Voyage aux racines de la foudre

2009/05/31 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia

• Fisika
• Hidrologia

Ils sont spectaculaires, sans doute, les rayons, ces lumières violentes qui descendent du ciel à la Terre dans les tempêtes. (Photo: Axel Rouvin )

Les rayons se produisent généralement dans des tempêtes violentes, appelées embats de tonnerre, et ce type de tempêtes se produisent lorsque vous créez des nuages appelés cumulonimbos. Ces nuages présentent un aspect vertical qui se produit dans des conditions d'humidité ambiante élevée et de chaleur de l'air: la chaleur fait s'évaporer l'eau et la vapeur monte et monte dans l'atmosphère. Comme nous montons, la température ambiante est de plus en plus basse et, à un moment donné, la vapeur n'a pas assez d'énergie pour rester gaz et devient une petite goutte d'eau. Ce sont les nuages.

Les gouttes d'eau accumulées dans les nuages restent suspendues et, dans le cas des amas onimbulaires, des interactions se produisent entre les molécules de vapeur d'eau accumulées, les gouttes d'eau, les gouttes de glace, etc., et les frictions. En conséquence, les électrons des molécules se mettent à danser et passent d'une molécule à l'autre. Quelque chose de semblable se produit quand un ballon est frotté contre un pull en laine, les électrons passent de l'un à l'autre et le ballon et le pull sont chargés.

Car même dans les nuages il y a des molécules qui acquièrent la charge positive et d'autres négatives. En prenant la charge, les molécules chargées positivement s'accumulent au sommet du nuage et chargées négativement au fond.

Les nuages, appelés cumulonimbos, sont les antécédents des rayons dans des environnements humides et chauds. (Photo: Nicholas T. ) )

Cette distribution de charges dans les nuages se répète sur le sol. En fait, les électrons du fond des nuages repoussent ceux du sol et les font pénétrer dans le sol. Ainsi, la surface du sol (partie supérieure de la couche de terre) acquiert une charge positive, tandis que la partie la plus profonde de la terre est négative.

Et puis, la foudre

À ce moment-là, il y a deux surfaces avec une charge opposée, et la différence est de plus en plus grande, car plus d'eau s'accumule dans les nuages, plus de chocs et de frictions s'accumulent, etc., et finalement cette tension devient insoutenable et la décharge, la foudre se produit.

Les électrons sont dirigés vers la surface terrestre pour éliminer la différence de charge générée. La trajectoire des électrons est définie par l'air. En fait, l'air lui-même est chargé, ce qui facilite le passage des électrons. Cependant, pas tout l'air est chargé de la même manière en raison des particules de poussière et d'autres corps de l'air. C'est pourquoi les électrons occupent un chemin de difficulté minimale, qui n'est jamais une ligne droite, mais en zigzag.

Répartition des charges dans les nuages et sur Terre. Dans ces cas, il est très courant de produire des rayons. (Photo: Nicholas T. ).

Les électrons qui passent chauffent et étendent instantanément l'air, ce qui produit un bruit que nous appelons tonnerre. Cependant, nous ne percevons pas simultanément les rayons et les tonnerres. Cela se produit simplement parce que la lumière et le son ne bougent pas à la même vitesse, la lumière se déplace un million de fois plus vite que le son.

En se déplaçant si rapidement les électrons, les rayons ont une durée très réduite. Oui, la puissance est généralement énorme: Sa température est d'environ 30.000 degrés (cinq fois la température de surface du soleil) et son intensité varie entre 5.000 et 340.000 ampères. Comment ne serons-nous pas choqués et parfois effrayés par ce genre de phénomènes ?

Publié dans 7K.