كيفية حدوث عمليتي البرق والرعد

2013 قاموس الجغرافيا

منشورات فيليبس

KFAS

عمليتي البرق والرعد علوم الأرض والجيولوجيا

حالما تنشأ قوة كهربائية كامنة تبلغ نحو مليون فولت / متر (300000 فولت/ قدم) في عاصفة رعدية فإن عملية البرق تبدأ . 

يجري سيل من الإلكترونات ليصطدم مع جزيئات الهواء وليحرر المزيد من الإلكترونات ، ويعطي جزيئات الهواء شحنة موجبة في إبان ذلك (مما يؤين الهواء) . 

ويشكّل هذا التفريغ المتقطع من التيار الكهربائي مجازاً شديد التفرعات ويُسمى "الوثبات المتدرجة" (1) (stepped leader) .

 

ومع دنوّ الفروع الرئيسية في الوثبات المتدرجة ، الحاملة لشحنات سلبية كبيرة جداً ، من الأرض فإنها تحث حدوث سهول قصيرة صاعدة ذات شحنات كهربائية موجبة من نقاط جيدة التوصيل الكهربائي على الأرض (2) . 

وعندما يتلامس فرع من الوثبات المتدرجة مع سبيل صاعد موجب تنشأ قناة كاملة من الهواء المتأين.

ويسمح هذا لتيار موجب هائل يسمى الضربة العائدة بالتدفق إلى الأعلى في السحاب على هيئة ضربة برق ساطعة  (3).  وتظهر في الشكل الضربات المختلفة بألوان مختلفة للتمييز بينها .

 

وفي الطبيعة كل البرق عديم اللون ، وتتسبب الضربة العائدة في حدوث أولى موجات الصدمة التي تسمعها على هيئة رعد (ب) . 

ويصل الوميض إلى العين فوراً ، بينما يقطع صوت الرعد 330 متراً/ ثانية تقريباً (1100 قدم / ثانية) . ولذلك فإن عدد الثواني بين الوميض والرعد مضروباً بــ 330 يعطينا بُعد ضربة البرق بالأمتار . 

وبعد جزء من ميللي ثانية واحدة بعد الضربة العائدة (3) يعبر سهم طليعي سالب الشحنة القناة المتأينة (4) ويحفّز ضربة عائدة صاعدة أخرى .

وتتكرر العملية عدة مرّات خلال كسور من الثانية حتى تصبح الشحنة في السحابة متعادلة . وتولّد موصّلات البرق (5) مسترسلة موجبة قوية تحت التلامس الكهربائي مع وثَبات متدرّجة (stepped leader) مقتربة .

 

وبالتالي فإن ضربات البرق الكامنة ضمن 100-50 متر)  330-170 قدماً) من مبنى ما تنجذب إلى ناقل أو موصّل للبرق.

ويتجه مسار الضربات العائدة والوثبات الطليعية (dart leader) بأمان إلى الأرض على امتداد شريط نحاسي عريض يُدفن طرفه في الأرض .

 

يحدث الرَّعد بفعل ضربة برق ضيقة تعمل على تسخين عمود من الهواء 1( يحيط بها إلى درجة تبلغ 30000° مئوية تقريباً (55000° فهرنهايت).

وتوسّع عمود الهواء توسعاً انفجارياً (2) بسرعة تفوق سرعة الصوت تحت قوة تبلغ أضعاف الضغط الجوي العادي بمقدار 100-10 مرّة . 

وتصبح موجة الصدمة الهائلة موجة صوتية خلال متر واحد تقريباً ، وينتج عنها صوت الرعد .

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]