I FULMINI

Diversi motivi possono far nascere una carica elettrica all'interno di una nube; fra questi, l'effetto dell'attrito fra le particelle di ghiaccio e la separazione di cariche elettriche quando le goccioline d'acqua cominciano a solidificarsi. Le particelle di ghiaccio più leggere, caricate positivamente, si portano vero la sommità della nube, mentre i chicchi di grandine e le gocce d'acqua più grosse con carica negativa si accumulano nella parte bassa della nube. La scarica elettrica dalla nube verso terra avverrà quando la distanza tra la base della nube ed un oggetto al suolo di notevole altezza si riduce talmente da consentire la scarica. Questa si presenta sottoforma del caratteristico bagliore dei lampi; la corrente riscalda l'aria provocandone una rapidissima espansione che produce alla fine il familiare fragore e rombo dei tuoni.
Il lampo procede a zig-zag, poiché la scarica avviene secondo un percorso, normalmente tortuoso, di minore resistenza nello strato d'aria tra la nube e il suolo. Anche la differenza di potenziale tra la sommità e la base della nube può determinare una scarica all'interno della nube stessa che appare come un bagliore diffuso poiché la luce passa attraverso milioni di gocce d'acqua. Dal tempo che passa tra la visione del lampo e il momento in cui si sente il tuono si può capire a che distanza si trova il temporale. Infatti, mentre il lampo si vede immediatamente, il rombo del tuono impiega circa 3 secondi per percorrere un chilometro. Se dopo il lampo non si sente il tuono significa che il temporale si trova probabilmente a più di 25-30 chilometri di distanza.

Inoltre qualsiasi oggetto sospeso nell'atmosfera può innescare un fulmine: si sono osservati infatti fulmini tra nuvola e aeroplano, e tra aeroplano e suolo.

Una sua rappresentazione stilizzata è spesso usata nell'iconografia mitologica e araldica.

La scarica del fulmine sarebbe generata dalle particelle negative delle nuvole che vengono attratte dalle particelle positive presenti nel suolo. Tuttavia l'origine del fenomeno non è ancora del tutto chiara. Sono state studiate varie cause che includono le perturbazioni atmosferiche (vento, umidità, attrito e pressione atmosferica), ma anche l'impatto di particelle provenienti dal vento solare e l'accumulo di particelle solari.

La scarica di un fulmine avviene di solito con il metodo seguente: dalla nuvola ha inizio un canale ionizzato (detto canale di prescarica) che avanza nell'aria verso il basso, muovendosi a tratti con avanzamenti rapidi dell'ordine dei 50 metri e pause nell'ordine di 50 microsecondi, in modo che la velocità media risultante dell'avanzamento sia di circa 1metro/microsecondo. Quando il canale ionizzato, che appare debolmente luminoso e presenta irregolarità di percorso e ramificazioni, raggiunge il punto di contatto con il suolo (o su una linea elettrica ad esempio) fluisce verso terra una elevata corrente dovuta alla scarica quasi completa del canale ionizzato (scarica di ritorno), la quale inizia dal suolo e si propaga verso la nube con una velocità di circa 0.1 - 0.3 volte quella della luce rendendo via via notevolmente luminoso il condotto di fulmine e le sue ramificazioni.

Le condizioni ideali per lo sviluppo di fulmini sono i cumulonembi tipici dei fenomeni temporaleschi, ma sono stati osservati fulmini anche durante tempeste di sabbia, bufere di neve e nelle nuvole di cenere vulcanica.

Anche le particelle di ghiaccio all'interno della nuvola sono ritenute essere un elemento fondamentale nello sviluppo dei fulmini, in quanto possono provocare la separazione forzata delle particelle con cariche positive e negative, contribuendo così all'innesco della scarica elettrica.

L'intensità della corrente elettrica di un fulmine varia tipicamente tra i 10 e i 200 kiloampere. Generalmente si descrive il fulmine come una singola scarica, ma sono molto frequenti i casi in cui si verificano una serie di scariche in rapida successione. Tipicamente l'intervallo di tempo tra una scarica e l'altra può oscillare tra i 5 e i 500 millisecondi, e la serie nel complesso può durare anche 1,5 secondi.

In realtà, la grande pericolosità del fulmine è dovuta più che alle grandi tensioni, alla corrente che fluisce nel canale d'aria ionizzata: essendo infatti il plasma un ottimo conduttore di corrente, esso permette il fluire di correnti tipiche di migliaia di ampere (si consideri che bastano circa 20 mA per causare danni fisiologici da folgorazione).

Esistono quattro diversi tipi di fulmini:
negativo discendente, la scarica pilota ha carica negativa e parte dall'alto.
positivo discendente, la scarica pilota ha carica positiva e parte dall'alto.
negativo ascendente, la scarica pilota ha carica negativa e parte dal basso.
positivo ascendente, la scarica pilota ha carica positiva e parte dal basso.
La velocità è variabile e dipende sia dalle condizioni di umidità che dalla differenza di potenziale della scarica, ma si muove tra i 40.000 e i 50.000 km/s.

Il fulmine genera un forte impulso elettromagnetico che provoca interferenze nella ricezione di segnali radio (specialmente con modulazione in ampiezza), fino a frequenze di diversi MHz. Il fortissimo impulso elettromagnetico rilasciato da un fulmine può danneggiare in modo irreversibile componenti elettronici funzionanti a bassa frequenza.

Osservazioni compiute, a partire dagli anni novanta, mediante l'uso di telescopi spaziali (come, ad esempio Compton Gamma Ray Observatory, lanciato nel 1990), hanno rivelato l'inaspettata emissione di radiazione elettromagnetica a più alta energia, fin nello spettro dei raggi gamma: i cosiddetti Terrestrial Gamma Ray Flash (TGFs). Queste osservazioni hanno rivelato l'esistenza di un fenomeno inatteso e piuttosto inspiegabile, che pone serie sfide alla teoria dei fulmini, specialmente quando si sono scoperti i segni evidenti della produzione di antimateria nei fulmini.

Un corpo colpito da un fulmine viene riscaldato per effetto Joule, e le grandi correnti in gioco possono, a seconda dei casi, incendiarlo o fonderlo all'istante; quando un fulmine si scarica nell'acqua, essa può vaporizzarsi.

Quando un fulmine colpisce una persona, si parla di fulminazione (mentre si parla di folgorazione per indicare le lesioni violente prodotte dalle scariche elettriche provenienti dagli impianti industriali): in una frazione di un secondo un fulmine può danneggiare il cervello e arrestare il battito cardiaco. Dato che l'impulso elettrico è caratterizzato anche da alte frequenze, parte della corrente scorre sull'esterno del corpo, ustionando in particolar modo la pelle. Si stima che in tutto il mondo, nell’arco di un anno, più di mille persone vengano colpite da un fulmine.

Anche se una persona non viene colpita direttamente, un fulmine può comunque provocare danni gravi. L'onda d'urto può investire le persone vicine, spostandole e stordendole. Se il fulmine si scarica su un albero, questo esplode a causa della improvvisa vaporizzazione della linfa, proiettando schegge.

Per ridurne i rischi si utilizzano i parafulmini. Essere colpiti da un fulmine è un evento improbabile, ma non rarissimo, se non si adottano adeguate precauzioni quando può manifestarsi.

Le scariche elettriche sono attratte dalla presenza di materiali conduttori oppure di energia nelle sue varie forme, e, a parità di materiale, tendono a concentrarsi sulle punte. Infatti, la densità di carica elettrica misurabile in un materiale conduttore risulta massima nelle sue punte e sui suoi spigoli, dove tendono a concentrarsi le particelle elettriche libere: è in base a questo principio che funziona il parafulmine.

La casa, ed in generale i luoghi al chiuso costituiscono un riparo sicuro in caso di temporale. All'interno si consiglia di:
evitare di utilizzare apparecchiature connesse alla rete elettrica e i telefoni fissi non cordless;
evitare di toccarne elementi metallici quali tubature e le parti metalliche di porte e finestre;
evitare di fare la doccia, lavare i piatti ed in genere di entrare in contatto con l'acqua;
mantenere una distanza di qualche metro da porte e finestre.
Al chiuso i cellulari sono sicuri da utilizzare in quanto il loro campo elettromagnetico è troppo debole per attrarre in forma significativa i fulmini.

L'automobile con i finestrini chiusi e gli aeroplani sono sicuri perché sono una gabbia di Faraday e quindi isolano l'ambiente interno dai campi elettrostatici presenti al loro esterno.

In mancanza di un luogo chiuso, la posizione più sicura è quella in cui si sta piegati sulle proprie ginocchia, senza stare in piedi o sdraiati sul terreno, evitando di stare in gruppo con altre persone. La prossimità di elementi sporgenti, come alberi, e pali e il contatto con masse d'acqua, come il mare e i laghi, è fonte di rischio.

Il corpo umano è esso stesso un conduttore elettrico: per questo la posizione piegata sulle ginocchia, e isolata dagli altri, è quella che minimizza la superficie conduttrice e di scambio termico che potrebbe attrarre un fulmine.

Il tipo più comune di fulmine è però quello intranube.
In media sulla Terra sono in corso 2000 temporali e si scatenano 100 fulmini al secondo.
I fulmini che cadono in un anno sono circa 1 miliardo e 200 milioni, concentrati sulla terraferma a medie latitudini. Una delle zone più temporalesche è Java, con circa 200 giornate temporalesche l’anno.
I fulmini sono maggiormente concentrati nel pomeriggio, a causa del riscaldamento del suolo che favorisce la genesi di nubi temporalesche, ma c’è un altro massimo intorno alle 21.
Un fenomeno vistoso e spaventoso come il fulmine non poteva essere trascurato dagli antichi, tanto meno dai fantasiosi greci, che lo immaginarono scagliato da Zeus, dio del tempo, che comandava anche la pioggia, e scagliava fulmini per punire chi lo disubbidiva. Il termine saetta deriva proprio da freccia, sagitta, cioè le frecce che venivano scagliate.
Per la mitologia nordica erano le scintille prodotte dal martello di Thor che batteva su un’incudine. E’ interessante notare che il nome tuono potrebbe derivare da Thor, in inglese tuono si dice thunder, perché i colpi del martello del dio producevano forte rumore.
I popoli americani avevano Tlaloc, dio della pioggia, e anche in Asia esistevano divinità per i diversi fenomeni meteo.
Alcuni filosofi tentarono di darne una spiegazione meno fantasiosa, pur con molte pecche dovute alla mancanza di conoscenze scientifiche: si immaginava che il rumore del tuono fosse causato dalle nubi che si scontrano, o che il fulmine fosse il risultato della luce del sole che usciva dalle nuvole dopo che era rimasta imprigionata.
Aristotele scrisse il primo vero trattato di meteorologia e pensò al fulmine come ad una esalazione che risultava dalla condensazione dell’aria in acqua, espulsa dalla parte più densa della nube verso il basso.

Un significato positivo e anche forse frutto di una osservazione davvero si deduce dalla mitologia etrusca del fulmine, scagliato per fecondare la Terra.Il dio del fulmine era Aplu, raffigurato con una corona di alloro sulla testa e la cui figura ha molte analogia con quella di Apollo. Sappiamo che in effetti il fulmine ha questa capacità perché operano l’ossidazione dell’azoto gassoso formando composti che possono essere utilizzati dalle piante. Questo processo è fondamentale e si chiama fissazione dell’azoto, viene compiuto anche da particolari batteri e piante.
Quelli che comunemente sono chiamati lampi sono tecnicamente fulmini intra-nube, si realizzano cioè all’interno della nuvola, tra sommità e base. Si distinguono dai fulmini classici perché illuminano dal dentro la nube come una luminosità diffusa..
I fulmini nube-aria vanno invece dalla nube a un’area dell’atmosfera carica elettricamente, e sono più deboli generalmente degli altri fulmini.
I fulmini a razzo sono fulmini classici nube-terra ma procedono lentamente e a questa particolarità devono il nome.
I fulmini a perla sono suddivisi in segmenti. i fulmini superficiali sembrano lingue di fuoco all’orizzonte, e sono prodotti da fulmini non visibili direttamente. Sono questi i lampi di calore che spesso si vedono nelle notti estive specie in montagna, e erroneamente vengono presi per lampi prodotti in cielo sereno, mentre sono semplicemente visibili a grande distanza, tanto che non se ne sente il tuono.

.

FAI VOLARE LA FANTASIA 
NON FARTI RUBARE IL TEMPO
 I TUOI SOGNI DIVENTANO REALTA'
 OGNI DESIDERIO SARA' REALIZZATO 
IL TUO FUTURO E' ADESSO .

 MUNDIMAGO
http://www.mundimago.org/

.

 GUARDA ANCHE

LA NOSTRA APP

LE IMAGO

http://www.mundimago.org/