كيف تحدث ظاهرة البرق ؟؟ وما هي أنواعها ؟

ظاهرة البرق تنتج عن جعل الشحنات السالبة والموجبة مفصولة بحيث يكون الجزء العلوي من السحابة الجليدية موجب الشحنة، بينما قاعدة السحابة سالبة الشحنة في مناطق العواصف الرعدية بدأ الهواء ينهار كهربائياً.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• كيف تحدث ظاهرة البرق ؟
• نظرة عامة حول البرق
• أنواع ظاهرة البرق
• توقع حدوث الرعد والبرق

كيف تحدث ظاهرة البرق ؟

تعتبر ظاهرة البرق من الظواهر الطبيعية التي تتم من خلال الأتي:

• عندما يصادف القائد التقدمي شحنة كهربائية منبعثة من الأرض، فإنها تعود إلى الغيوم بسرعة مماثلة تقريبًا لسرعات الضوء، التي تنتج طاقة كبيرة وضوء ساطعًا، ما يسمى بالرعد أو البرق.
• وتجدر الإشارة إلى أن المجال الكهربائي مرتفع جدًا، في أجسام عالية جدًا على سبيل المثال هوائيات الراديو، لهذا عندما يصل القائد المتدرج إليها ينتشر من هناك إلى السحاب ويشكل ضوءً متفرعًا من الأرض للغيوم هذا النوع يميز البرق بأنها تنقل الشحنات الموجبة إلى الأرض.

في حالة البرق داخل السحابة:

• سيحدث شيء مشابه لما ذكر أعلاه، والفرق هو أن الشحنة الكهربائية يتم تفريغها بين أماكن مختلفة من السحابة، وبما أن الهواء لا يمكن أن يكون بعيدًا، فلن يكون هناك ضربة عودة يمكن للأرض أن تنقل الكهرباء.
• لكن هذه الفئة من البرق تنتج طاقة كبيرة بالإضافة إلى وميض ساطع من السحب إلى الأرض مثل الإحساس بالبرق.
• يتم البرق أيضًا من خلال انتشار عمود الهواء المشحون (يسمى الدليل المتدرج) إلى الأرض من خلال خطوات متعاقبة، تصل كل درجة إلى حوالي خمسون مترًا ومع تحرك الدليل التدريجي وتنمو.
• ثم يتأين الهواء ثم يحمل الشحنات على طول مساره وعندما يكون كذلك بالقرب من الأرض، سيتم تكوين فرق محتمل بين نهاية السائر والأرض.
• مما سيؤدي إلى إطلاق الأرض لشحنة كهربائية، وبالتالي قطع مسارها قبل أن يصل الرصاص التدريجي إلى الأرض.

نظرة عامة حول البرق

البرق، وهو:

• ظاهرة طبيعية ناتجة من التفريغ على هيئة شرارات ناتجة عن شحنات سالبة أو شحنات موجبة مفرطة في أماكن معينة من السحابة تكفي لتدمير مقومات الهواء وعادة ما تكون مرتبطة بالتوازن المتراكم أو السحاب الرعدي.
• لكنها ربما تنتج أيضًا داخل سحب الستراتوسفير على هيئة طبقات كبيرة أفقية كبيرة وعواصف رملية وعواصف ثلجية، وفي حالات قليلة في هذه الحالة، عندما ينفجر بركان، قد يتفاعل الرعد والبرق مع الغبار والمتعلقة بالغاز.
• خلال ظاهرة البرق ينتج التفريغ الكهربائي وذلك على هيئة برق، ثم ينتقل بصورة سريعة تصل سرعته تقريبًا خمسة وأربعين كم في الثانية (مائة ألف ميل خلال الساعة).
• وبذلك تصل درجة الحرارة إلى ما يقرب من ثمانية وعشرون ألف°م، فهذا كافي لتستطيع تغيير الرمال لزجاج ويمكن أن تحمل البرق شحنات سالبة.
• حيث أن متوسط التيار هو أربعين كيلو أمبير، ولكن من المتعارف عليه أن معظم ضربات الصواعق يمكن أن تحمل ما يبلغ تقريبًا مائة وعشرون كيلو أمبير.
• يمكن أن تنقل خمسة كولوم وخمسمائة مللي جول من الشحن، أو تولد طاقة كافية لتكوين مائة واط في أقل من اثنتين تعمل خلال شهرين، والجهد يستند على طول مانع الصواعق، حيث سيتعرض الهواء لانهيار كهربائي (تصل المادة العازلة (في الموصل الكهربائي) إلى ثلاثة ملايين فولت لكل متر.
• وهو ما يعني حوالي مليار مانع صواعق طوله ثلاثمائة متر (ألف قدم) للفولتات.
• المعروف أنّ بعض الصواعق يمكن أن تحمل تياراً كهربائياً يصل إلى 120 كيلو أمبير، وتنقل شحنة كهربائية تبلغ 5 كولوم و500 ميجا جول.
• أو تنتج طاقة كافية لتشغيل مصباح كهربائي 100 واط لفترة تقل عن الشّهرين بقليل، ويعتمد الجهد الكهربائي على طول الصّاعقة.
• حيث يكون الانهيار الكهربائي للهواء (ظاهرة تحول مادة عازلة إلى موصلة للكهرباء) بمقدار ثلاثة ملايين فولت للمتر الواحد، مما يشير إلى إنتاج نحو مليار فولت لصاعقة برق يبلغ طولها ثلاثمائة متر (ألف قدم).

أنواع ظاهرة البرق

هناك أنواع عديدة من الصواعق ومنها الأنواع الرئيسية والفرعية، وبسبب الملاحظات الشخصية أو حتى الأوهام أو الخرافات، هناك فئات وأوصاف البرق، وعمومًا فإن أكثر فئات البرق انتشارًا هي كما يلي:

1. من السحابة للأرض:

• يعد البرق من السحابة للأرض من أخطر أنواع البرق وأكثرها ضررًا، كما أنه أكثر البرق بحثًا وملاحظة، عادةً بسبب انتشار الشحنات السالبة لمركز البرق وقاعدة السحابة.
• وفي حالات نادرة، قد يكون سببها نقل الشحنات الموجبة من قاعدة السحابة للأرض، خصوصًا أثناء مرحلة انتشار أو انتشار العواصف الرعدية.
• وذلك لعدم تراكم الشحنات السالبة على السحابة في الصيف والشتاء من الشائع أن تومض شحنة موجبة.

2. داخل سحابة واحدة أو أكثر:

• نظرًا لوجود تفريغ كهربائي بين المراكز المشحونة بشحنات مختلفة داخل نفس السحابة، يحدث البرق في السحابة أو السحابة الداخلية (الإنجليزية: البرق داخل السحابة).
• وفي معظم الحالات، يمكن رؤية حدود سحابة البرق من الخارج على عقب الكثير من الأميال.

3. بين الغيمة أو السحب:

• البرق وسط الغيوم (يعرف بالإنجليزية باسم: Intra-Cloud Lightning) يشبه البرق المتشكل داخل السحابة.
• لكن الاختلاف الوحيد هو أنه يتم وسط غيمتين مستقلتين، لذا فإن الفرق بين الغيمتين تأثير التفريغ بين الوقت، عوضًا عن تأثيره على الشحن السحابي.

يختلف معدل حدوث الرعد من سحابة إلى الأرض :

• ويختلف البرق داخل السحابة من عاصفة رعدية إلى أخرى، ويظن أن التكوين الرأسي للعواصف ناتج فقط عن البرق داخل السحابة.
• وهناك العديد من العوامل يتسبب في حدوث نوع واحد من البرق بدون نوع آخر من البرق، وأهمها موقع السحابة العلوية بالنسبة لخط العرض وأيضًا الارتفاع.

توقع حدوث الرعد والبرق

على الرغم من أن هذا النوع من التحذير المسبق مطلوب بشكل عاجل، خاصة عند التخطيط لأحداث خارجية على سبيل المثال المعارض الحكومية أو مسابقات الجولف، إلا أنه لا يزال من الصعب التنبؤ بموعد ومكان حدوث البرق بطريقة موثوقة بنسبة 100٪ قادرة على تقدير إمكانية استخدام الأرض لتوليد البرق من السحب، وذلك من خلال :

• جهاز القياس الخاص بالمجال الكهربائي المتراكم في الهواء يمكن عن طريقه تحديد قوة الشحنة الكهربائية المتجمعة بحيث يعرف أن البرق قريب الحدوث ويصل للمكان بشكل تقريبي.
• يمكن استخدام مكتشف اتجاه البرق لتحديد موقع البرق بعد حدوث البرق الفعلي من سحابة الأرض وإن مكتشف اتجاه البرق هو أداة أو جهاز مغناطيسي خاص يعمل عن طريق الكشف عن الموجات الكهرومغناطيسية (بما في ذلك موجات الراديو الناتجة عن البرق).
• ويتميز بإشعاع الموجة الطويلة، والتي يمكن أن تنتقل على طول أسطح الأرض أو تصل إلى مسافات طويلة.