Cum se formează tunetele. Formula matematică prin care afli cât de aproape este fulgerul de tine
Dacă te-ai întrebat vreodată cum se formează tunetele, prima oară trebuie să știi ce le provoacă.
Tunetul este sunetul generat de o descărcare electrică în atmosferă, cum ar fi un fulger sau trăsnet.
În momentul în care are loc descărcarea, aerul din jurul canalului de trăsnet se încălzește brusc, ajungând la o temperatură de aproximativ 28.000 °C, de cinci ori mai mare decât temperatura de la suprafața soarelui.
Această încălzire rapidă provoacă o expansiune explozivă și violentă a aerului, care se transformă într-o undă de șoc. La o distanță de aproximativ 10 metri, unda de șoc încetinește și se transformă într-o undă sonoră obișnuită, percepută de urechile noastre ca fiind tunetul.
Ce este tunetul
Tunetul este sunetul produs de un fulger din apropiere și poate fi auzit la o distanță de aproximativ 16 kilometri de la locul unde a lovit fulgerul.
Tunetul este creat atunci când fulgerul trece prin aer. Descărcarea fulgerului încălzește aerul rapid și provoacă extinderea acestuia. Temperatura aerului din canalul fulgerului poate ajunge până la 27.760 de grade Celsius, de 5 ori mai fierbinte decât suprafața soarelui. Imediat după fulger, aerul se răcește și se contractă rapid. Această expansiune și contracție rapidă creează unda sonoră pe care o auzim sub formă de tunet.
Deși descărcarea fulgerului lovește de obicei un singur punct de pe sol, aceasta călătorește mulți kilometri prin aer. Când asculți tunetul, vei auzi mai întâi tunetul creat de porțiunea canalului fulgerului care este cea mai aproape de tine.
Pe măsură ce continui să asculți, vei auzi sunetul creat de porțiunile canalului aflate din ce în ce mai departe. Dacă tunetul sună mai degrabă ca un zgomot surd, atunci fulgerul a fost la cel puțin câțiva kilometri distanță. Explozia puternică pe care o auzi uneori este creată de canalul principal al fulgerului în momentul în care acesta ajunge la sol.
Cum putem afla cât de departe este fulgerul de noi
Deoarece vezi fulgerul imediat, iar sunetul tunetului durează aproximativ 3 secunde pentru a parcurge un kilometru, poți calcula distanța dintre tine și fulger.
Dacă numeri numărul de secunde dintre fulger și sunetul tunetului, apoi împarți la 3, vei obține distanța în kilometri până la fulger: 3 secunde = 1 kilometru, 9 secunde = 3 kilometri, 0 secunde = foarte aproape.
Cum se formează tunetele. Explicația științifică
Pe măsură ce aerul cald se ridică, acesta se răcește și se condensează, formând mici picături de apă. Dacă există suficientă instabilitate în aer, curentul ascendent de aer cald va fi rapid, iar vaporii de apă vor forma rapid un nor cumulonimbus. În mod tipic, acești nori cumulonimbus se pot forma în mai puțin de o oră.
Pe măsură ce aerul cald continuă să se ridice, picăturile de apă se combină pentru a crea picături mai mari, care îngheață și formează cristale de gheață. Din cauza circulației aerului în interiorul norilor, apa îngheață pe suprafața picăturilor sau cristalelor. În cele din urmă, picăturile devin prea grele pentru a fi susținute de curenții de aer ascendenți și cad sub formă de grindină.
Pe măsură ce grindina se mișcă în interiorul norului, ea capătă o sarcină negativă prin frecare cu cristalele de gheață mai mici, încărcate pozitiv. O sarcină negativă se formează la baza norului, unde se adună grindina, în timp ce cristalele de gheață mai ușoare rămân aproape de vârful norului și creează o sarcină pozitivă.
Sarcina negativă este atrasă de suprafața Pământului, de alte nori și de obiecte din apropiere. Când atracția devine prea puternică, sarcinile pozitive și negative se unesc sau se descarcă pentru a echilibra diferența sub forma unui fulger. Expansiunea rapidă și încălzirea aerului cauzată de fulger produce bubuitura puternică de tunet.
Ce se întâmplă când tună
În timpul descărcării electrice, 90% din energia eliberată se convertește rapid în căldură, care încălzește aerul din jurul canalului.
Creșterea bruscă a presiunii și a temperaturii determină extinderea rapidă și violentă a aerului, generând o undă de șoc intensă, similară cu un boom sonic.
Practic, tunetul reprezintă aerul care explodează de-a lungul întregului canal al trăsnetului. Factori precum umiditatea, viteza vântului, inversiunea de temperatură, caracteristicile geografice și norii pot influența distanța la care tunetul poate fi auzit.
Intensitatea tunetului poate fi măsurată în decibeli (dB) și atinge 120 dB la distanțe apropiate.
Diferența dintre tunet și trăsnet
Există o distincție între "tunet" și "trăsnet," deoarece ele se referă la aspecte diferite ale unei furtuni:
Tunetul este sunetul puternic și brusc produs de expansiunea rapidă a aerului din jurul unui fulger. Acest zgomot este generat de încălzirea și răcirea rapidă a aerului cauzate de căldura intensă a descărcării electrice. Tunetul poate varia în intensitate și durată, în funcție de distanța față de fulger și de condițiile atmosferice.
Trăsnetul este o descărcare electrică disruptivă produsă între nor și pământ. Aceasta este fie pozitivă, fie negativă și este însoțită de fulger și tunet
Mai exact, trăsnetul este un termen descriptiv folosit adesea pentru a se referi la o descărcare electrică puternică între un nor și pământ sau obiecte de pe pământ. Acest termen este asociat de obicei cu apariția vizuală a unui fulger strălucitor și tunetul de după. Deși ambii termeni sunt legați de fenomenele de fulger și tunet din timpul unei furtuni, "tunetul" se referă specific la sunetul produs de fulger, în timp ce "trăsnetul" se referă la descărcarea electrică între un nor și pământ/obiecte.
Lucruri mai puțin știute despre fulgere și furtuni
Fulgerul lovește mai frecvent decât crezi
Pământul experimentează un număr incredibil de fulgere zilnic. Interesant este că aceste lovituri nu sunt distribuite uniform pe suprafața Pământului. Anumite regiuni primesc un număr disproporționat de mare de fulgere comparativ cu altele.
Fulgerul influențează viața marină
Fulgerul poate afecta mai mult decât oamenii, clădirile și vehiculele. Multe ecosisteme marine se confruntă cu distrugeri în urma unui fulger. Căldura și undele de șoc produse de fulger pot ucide peștii și alte organisme marine.
Fulgerul creează, de asemenea, nitrat, un nutrient crucial pentru fitoplancton și un stimulent pentru înfloririle algelor. Când algele mor și se descompun la suprafața apei, nivelul de oxigen din apă scade, ducând la moartea animalelor acvatice precum peștii și țestoasele.
Oceanul influențează intensitatea furtunilor și a fulgerelor
Temperatura apei de la suprafața oceanelor joacă un rol semnificativ în determinarea intensității unei furtuni. Apele calde sunt esențiale pentru formarea furtunilor tropicale și a uraganelor. Aceste condiții calde furnizează energia necesară pentru furtuni, rezultând în furtuni și activități fulgerătoare mai intense și mai frecvente.
Salinitatea și temperatura suprafeței mării pot influența, de asemenea, conductivitatea electrică și intensitatea fulgerelor. Cu alte cuvinte, o conductivitate mai mare facilitează lovituri de fulger mai puternice.
Fulgerul poate lovi fără ploaie
Fulgerul fără ploaie este adesea denumit "fulger din senin". Acesta apare atunci când un fulger călătorește orizontal departe de furtună și lovește solul în afara zonei unde plouă.
Aceste lovituri sunt periculoase pentru că pot prinde oamenii nepregătiți.
Oceanul este cel mai riscant loc în timpul furtunilor
Combinația dintre vânturile puternice, fulgerele și valurile imprevizibile poate crea un mediu extrem de periculos. În timpul unei furtuni, oceanul acționează ca un conductor, crescând probabilitatea loviturilor de fulger și a electrocutării imediate și extinse.
Oceanul poate fi unul dintre cele mai riscante locuri în timpul unei furtuni cu amenințări de fulger, făcând detectoarele de fulgere marine elemente esențiale de adăugat pe orice ambarcațiune, de la caiace la bărci cu motor. Cu un detector de fulgere, navigatorii pot fi conștienți de împrejurimi și se pot întoarce rapid la mal la primul semn de pericol.
