I fulmini sono un fenomeno atmosferico che si verifica più spesso durante i temporali. Può anche verificarsi durante altri eventi meteorologici che cambiano o alterano l’atmosfera circostante, come le eruzioni vulcaniche.
Ci sono tre tipi principali di fulmini. Il tipo Cloud-to-Ground è il più familiare per il suo aspetto, la visibilità e la minaccia per le persone, e si verifica tra una nuvola e un oggetto a terra. Il fulmine Cloud-to-Cloud si verifica tra due nuvole uniche, e il fulmine Intra-Cloud si verifica all’interno di una singola nuvola.
Fatti sul fulmine
- Il fulmine è una scarica elettrica tra una grande quantità di elettroni nella parte inferiore di una nuvola e la loro conseguente attrazione di protoni negli oggetti a terra.
- Anche 1 miliardo di volt può essere presente in un singolo fulmine.
- Il tuono può aiutare ad approssimare la distanza di un fulmine. Per ogni 5 secondi tra un colpo e il tuono che ha causato, il fulmine è a 1 miglio di distanza.
- Ci sono circa 100 fulmini ogni secondo sulla Terra. Questo equivale a circa 8,6 milioni di fulmini al giorno.
Cosa causa i fulmini?
Il processo che causa i fulmini inizia nelle nuvole. Le nuvole sono formate da un numero enorme di piccole palline di ghiaccio e goccioline d’acqua. Prima di un temporale, l’evaporazione aggiunge grandi quantità di goccioline d’acqua all’atmosfera, e i livelli di umidità sono spesso alti. Le correnti d’aria trasportano queste goccioline nell’atmosfera dove si riuniscono con altra acqua e ghiaccio per formare enormi nuvole, chiamate nuvole Cumulonimbus, che si vedono durante i temporali.
Quando le goccioline evaporate salgono e iniziano a condensare, iniziano a scontrarsi con altre particelle di ghiaccio già presenti nelle nuvole, e gli elettroni vengono rimossi dalle particelle nel processo. Gli elettroni si riuniscono vicino al fondo della nuvola, e i protoni si spostano verso l’alto. Attraverso le proprietà dell’elettromagnetismo, questo enorme squilibrio di carica fa sì che un simile squilibrio di carica abbia luogo nel terreno e negli oggetti sottostanti, mentre i protoni cominciano a muoversi verso l’alto. Più percorsi caricati negativamente “scendono” dalla nuvola. Questi percorsi sono chiamati step leaders. Quando gli step leader si avvicinano al terreno, percorsi ionizzati di protoni chiamati streamer sparano fuori dal terreno e dagli oggetti sul terreno per incontrare gli step leader. Quando uno streamer e uno step leader si incontrano, formano un percorso per la necessaria scarica elettrica, o riequilibrio. La corrente risultante tra la base carica negativamente della nuvola e le aree caricate positivamente nel terreno è ciò che vediamo come fulmine. La maggior parte dei fulmini sarà seguita da tuoni.
Sicurezza
Precauzioni
Se si avvicina un temporale o una tempesta elettrica è importante cercare immediatamente un riparo al chiuso. Le persone dovrebbero stare particolarmente lontane dagli alberi, dai pali del telefono e della bandiera, dalle aree aperte come un campo, e soprattutto dall’acqua, ma tutti i luoghi all’aperto non sono sicuri. Quando un fulmine colpisce uno di questi oggetti, la carica ha la capacità di viaggiare attraverso il terreno o l’acqua vicino alla zona in cui è avvenuto il colpo. Se assolutamente necessario, le automobili possono fornire una certa protezione se l’intero telaio è composto da metallo. Tuttavia, non sono i pneumatici a fornire la protezione – è il telaio. I veicoli in movimento che vengono colpiti da un fulmine possono diventare incapaci e sarebbe quindi un grande pericolo potenziale sulle strade trafficate. Per queste ragioni si consiglia vivamente di smettere di guidare durante le tempeste elettriche e cercare un riparo quando possibile.
Invenzioni che migliorano la sicurezza
Una preparazione precedente che viene spesso fatta alle strutture più alte come gli alti edifici e i grattacieli è l’installazione di parafulmini. Un parafulmine, a volte indicato come asta di Franklin o parafulmine, è costruito in metallo. È collegato a un grande pezzo di filo di alluminio o di rame, che viene fatto scorrere nel terreno.
Che cos’è il Blue Jet e il Gigantic Jet Lightning?
Il Blue Jet Lightning è un fenomeno raro che si verifica nell’alta atmosfera, ed è spesso visibile solo agli astronauti in alto sopra la Terra o agli individui ad altitudini molto elevate. Mentre gli elettroni spogliati si riuniscono verso il fondo di una nube Cumulonimbus per generare il fulmine che vediamo qui sulla Terra, i protoni rimanenti si riuniscono più in alto nella nube. Si teorizza che questi fenomeni avvengano quando si verifica una scarica elettrica tra questi protoni e un altro strato caricato negativamente ancora più in alto nella nuvola.
Il fulmine a getto gigante è molto simile, ma si ritiene che avvenga tra la parte caricata positivamente della nuvola e gli strati atmosferici sopra la nuvola.
I fulmini nella letteratura, nel cinema e nella cultura
- Nel film “Ritorno al futuro” del 1985, il dottor Emmitt Brown collega un cavo alla torre dell’orologio nel centro di Hill Valley per imbrigliare i gigawatt di un fulmine e mandare Marty nel 1985.
- Nel film “Frankenstein” del 1931, il dottor Frankenstein usa una tempesta elettrica per portare in vita il suo mostro. Questo era unico per il film in quanto il libro di Mary Shelley “Frankenstein” non specificava come il mostro fosse stato portato in vita.
- In un altro film degli anni ’80, “The Great Outdoors”, un uomo di nome Reg era stato colpito da un fulmine 66 volte.
- Nella mitologia nordica, Thor è il dio del fulmine, del tuono e delle tempeste. Allo stesso modo, nella mitologia greca, Zeus lancia fulmini contro i suoi nemici. In alcune mitologie dei nativi americani, il fulmine viene creato quando una creatura chiamata Thunderbird sbatte gli occhi.
- Il simbolo del personaggio dei fumetti DC “The Flash” è un fulmine.
- La squadra di hockey professionale di Tampa Bay (parte della National Hockey League) è conosciuta come Tampa Bay Lightning.
- I fulmini sono talvolta presenti nei loghi delle aziende. Il logo della Gatorade è uno dei più famosi a farlo.