كيف يحدث البرق والرعد داخل الغيوم؟

أثناء مرور عاصفة رعدية فوق المنطقة التي تسكنها, ربما تستمتع بمشاهدة لمعان البرق وسماع أزيز الرعد, لكن كيف يحدث البرق؟ وما الذي يتسبب في حدوث صوت الرعد المدوي؟

المحتويات:

1. كيف يحدث البرق؟

2. متى وأين يضرب البرق؟

3. كيف يحدث الرعد؟

كيف يحدث البرق والرعد

1. كيف يحدث البرق؟

يبدأ البرق كشحنات ثابتة في سحابة ماطرة, حيث تكون الرياح داخل السحابة مضطربة للغاية. يتم التقاط قطرات الماء في الجزء السفلي من السحابة عن طريق الرياح الصاعدة وترفعها إلى ارتفاعات كبيرة, حيث تتجمد هذه القطرات في الأجواء الأكثر برودة في الأعلى.

وفي نفس الوقت, تدفع الرياح الهابطة قطرات الماء المتجمدة من أعلى السحابة إلى الأسفل, وعندما يلتقي الجليد المتساقط مع الماء الصاعد, يتم تجريد الإلكترونات.

يكون الأمر معقداً بشكل أكبر, لكن سينتج عن ذلك سحابة ذات قاع سالب الشحنة وقمة موجبة الشحنة. كما تصبح هذه المجالات الكهربائية قوية بشكل كبير, ويعمل الغلاف الجوي كعازل بينها في السحابة.

عندما تتغلب قوة الشحنة على خصائص العزل في الغلاف الجوي, يحدث البرق.


2. متى وأين يضرب البرق؟

يبحث المجال الكهربائي عن أقرب وأسهل طريق لإطلاق شحنته. وغالباً من يحدث البرق بين السحب أو داخل السحابة, لكن البرق الذي نبحث نهتم به هو البرق الذي ينتقل من السحب إلى الأرض.

فعندما تتحرك العاصفة فوق سطح الأرض, تجذب الشحنة السالبة القوية في السحابة شحنة موجبة في الأرض. تنتقل هذه الشحنات الموجبة إلى إعلى الأجسام الموجودة على سطح الأرض مثل الأشجار وأعمدة الكهرباء وأسطح المنازل.

بعدها تنزل شحنة يمكننا تسميتها “القائد المتدرج” للشحنة السالبة من السحابة للبحث عن طريق نحو الأرض. على الرغم من أن هذه المرحلة من ضربة البرق سريعة للغاية بالنسبة للعيون البشرية, لكن يمكن مشاهدتها بعد تصويرها باستخدام فيديو بطئ.

وعندما تقترب الشحنة السالبة من الأرض, تنطلق شحنة موجبة من الأرض لتلتقي بالشحنة السالبة, بعدها تتواصل القنوات ونرى ضربة البرق, كما يمكن مشاهدة عدة ضربات من البرق تستخدم نفس المسار حتى ينتهي التفريغ الكهربائي.

إقرأ أيضاً… ما هي الطاقة المظلمة الموجودة في الكون؟


3. كيف يحدث الرعد؟

خلال جزء من الثانية, يقوم البرق بتسخين الهواء المحيط به إلى درجات حرارة هائلة قد تصل إلى 30 ألف درجة مئوية, وهي حرارة أسخن من سطح الشمس بخمس مرات!

بسبب هذا الأمر, يتمدد الهواء الساخن بشكل متفجر, مما يؤدي إلى حدوث موجة صدمة حيث يتم ضغط الهواء المحيط بسرعة, ثم يتقلص الهواء مرة أخرى بسرعة عندما يبرد. يؤدي هذا الأمر إلى حدوث صوت الرعد الأولي, ثم يتبعه صوت ترددي ناتج عن استمرار اهتزاز عمود الهواء. 

إذا كنت تشاهد السماء أثناء عاصفة رعدية, سترى لمعان البرق قبل أن تتمكن من سماع صوت الرعد, وذلك لأن الضوء ينتقل بسرعة أكبر بكثير من سرعة انتقال الموجات الصوتية.

يمكنك تقدير مسافة البرق عن طريق حساب عدد الثواني التي يستغرقها حتى تسمع صوت الرعد بعد مشاهدة البرق, يستغرق الصوت ما يقارب 5 ثوان ليقطع مسافة 1.6 كيلو متر. وإذا كان صوت الرعد يتبع لمعان البرق على الفور تقريباً, ستعلم وقتها أن البرق قريب جداً.