چه چیزی موجب صاعقه می‌شود؟

پدیده‌ی طبیعی صاعقه که با الگوی زیگزاگ در آسمان ظاهر می‌شود به مدت چندین دهه، مردم را در کل دنیا فریفته است. تئوری‌های مختلفی راجع به شکل گیری صاعقه وجود دارند. اما تئوری‌ای که به طور گسترده پذیرفته شده این است که ابرهای کولومبوس به صورت الکتریکی باردار می‌شوند . . .
به طور ساده صاعقه فلاش روشن الکتریسیته است که در طول طوفان تندری ایجاد می‌شود. علاوه بر طوفان تندری، صاعقه می‌تواند در طول فوران‌های آتش فشانی، انفجارهای هسته‌ای سطحی و آتش سوزی‌های جنگلی نیز دیده شود. آن به سرعت بیش از 60000 متر در هر ثانیه می‌رسد و این قدرت را دارد که هر ساله مردم بیشتری را نسبت به گرد باد و طوفان بکشد. هر ساله در آمریکا بیش از صد نفر می‌میرند و بیش از 250 نفر توسط صاعقه مجروح می‌شوند. فلوریدا در آمریکا بیشترین تعداد وقوع صاعقه را هر ساله نسبت به بخش‌های دیگر آمریکا دارد. این پدیده‌ی طبیعی که به شکل الگوی زیگزاگ درخشان و تابان در آسمان رخ می‌دهد چیزی است که مردم چندین نسل را علاقمند کرده است.
چه چیزی موجب صاعقه می‌شود؟
تئوری‌های مختلفی وجود دارند که بیان می‌کنند چگونه صاعقه شکل می‌گیرد و این تئوری‌ها، امتیازات بحث‌هایی را نیز ایجاد کرده‌اند. دانشمندان هنوز در شناخت کامل این پدیده موفق نشده‌اند. اما مکانیزم قطبی شدن در ابرها تئوری است که به طور گسترده در کل دنیا پذیرفته شده است.
شکل گیری ابرهای کولومبوس (ابرهای طوفانی) :
آب از دریاچه‌ها، رود خانه‌ها، تالاب‌ها، اقیانوس‌ها و تمام بدنه‌های آبی دیگر، روی سطح زمین بخار می‌شود و به شکل گاز توسط فرآیند همرفتی به اتمسفر زمین می‌رود. هم چنین آب از قسمت‌های هوایی گیاهان توسط فرآیند فرا تراوش نیز بخار می‌شود و به اتمسفر بلند می‌شود. وقتی این آب گرم بخار شده به اتمسفر بلند می‌شود با هوای سرد برخورد می‌کند و موجب می‌شود که هوای گرم حتی سریع‌تر بالا رود و ابرهای بزرگ، متراکم و بلند کولومبوس را (ابرهای طوفانی) در ارتفاع 15000 تا 25000 فوتی بالای سطح دریا شکل دهند. در چنین ارتفاعی برخی از ذرات آب در ابرها به ذرات یخ و یا برف تبدیل می‌شوند.
شکل گیری بار الکتریکی و تبدیل شدن به یون :
در طول طوفان‌های تندری چیزی که اتفاق می‌افتد این است که جریان‌های هوایی قوی موجب می‌شوند ذرات آب و یخ داخل ابرهای کولومبوس با یک دیگر برخورد کنند. دانشمندان معتقدند که این تصادفات و برخوردها در ابرها یک بار الکتریکی خلق می‌کنند : مثبت و منفی. علاوه بر این بارهای مثبت و منفی از یک دیگر جدا می‌شوند به این صورت که بارهای منفی به سمت پایین ابر حرکت می‌کنند و بارهای مثبت در مناطق بالایی و میانی ابر جای می‌گیرند و مستقر می‌شوند. بارهای منفی موجب می‌شوند بارهای مثبت، در منطقه اطراف ابر و در زمین زیر ابر گسترش بیابند. بارهای الکتریکی، قوی‌تر می‌شوند و باعث می‌شوند ابر به صورت منفی و سطح زمین به صورت مثبت باردار شود. باردار شدن الکتریکی موجب می‌شود بین زمین و ابر، به عنوان سکوی ایده‌آلی برای وقوع صاعقه عمل کند.
شکل گیری صاعقه :
وقتی که تفاوت در بار الکتریکی به حد کافی بزرگ است، بارهای عظیم داخل ابر، هوا را یونیزه می‌کنند و آن را به یک رسانای خوب الکتریسیته تبدیل می‌کنند. هوا به عنوان پلی بین زمین و ابر عمل می‌کند و در نتیجه مسیر شکل می‌گیرد. علاوه بر این یک جرقه‌ی عظیم تولید می‌شود که موجب می‌شود الکتریسیته از طریق هوا به نقطه‌ی دیگری از بار مخالف جریان یابد. به شارش و جریان الکتریسیته بین مناطق بارهای مخالف تکان پیشوا گفته می‌شود و می‌تواند بین دو ابر (صاعقه ابر به ابر)، از ابر به زمین (صاعقه ابر به زمین) و یا از یک بخش از ابر به بخش دیگری از همان ابر (صاعقه درون ابر) رخ دهد. در نتیجه، برای درک بهتر، دانشمندان انواع مختلف صاعقه را بر حسب ویژگی‌های فیزیکی و بصری آنها طبقه بندی کرده‌اند.
زمانی که ارتباط بین بارهای مخالف شکل می‌گیرد و مسیر تعیین می‌شود، بارهای مثبت در مسیر به سمت بالا می‌پرند تا ذرات با بار منفی را ملاقات کنند در نتیجه باعث می‌شوند که مسیر زیگزاگ بارهای منفی روشن بشود. اغلب مردم فکر می‌کنند که صاعقه از ابرها می‌آید در حالی که مسیر صاعقه از زمین به ابر است. به این موضوع، تولید تکان اصلی صاعقه گفته می‌شود. الگوی زیگزاگ صاعقه که برای ما ظاهر می‌شود به خاطر یونیزاسیون غیر مستقیم هوا در تمام جهات است. تمام این کارها در کمتر از میلیونیم ثانیه رخ می‌دهند. پرش‌های صاعقه دماهایی از گستره‌ی 30000 تا 50000 فار نهایت دارند که شدیداً داغ است و حتی داغ‌تر از سطح خورشید است. زمانی که هوا، زمین و ابر توسط صاعقه خنثی می‌شوند دوباره صاعقه نخواهد زد. اما گاهی اوقات برای خنثی شدن، بیش از یک صاعقه زدن لازم است و این حالت به طوفان صاعقه مشهور است.
وقتی که آتش فشان‌ها فوران می‌کنند چه چیزی موجب صاعقه می‌شود؟
فوران‌های آتش فشانی اغلب با نمایش‌های مهیج طوفان صاعقه همراه می‌شوند. فوران کوه سنت هلن در ایالت واشنگتن در سال 1980 برای تولید یک پرش صاعقه در هر ثانیه، معروف است و یکی از فوران‌هایی است که تا به امروز به طور خیلی زیادی مورد مطالعه قرار گرفته است. اما چرا در طول فوران آتش فشانی صاعقه دیده می‌شود؟ آیا صاعقه آتش فشانی به همان حالت صاعقه در طول طوفان تندری شکل می‌گیرد؟ خوب، یک بار دیگر، آتش فشان شناسان دقیقاً آگاه نیستند از این که چگونه تولید صاعقه در طول فوران آتش فشانی رخ می‌دهد. در نتیجه تئوری که بیشتر پذیرفته شده است برای شما آورده شده است.
صاعقه وقتی رخ می‌دهد که یک شارشی از الکتریسیته بین بارهای مثبت و منفی وجود دارد. در مورد صاعقه در طول طوفان‌های تندری، صاعقه در نتیجه برخورد و تصادف بین ذرات آب تولید می‌شود اما در مورد صاعقه در طول فوران‌های آتش فشانی، برخوردها و تصادفات بین خاکستر و ذرات گرد و غبار منجر به صاعقه می‌شوند. وقتی آتش فشانی فوران می‌کند، آن شامل ذرات داغ خاکستر، بخار و گاز است. وقتی که ذرات گرد و غبار آتش فشانی با یک دیگر برخورد می‌کنند جدایی بار توسط فرآیندی به نام جدایش ایرو دینامیکی رخ می‌دهد. جدایی ذرات باردار مثبت و منفی در ابر آتش فشانی رخ می‌دهد که باعث می‌شود ابر در یک انتهای ویژه به طور مثبت و در انتهای دیگر به طور منفی باردار شود. این جدایش بار به افزایش خود ادامه می‌دهد تا این که به نقطه‌ای می‌رسد که تحت مقاومت و الکتریسیته شروع به شارش بین بارهای مخالف می‌کند. در نتیجه نمایش صاعقه در طول فوران ظاهر می‌شود.
صاعقه و برق به طوفان‌های تندری محدود نیست و می‌تواند به طور مستقل رخ بدهد. این طبیعت غیر قابل پیش بینی صاعقه چیزی است که آن را بسیار خطرناک ساخته است. هیچ کس نمی‌داند چه زمانی، کجا و با چه شدتی آن رخ خواهد داد. به همین دلیل است که آن یکی از شگفتی‌های طبیعت است که هنوز انسان‌ها را می‌فریبد!