تتواجد حولنا العديد من الظواهر الطبيعية، بعضها يحدث بشكل مستمر ويعتبر عادياً، بينما البعض الآخر نادر الحدوث أو مرتبط بأسباب محددة.
أسباب تراكم الشحنات الكهربائية على السحب الرعدية: كيفية ظهور البرق والرعد
- يظن البعض أن الظواهر الطبيعية المرتبطة بالتدمير والانهيار على الكوكب تتعلق فقط بالأنشطة الصناعية.
- هذه الظواهر ناتجة عن تأثير الإنسان، وخصوصاً تلك التي نتجت عن الثورة الصناعية، مثل التجارب والابتكارات التي قدمها البشر.
- نتيجة لتقديم مختلف الاختراعات في المجتمع.
- هذا الاعتقاد غير دقيق تماماً، حيث إن النتائج المتعلقة بهذه الظواهر ليست مرتبطة فقط بالثورة الصناعية.
- هناك ظواهر طبيعية أخرى تؤدي إلى نفس النتائج، وأبرزها الزلازل والبراكين والفيضانات.
- فعلى سبيل المثال، تسبب الزلازل تدميراً للكائنات الحية الموجودة في منطقة وقوعها.
- كما تؤدي إلى انهيار المباني والمنشآت، وهي في النهاية ظواهر طبيعية لا ينجم حدوثها عن النشاط البشري.
- تشكل الفيضانات أيضاً تهديداً قد يؤدي إلى غمر الأراضي والمباني المتأثرة بها.
- كذلك، تعد الفيضانات ظاهرة علمية لا تدخل ضمن إطار التأثير البشري، وهي ليست الوحيدة التي تسبب دماراً لا يرغب المجتمع في وقوعه.
- ومع ذلك، استطاع الإنسان الاستفادة من بعض هذه الظواهر، مثل استخدام الفيضانات في تخزين المياه.
- كما تم توليد الطاقة من هذه المياه لاحقاً.
كيفية تكوّن الشحنات الكهربائية في السحب الرعدية
- توجد أسباب متعدّدة وراء أي ظاهرة، تساهم في حدوثها.
- عند حديثنا عن الزلازل، فإن هناك سبباً رئيسياً يؤدي إليها، والذي يتمثل في ارتفاع درجة حرارة باطن الأرض.
- هذا الارتفاع يؤدي لحدوث شقوق في القشرة الأرضية، مما يتسبب في تكوين الموجات الزلزالية.
- تختلف هذه الموجات في قوتها، وقد تم تصنيفها إلى أنواع متعددة.
- وبالنسبة لظاهرة الرعد والبرق، فهي أيضاً إحدى الظواهر الطبيعية التي تحدث في محيطنا.
- تتكون الشحنات الكهربائية في السحب، مما يُعتبر السبب الرئيسي وراء ظهور هذه الظاهرة.
كيف تحدث ظاهرة البرق؟
- تحدث ظاهرة البرق نتيجة لعملية الشحن الكهربائي داخل سحب العواصف الرعدية.
- تتطلب هذه العملية وجود مجموعة من الجزيئات المائية الصغيرة داخل السحب.
- لكن، ليست هذه وحدها الأسباب التي تؤدي إلى البرق. يمكن أن يحدث تدفق لبلورات الجليد.
- هذه البلورات تتكرر في عملية الارتفاع والهبوط، مما يؤدي إلى تصادمها معاً، اعتماداً على الرطوبة الموجودة في الجو.
- من خلال عملية البرق، تنتقل الإلكترونات السالبة من بلورة إلى أخرى، مما يؤدي إلى فصل الشحنات الموجبة والسالبة بين البلورات.
- ففي أعلى السحابة، تتجمع بلورات مشحونة بشحنات موجبة؛ بينما الشحنات السلبية تتواجد في الجزء السفلي من السحابة.
- عندما تزداد القوة في الحقل الكهربائي السائد بمنطقة سحابة العاصفة، يبدأ الانهيار الكهربائي للهواء.
- يبدأ عمود من الهواء المشحون يُعرف بالقائد المتدرج في الانتشار نحو الأرض.
- يستمر هذا العمود في الامتداد نحو الأسفل بخطوات متتالية، بارتفاع يصل تقريباً إلى 50 متراً لكل خطوة.
- ومع استمرار حركة القائد المتدرج، يتم تأيين الهواء المشحون كهربائياً على امتداد مساره.
شرح ظاهرة البرق
- تسبب الشحنات الكهربائية التي تؤدي لظهور البرق عملية تفريغ كهربائي بشكل شرارة.
- يحدث هذا عند وجود فائض من الشحنات الكهربائية السلبية أو الموجبة.
- يمكن أن تحدث ظاهرة البرق داخل منطقة معينة من الغيمة مما يسمح بمرور التيار الكهربائي من خلالها.
- في بعض الحالات، يمكن أن يرتبط البرق بالغبار والغازات الناتجة عن الانفجارات البركانية.
- ولكن تعتبر هذه الحالات نادرة مقارنةً بالأحداث الطبيعية الأخرى.
التفريغ الكهربائي
- قد تحدث عملية التفريغ الكهربائي خلال البرق على شكل صاعقة تنتقل بسرعة.
- قد تصل السرعة إلى 45 كيلومتر في الثانية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة.
- يمكن أن تصل تلك الحرارة إلى حوالي 28 درجة مئوية.
- تكون هذه الحرارة كافية لتحويل الرمل إلى زجاج.
- كما يمكن لصاعقة البرق المشحونة بشحنة سالبة أن تولد تياراً كهربائياً قد يصل متوسطه إلى 40 كيلوأمبير.
ظاهرة الرعد
- ترتبط ظاهرة الرعد بحدوث ظاهرة البرق، حيث يمكن استخدام المصطلحين بشكل متداخل.
- ومع ذلك، فإن كل منهما منفصل ولكن يرتبطان بالوقت ذاته.
- تعتبر ظاهرة الرعد نتاج غيوم المزن الركامي الضخمة، التي تتشكل نتيجة الاضطرابات في الغلاف الجوي.
- بالإضافة إلى ذلك، يرتبط الرعد بتغير حالة الطقس عن طبيعتها المعتادة في مواسم السنة.
- تؤدي ظاهرة الرعد إلى انتقال العواصف الرعدية نتيجة عوامل متعددة، إلى جانب حالات جوية معينة، مثل:
- أمطار غزيرة، رياح قوية، تساقط الثلوج أو البرد.
- يمكن أن تؤدي هذه الظواهر إلى كوارث طبيعية في بعض الأحيان.
- تُصنف ظاهرة البرق والرعد ضمن الظواهر القوية، مثل الزلازل لكن بنسب تختلف في مستوى التدمير.
- حيث أن الزلازل القوية قد تؤدي إلى انهيار كبير للمباني والمنشآت في المحيط.
- أما بالنسبة لظاهرة البرق والرعد، فقد تؤدي أحياناً إلى أعاصير وفيضانات، لكن ليس بشكل دائم.
- في بعض الأحيان، قد تحدث هذه الظواهر دون أن تتسبب في الكوارث.