на мълния споменава феномена на електростатичната индукция, при който частиците се поляризират, когато преминават през естественото електрическо поле на Земята. В този случай ледените зърна и градушката се сблъскват и пренасят електрически заряди, допринасяйки за натрупването на отрицателен заряд в долната част на облака и положителен заряд в горната част, явление, което в крайна сметка създава благоприятни условия за разреждане на мълния.
Видове светкавици
Има няколко вида мълнии, които зависят от средата, в която се образуват и точките, между които пътуват. Сред тях се открояват следните:
- Светкавица облак-земя: Това е най-известният и често срещан вид. Този лъч произхожда от облаците и се насочва към повърхността на Земята. Той е най-опасен поради способността си да въздейства пряко върху хора, конструкции и растителност.
- Облак-облак светкавица: Този вид светкавица възниква между два различни облака, без да достига земната повърхност. Въпреки че не представлява толкова голяма опасност за хората, визуално е впечатляващ.
- Мълния от приземен облак: Много по-рядко срещан от мълния облак-земя, този тип електрически разряд възниква в посока нагоре, от земята към облак. Обикновено се наблюдава в области с изразени положителни заряди на земната повърхност, като високи кули или планини.
- Вътрешнооблачна мълния: Вътрешнооблачната мълния е мълния, която възниква в рамките на един и същи облак. Този тип светкавица е невидима с невъоръжено око от повърхността, тъй като се появява изцяло в облака.
- Пърл Рей: Друг особен вид светкавица е перлената мълния, която изглежда фрагментирана на поредица от ярки сегменти. Въпреки че също е вид мълния облак-земя, нейният дисплей е отличителен поради външния си вид.
- Разклонен или раздвоен лъч: Това се случва, когато пътят на лъча се разклонява в множество посоки, което води до показване на визуални разклонения, които изглежда се простират от централна точка към повърхността.
Всеки от тези видове мълния носи различни рискове и визуални характеристики, но всички те споделят едно и също основно явление: динамичното разреждане на разликите в електрическия заряд през атмосферата.
Изследването на светкавиците и гръмотевичните бури продължава да очарова учени и метеоролози, които се стремят да разберат напълно причините и механизмите зад едно от най-мощните явления в природата.
Надявам се, че след като прочетете тази статия, ще имате много по-подробна и задълбочена представа за мълнията, от нейното образуване до различните видове, които съществуват. Въпреки че мълнията може да бъде опасна, тя също е очарователна със своята сложност и красота, както и играе важна роля в регулирането на глобалния електрически заряд на атмосферата.