صاعقه و بار الکتریکی

صاعقه یکی از اتفاقاتی است که گاهی اوقات انسان‌ها را می‌ترساند. آن‌هنگام که ابرها به زمین نزدیک باشند صاعقه با نور و صدای شدیدی همراه است که می‌تواند یکی از بلایای طبیعت نیز برای بشر باشد. در این بخش ساز و کار صاعقه را توضیح می‌دهیم.

یک نور خیره كننده و صدایی مهیب و ترسناک و كوبنده! معمولاً این‌ها تنها شاخصه‌هایی هستند كه ما از آذرخش (صاعقه) می‌شناسیم. نام‌هایی كه ساكنان مناطق مختلف روی این پدیده گذاشته‌اند نیز اغلب بر گرفته از همین دو ویژگی آذرخش (صاعقه) است. وقتی بار الكتریكی انباشته شده در ابرها تخلیه شده و به صورت یك قوس الكتریكی به زمین برخورد كند؛ آذرخش (صاعقه) اتفاق می‌افتد. در آسمان و بین خود ابرها نیز قوس‌های الكتریكی ایجاد می‌شود اما این نوع از آذرخش (صاعقه) بیشتر مورد توجه صنایع و ورزش‌ها هوایی است و در کوه‌نوردی اهمیت خاصی ندارد.

آذرخش چیست؟

در اثر برخورد ذرات آب یک جبهه هوای گرم به ذرات یخ یک جبهه هوای سرد، الکتریسیته ساکن به وجود می‌آید که نسبت به زمین دارای بار الکتریکی منفی بوده و در صورتی که فاصله منبع جریان الکتریکی کم و بیش، نزدیک به سطح زمین باشد، آذرخش ایجاد می‌شود. در آذرخش‌های شدید بیشترین برون ‌داد الکتریکی رخ می‌دهد. دما در محل اصابت برق فوق‌العاده بالا می‌رود (حدود 28000 درجه کلوین که حدود 5 برابر دمای سطح خورشید است).

در هنگام آذرخش معمولاً مقداری از نیتروژن هوا به ترکیبات نیتریدی محلول در آب تبدیل می‌شود. رعد و برقی که بین ابر و زمین است معمولاً از ابر به زمین می‌زند (رعد منفی) ولی در برخی موارد نادر هم رعد از زمین به ابر می ‌زند (رعد مثبت). در حالت (رعد مثبت) زمین دارای بار منفی است و ابر دارای بار مثبت. هنگام توفان یا حركت بادهای بزرگ، بار الكتریكی زیادی در ابرها ذخیره می‌شود و به اصطلاح ابرها باردار می‌گردند.

بدین ترتیب ابر تبدیل به یك منبع انرژی بسیار عظیم می‌شود كه بر فراز آسمان در حركت می‌باشد. این ذخیره انرژی آنقدر ادامه پیدا می‌کند تا ابر از انرژی الكتریكی اشباع شده و در اولین فرصت ممكن، انرژی خود را تخلیه می‌کند. معمولاً بهترین محل برای این تخلیه زمین است زیرا زمین آنقدر بزرگ می‌باشد كه هرگز از الكتریسیته اشباع نمی‌شود؛ بنابراین ابر ابتدا هوای اطراف خود را با «یونیزه» كردن مستعد عبور جریان برق كرده، سپس انرژی خود را از میان هوای یونیزه شده عبور داده و در زمین تخلیه می‌کند.

اما مقدار انرژی تخلیه شده، سرعت تخلیه و اثرات آن چقدر است؟ آذرخش (صاعقه) یكی از قدرتمندترین، خطرناک ‌ترین و عجیب ‌ترین پدیده‌های طبیعی است. پدیده‌ای با میلیاردها «وات» انرژی و اثراتی متعدد و باورنكردنی مانند تولید هزاران درجه حرارت، تولید گازهای مسموم، ایجاد امواج نیرومند و...

برق‌گیرها

برق ‌گیر به دو روش خطر صاعقه را کاهش می‌دهد:

1- بارهای موجود در ابر باعث القای بار در برق‌ گیر می‌شوند، بنابراین بارهای مثبت به سمت بالا حرکت کرده و این امر باعث جذب بار منفی هوا و ابر می‌شود، در نتیجه به تدریج بار منفی ابر خنثی می‌گردد.

2- به علت رسانا بودن برق گیر و ارتفاع زیاد آن، انرژی الکتریکی صاعقه‌ هایی که در نزدیکی ساختمان رخ می‌ دهد، به برق‌گیر و سپس به زمین منتقل می‌شود، بنابراین ساختمان از خطر ویرانی محفوظ می‌ماند.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مرتضی عرفانیان

تنظیم: مریم فروزان کیا