مجلة العلوم والتكنولوجيا   الرئيسية | المكتبات | الأرشيف | من نحن  | اتصل بنا |
                     
             
  صحة     علوم     ثقافة     تكنولوجيا     فن     كمبيوتر     أدب     أخبار     اقتصاد     متفرقات  


كيف يتكون البرق في السماء ؟
2017-04-25

ترجمة

البرق هو الضوء الذي يظهر فجأة في قلب السماء في الأيام التي تسوء فيها أحوال الجو، وهو عبارة عن الضوء الناشئ نتيجة تصادم سحابتين أحدهما تحمل شحنة كهربائية السالبة والأخرى تحمل شحنة كهربائية موجبة وبذلك ينتج عن التصادم شرارة قوية تصدر على هيئة الضوء الذي نراه فجأة ثم يختفي، كما أن هذا الضوء يعقبه صوت عالٍ قادم من السماء وهو ما يسمى بالرعد، والاثنان معاً يطلق عليهما اسم الصاعقة.

بعد تبخرّ المياه من على سطح الكرة الأرضية، يحدث ما يسمّى بالتكثف، حيث أن بخار المياه يمر بعملية تبريد تدريجيّة وذلك بسبب العلاقة العكسية بين الإرتفاع ودرجات الحرارة.
ومع انخفاض درجة حرارة البخار، تتراجع الجزيئات عن حركتها العشوائية وتبدأ بالإستقرار، مما يمنحها ذلك الشكل التّكتُّلي الذي نسميه نحن بالغيوم. ولكن الطبيعة لا تحب الهدوء، فالرياح الهائجة وضغط الهواء المتقلب في المستويات المرتفعة تحول بيئة الغيوم الساكنة إلى بيئة أكثر إضطراباً.

وجود هذه الإضطرابات خلال عملية التبخر والتكثف يمهد لحدوث ظاهرة أخرى وهي تأيُّن الهواء الذي يُكوّن الغيوم، أي أن الجسيمات موجبة الشحنة “البروتونات” تنفصل عن الجزيئات سالبة الشحنة “الإلكترونات”.

بعد خسارتها مقداراً كافياً من الطاقة الحرارية، تبدأ جزيئات المياه والجليد الناعم التي تكونت نتيجة لتكثف البخار بالسقوط وتحتك خلال سقوطها مع جزيئات الهواء، ونتيجة لذلك الاحتكاك تتكون لدينا شحنات سالبة.

تبدأ الالكترونات بالنزول إلى أسفل الغيمة وتتوزع في قاعدتها، بينما تتجمع البروتونات في أعلى الغيمة. تصنع عملية التأيُّن هذه حقلاً كهربائياً داخل الغيمة نفسها، وآخر بين الغيمة والكرة الأرضية، حيث أن البروتونات الموجودة في الأجسام على سطح الكره الأرضية تبدأ بالصعود عن طريق الأجسام المرتفعة عادة، باحثةً عن الإلكترونات في أسفل الغيمة.

في هذه الأثناء، تبدأ الإلكترونات بشق طريقها نحو الكرة الأرضية منجذبةً إلى الشحنات المعاكسة، ويظهر ذلك على شكل تيارٍ كهربائي متفرع ومنخفض الوميض يميل لونه إلى البنفسجي ويسمى بالمرشد الخطيّ.

من الجهة الأخرى تتحفز الشحنات الموجبة الموجودة على سطح الكرة الأرضية وتبدأ بالصعود إلى أعلى، ويسمى هذا بالشريط المتحور الموجب. وفي لحظة إلتقاء المرشد والشريط تتكون قناة بين الأرض وبين الغيمة المشحونة، وكون الأرض مصدراً للشحنات يتيح التفريغ بتيارات كهربائية كبيرة جداً.

عند توصيل القناة ينطلق من الأرض تيار شديد الإضاءة أخذاً أحد مسارات المرشد الخطيّ، وهو ناتج عن تدفق الشحنات بالاتجاه المعاكس، وهذا هو ما نسميه ب”صاعقة البرق”.
المذهل في الأمر أن عمليتي الشحن والتفريغ تحدثان في غضون أقل من ثانية واحدة، وحدوثها بتلك السرعة هو ما يسبب الرعد. فعند حدوث عملية التفريغ بين الكره الأرضية والغيوم، يتسبب التيار الكهربائي الهائل بتسخين الهواء من حوله إلى درجات حرارة تصل إلى 3000 درجة مئوية، ونتيجة لذلك يتمدد الهواء، وعند اختفاء التيار يعود الهواء ليتقلص بسرعة شديدة وبعنف، وهكذا يصدر الصوت المفزع الذي نسمعه (الرعد).

أنواع البرق
هناك عدة أنواع للبرق:
1- البرق من السحاب للأرض (Cloud-to-ground lightning).

2- البرق من السحاب للسحاب (Cloud-to-cloud lightning).

3- البرق من الأرض للسحاب (Ground-to-cloud lightning).

4- البرق الشريطي (Ribbon lightning).
5- البرق المتقطع (Staccato lightning)، وهي صعقة برق من نوع (من السحاب للأرض) والتي تدوم مدتها خلال فترة قصيرة، تظهر بشكل فردي ذات ومضة ساطعة وغالباً ما يكون لها تفرعات.
6- البرق المتفرع (Forked lightning)، وهو اسم ليس للاستخدام الرسمي للبرق من نوع (من السحاب للأرض) والتي تظهر تفرعات تسمى بـ (البرق المتفرع).


7- البرق الخرزي  (Bead lightning).
8- البرق الحراري (Heat lightning)، يحدث بينما يكون من الصعب جداً سماع الرعد. يحصل هذا بسبب أن البرق يولد صوت بعيد جداً ويتبدد هذا الصوت قبل الوصول للمراقب (الشخص الحاضر).
9- البرق الجاف (Dry lightning)، يستخدم هذا المصطلح في الولايات المتحدة للبرق الذي يحدث بدون وجود ترسبات على السطح. هذا النوع هو المتسبب الأول بحرائق الغابات . السحاب المترسب ينتج البرق لنفس السبب الذي تنتجه الغيوم السوداء. يحدث هذا النوع عندما تكون الطبقات الجوية العلوية للغلاف الجوي أبرد والسطح يكون أسخن بدرجات عالية بسبب حرائق الغابات أو البراكين، إلخ. النقل الحراري سوف يحصل ويولد حينها النقل الحراري البرق. لهذا السبب، تولد النار البرق الجاف من خلال تطورات عواصف رعدية أكثر جفافاً والتي تتسبب بدورها بالمزيد من الحرائق.

10- البرق الصاروخي (Rocket lightning)، وهو نوع من التفريغ السحابي، أفقي عموماً وعلى قاعدة السحابة، مع ظهور قناة واضحة للتطور من خلال الهواء، بسرعة يمكن مشاهدتها، غالباً بشكل متقطع.
11- البرق الموجب (Positive lightning).
12- كرة البرق (Ball lightning).
13- برق الغلاف الجوي العلوي (Upper-atmospheric lightning).
14- برق الأشباح (Sprites lightning).
15- برق النفاثات الزرقاء (Blue jets lightning).
16- برق الأقزام (Elves lightning).

فوائد البرق

* البرق والمطر كلاهما يساهمان في تنقية الجو من الغبار وحبوب اللقاح والملوثات والجراثيم. وبالتالي يمكنك أن تستمع بنقاء الهواء بعد أن تنتهي العاصفة الرعدية.

* الحرارة والضغط المصاحبان للبرق يساعدان على تحويل النيتروجين والغازات الأخرى في الجو إلى مركبات مفيدة مثل أكاسيد النيتروجين وحمض النيتريك وهذه المركبات تسقط من الأمطار وتختلط بالتربة لتعمل كسماد طبيعي مفيد للنباتات.

* البرق يساعد على سقوط الأمطار وري المزروعات، وهو يساعد على تكاثف ذرات الغبار التي تسهل عملية التكاثف وتساقط الأمطار. وكذلك فإنّ البرق يولِّدُ حرارة عاليةً جداً في وقتٍ قصير، وهذه الحرارة تسخن الهواء المحيط وهذا يؤدي إلى هبوط الضغط الجوي بسرعة، وهذه هي البيئة المثلى لهطول المطر، لذلك نلاحظ أن قطرات الأمطار الكبيرة تهطل بعد البرق في غالب الأحيان.

* البرق يولد الماء الثقيل "الماء المؤكسد" الذي يتألف من كميات إضافية من الأكسجين، وهذا الماء مفيد جداً للقضاء على الجراثيم، ويستعمل طبياً في تطهير الجروح وهذا الماء يقضي على الآفات الزراعية عندما يسقط على الأرض، لذلك يقال أن قلة الرعد والبرق تزيد من الآفات النباتية.

سرعة البرق
يحدث لبس لدى البعض بين سرعة البرق وبين سرعة الضوء حيث يعتقدون بأنها نفس السرعة نظراً لما يرونه من إشعاع عبر مسار الصاعقة حيث يكون انتشار الأخير بسرعة الضوء. تبلغ سرعة البرق بضعة عشرات إلى مئات من الكيلومترات في الثانية الواحدة (قد تصل إلى 250 كيلومتر في الثانية للقائد و100 ألف كيلومتر في الثانية للدارة المقصورة الراجعة من الأرض).

تكون سرعة الذيل الأسفل التي تغادر سحابة إلى الأرض أكثر من غيرها عادة، مع ذلك لا زالت أقل بكثير من سرعة الضوء. لما كانت عملية التفريغ محتوية على إلكترونات تم فصلها عن ذراتها فإنها تتسارع تحت تأثير المجال الكهربائي الناجم عن فرق الجهد الكهربائي بين السحابة وبين الأرض. تصطدم هذه الإلكترونات بجزيئات وذرات أخرى في طريقها محررة إلكترونات أخرى، مخلفة بالتالي قناة من الهواء المتأين.

المصدر: أنا أصدق العلم, ويكيبيديا, موضوع كوم, مصادر متنوعة أخرى.
 

 

   
   
 
 
 2 عدد التعليقات    
horri mokhtar                                                                                                                            2018-11-15 09:45 AM
إبطال نظرية " تبخر - تكثف - مطر" قرآنيا و علميًا من الأساس. السلام عليكم شيوخنا الأجلاء. ألا يعتبر لقاح الهيدروجين للأكسيجين لقاحا فنشأة (خلق جديد) ماء ؟ في تفاعال كيميائي إنفجاري محض و إذن البرق و الرعد و المطر عملية واحدة (اصطناع الماء في الجو كما في المخبر) و أن سرعة الضوء و الصوت و نزول حبات المطر هي التى فرقت بينهم في أعيننا و آذاننا. في صفحة واحدة https://pdf.lu/nvd9

horri mokhtar                                                                                                                            2020-06-03 07:53 PM
أغرب 3 كذبات علمية عرفتها البشرية عبر التاريخ H2 + O النظرية الجديدة 2020 عن كيفية نشأة السحب و تكوين ماء المطر بانفعال كيميائي. في 3 دقائق https://youtu.be/vbacFWa-i_A

 
 
الاسم
البريد الالكتروني
التعليق
500حرف