لماذا البرق متعرج؟ | العلوم الحية
يمكن أن يضيء البرق السماء في وميض ساطع ويأخذ مجموعة متنوعة من الأشكال ، ولكن إذا كنت سترسمه ، فمن المؤكد أنك ستخدش متعرجًا. ولكن ما الذي يعطي الصواعق هذا الشكل الشبيه بالفرع؟ لماذا البرق متعرج عبر السماء ، بدلا من التفريغ في خط مستقيم بين السحب الرعدية والأرض؟
تظل العديد من آليات البرق لغزًا ، على الرغم من أن الباحثين بدأوا في فك السبب وراء انحراف البرق. “نحن نعرف كل شيء عن معظم الأشياء أرض – يمكن للعلماء التنبؤ [lunar and solar] خسوف في غضون جزء من الثانية ، ” جون لوك (يفتح في علامة تبويب جديدة)قال عالم الفيزياء بجامعة جنوب أستراليا والمؤلف الرئيسي لدراسة تبحث في “النمط المتدرج” في البرق ، لموقع Live Science. “ولكن لا تزال هناك ألغاز كبيرة حول البرق القديم الشائع.”
في الدراسة ، نشرت الدراسة في ديسمبر 2022 في مجلة الفيزياء د: الفيزياء التطبيقية (يفتح في علامة تبويب جديدة)، يشير لوك وزملاؤه إلى أن النمط المتعرج المميز للبرق ناتج عن شكل عالي التوصيل من الأكسجين التي تتراكم بشكل غير منتظم حيث ينتقل الترباس نحو الأرض ، وأحيانًا على مسافات كبيرة.
متعلق ب: ما هو أطول صاعقة تم تسجيلها على الإطلاق؟
وقال إن الصور السريعة للغاية للصواعق تظهر أن الصاعقة يسبقها “قادة” من الهواء المتأين (المشحون كهربائيًا) الذي يتفرع من قاع سحابة رعدية. في معظم الحالات ، يكون هؤلاء القادة ضعيفين للغاية بحيث لا يمكن رؤيتهم بالعين المجردة.
قال لوكي إن هؤلاء القادة ، وليس الصاعقة الأخيرة ، هم من يشكلون النمط المتدرج.
عادةً ما يعمل الهواء كعازل ، لكن القادة ينشئون مناطق ذات تركيزات عالية من شكل خاص من الأكسجين عالي التوصيل يسمى “الأكسجين دلتا المفرد” – أي جزيئات الأكسجين ذات حالة طاقة أقل من المعتاد.
وقال لوكي إن كل “منعرج” (أو “زاج”) لقائد – “خطوة” يبلغ طولها حوالي 165 قدمًا (50 مترًا) – ناتج عن تفريغ الشحنات الكهربائية عبر هذه المنطقة.
وأوضح أن المجالات المغناطيسية القوية من الخطوة الأخيرة تخلق بشكل فوري جزيئات أكسجين دلتا مفردة إضافية من جزيئات الأكسجين المنتظمة في الغلاف الجوي ، ويمكن أن تتفرع تركيزات هذا الأكسجين عالي التوصيل في جميع الاتجاهات من حيث تنتهي الخطوة.
يقوم القائد بتفريغ الشحنة عبر خطوات متتالية في حوالي جزء من المليون من الثانية ، يتبع كل منها فترة “مظلمة” عابرة حيث تظهر الصور عدم وجود إفرازات مرئية على الإطلاق ، وفي النهاية تصطدم بالأرض أو بجسم طويل متصل بها. ينتج عن هذا التأثير المرئي (وبصوت عال جدا) قال “ضربة عائدة” للصاعقة لحوالي جزء من الألف من الثانية ، عائدة على طول المسار المتعرج لأكسجين دلتا القميص عالي التوصيل. يفقد القادة الآخرون مسؤوليتهم في هذه المرحلة ويختفون.
قال لوكي إن الفهم الأفضل لكيفية عمل البرق يمكن أن يساعد الهياكل والناس على النجاة من العواصف الرعدية. على سبيل المثال ، قد يُعلم عن وضع قضبان الصواعق على الأجسام العالية مثل المباني وصواري الراديو والهياكل الفوقية للسفن.
من بين الأسئلة العالقة حول البرق ما الذي يسببه. قال لوكي إنه على الرغم من أن العلماء يفترضون الآن أن البرق عبارة عن كهرباء ثابتة ناتجة عن حركة جزيئات الجليد في السحب الرعدية ، فإن هذا غير معروف على وجه اليقين.
قال “إنه موضوع مثير للدهشة”. “لم يتم التعرف على الألغاز ولا يعرفها عامة الناس”.
