لطالما أثار البرق فضول الإنسان. إنه تفريغ قوي للكهرباء الساكنة، ويحدث عادةً أثناء العواصف الرعدية، مُولِّدًا نبضة كهرومغناطيسية. ويصاحب هذا التفريغ الكهربائي انبعاث ضوء يُعرف بالوميض، وصوت يُعرف بالرعد. مع ذلك، توجد أنواع عديدة من البرق، تختلف باختلاف مصدره وشكله. ندعوكم للاطلاع على المزيد حول البرق وخصائصه.
في هذه المقالة سوف نخبرك ما هي أنواع مختلفة من الأشعة وكيف تتشكل.
الملامح الرئيسية
يصاحب التفريغ الكهربائي الذي يُسبب البرق وميضٌ ضوئي. يُعرف هذا الضوء بالبرق، وينتج عن مرور تيار كهربائي يُؤيّن جزيئات الهواء. بعد ذلك، يُسمع صوتٌ يُعرف بالرعد، ناتجٌ عن الموجة الصدمية. تنتقل الكهرباء المُنتجة عبر الغلاف الجوي، فتُسخّن الهواء وتُمدّده بسرعة، مُحدثةً ذلك الدويّ المميز. يكون البرق في حالة بلازما.
يبلغ متوسط طول البرق حوالي 1500 متر. ومن المثير للاهتمام أن أطول برق مسجل كان في أوكلاهوما عام 2007، حيث بلغ طوله 321 كيلومترًا. يتحرك البرق عادةً بسرعة متوسطة تبلغ حوالي 440 كيلومترًا في الثانية، وقد تصل سرعته إلى 1400 كيلومتر في الثانية. ويبلغ فرق الجهد بين البرق والأرض مليار فولت. لذا، تُعدّ هذه الصواعق شديدة الخطورة. ويُسجّل ما يقارب 16 مليون عاصفة رعدية حول العالم سنويًا.
تحدث ضربات البرق في أغلب الأحيان نتيجة تفاعل الشحنات الموجبة في الأرض مع الشحنات السالبة في السحب. ويعود ذلك إلى التطور الرأسي لسحب الركام المزني. فعندما تصل سحابة الركام المزني إلى التروبوبوز (الطبقة العليا من التروبوسفير)، تجذب الشحنات الموجبة في السحابة الشحنات السالبة. وتُنتج هذه الحركة للشحنات عبر الغلاف الجوي البرق. وعادةً ما يكون تأثيرها ذهابًا وإيابًا، أي أن الجسيمات ترتفع لحظيًا ثم تعود، مما يوحي بأن البرق يتحرك نحو الأسفل.
يمكن أن يولد البرق طاقة فورية تبلغ مليون واط ، والتي يمكن مقارنتها بقوة انفجار نووي. يُطلق على الانضباط في علم الأرصاد الجوية المسؤول عن دراسة البرق وكل ما يتعلق به علم الصواعق.
تكوين أنواع البرق
لا تزال كيفية بدء البرق موضع نقاش، إذ لم يتوصل العلماء بعد إلى أسبابه الأساسية. وتُعزى التفسيرات الأكثر قبولًا إلى الاضطرابات الجوية التي تُسبب أنواعًا مختلفة من البرق، والتي تنتج بدورها عن تغيرات في الرياح والرطوبة والضغط الجوي. كما تُؤخذ في الاعتبار تأثيرات الرياح الشمسية وتراكم الجسيمات الشمسية المشحونة. يمكنك استكشاف هذه الظاهرة بمزيد من التفصيل في قسم تأثيرات الحد الأدنى للنشاط الشمسي.
يُعتقد أن الجليد هو العنصر الأساسي في تكوّن البرق، إذ يُسهّل فصل الشحنات الموجبة والسالبة داخل سحابة الركام المزني. كما يمكن أن يحدث البرق في سحب الرماد الناتجة عن الانفجارات البركانية، أو نتيجة حرائق الغابات العنيفة التي تُولّد غبارًا قادرًا على توليد شحنة كهربائية ساكنة. لمزيد من المعلومات حول البرق أثناء الانفجارات البركانية، يُرجى الاطلاع على هذه المقالة.
في فرضية الحث الكهروستاتيكي، تُحرَّك الشحنات بعمليات لا تزال غير مفهومة للبشر. يتطلب فصل الشحنات تيارًا صاعدًا قويًا، يحمل قطرات الماء إلى الأعلى. وبالتالي، عندما تصل قطرات الماء إلى ارتفاعات أعلى حيث يكون الهواء المحيط أبرد، يحدث تبريد متسارع. عادةً ما تكون هذه الارتفاعات فائقة التبريد إلى درجات حرارة تتراوح بين -10 و -20 درجة مئوية. يؤدي تصادم بلورات الجليد إلى تكوين مزيج من الماء والجليد يُسمى البَرَد. تنقل هذه التصادمات شحنة موجبة جزئية إلى بلورات الجليد وشحنة سالبة جزئية إلى حبات البَرَد.
تدفع التيارات بلورات الجليد الأخف إلى الأعلى وتتسبب في تراكم الشحنات الموجبة في الجزء الخلفي من السحابة. أخيرًا ، فإن تأثير جاذبية الأرض هو ما يجعل البَرَد يسقط بشحنات سالبة لأنه أثقل باتجاه المركز وإلى الأجزاء السفلية من السحابة. يستمر فصل الشحنات والتراكم حتى تصبح الإمكانات الكهربائية كافية لبدء التفريغ الكهربائي.
هناك فرضية أخرى حول آلية الاستقطاب تتكون من عنصرين. دعونا نرى ما هم:
يصبح الجليد المتساقط وقطرات الماء مستقطبة كهربائيًا في اللحظة التي يسقطون فيها من خلال المجال الكهربائي الطبيعي للأرض.
ان سقوط جزيئات الجليد يصطدمان ويتم شحنهما بالحث الكهروستاتيكي.
أنواع البرق
كما ذكرنا من قبل ، هناك أنواع مختلفة من الأشعة لها خصائص معينة. الصاعقة الأكثر شيوعًا هي أكثر الصواعق التي يتم ملاحظتها وتعرف باسم شعاع الشعاع. هذا هو الجزء المرئي من أثر الشعاع. تحدث معظمها داخل سحابة بحيث لا يمكن رؤيتها. دعونا نرى ما هي الأنواع الرئيسية للأشعة:
البرق من السحابة إلى الأرض: إنه الأكثر شهرة والثاني الأكثر شيوعًا. إنه يمثل أكبر تهديد للحياة والممتلكات. إنه قادر على التأثير على الأرض والتفريغ بين السحابة التراكمية والأرض.
شعاع اللؤلؤ: نوع من البرق من السحابة إلى الأرض يبدو وكأنه يقتحم سلسلة من الأقسام القصيرة والمشرقة.
البرق المتقطع: إنه نوع آخر من البرق من السحابة إلى الأرض وله مدة قصيرة تبدو وكأنها وميض فقط. عادة ما يكون ساطعًا جدًا وله تداعيات كبيرة.
شعاع متشعب: هم تلك الأشعة من السحابة إلى الأرض التي تظهر تشعب مسارهم.
البرق الأرضي السحابي: إنه تفريغ بين الأرض والسحابة يبدأ بضربة أولية صاعدة. يجب أن يكون أكثر ندرة.
سحابة إلى سحابة البرق: يحدث بين المناطق غير الملامسة للأرض. يحدث هذا عادةً عندما تولد سحابتان منفصلتان فرقًا في الجهد الكهربائي.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن الأنواع المختلفة للأشعة وخصائصها.
