Γιατί ο κεραυνός έχει σχήμα ζιγκ-ζαγκ;

Ο κεραυνός έχει σχήμα ζιγκ-ζαγκ γιατί ακολουθεί το μονοπάτι της ελάχιστης αντίστασης. Ο κεραυνός δημιουργείται όταν η συσσώρευση ηλεκτρικού φορτίου είναι αρκετή για να δημιουργήσει ένα κανάλι ανάμεσα στα δύο αντίθετα φορτισμένα σωματίδια. Τη στιγμή που αυτά τα δύο φορτία συνδέονται, δημιουργείται ένας κεραυνός. Το μονοπάτι της ελάχιστης αντίστασης δεν είναι πάντα μια ευθεία γραμμή, επομένως οι κεραυνοί συχνά γίνονται ζιγκ-ζαγκ.

Κάθε φορά που μια καταιγίδα αρχίζει να βουίζει στον ουρανό, εμείς στη Γη είμαστε αρκετά τυχεροί που κοιτάμε ψηλά και βλέπουμε έναν ουρανό γεμάτο αστραπές. Μερικές φορές, θα δείτε κεραυνούς ακόμα και όταν δεν βρέχει. Τα αιχμηρά κλαδιά των κεραυνών μοιάζουν με ένα οπλοστάσιο αιχμηρών όπλων που μαχαιρώνουν τον ουρανό, όλα ταυτόχρονα. Για κάποιους η εικόνα είναι μεγαλειώδης, ενώ για άλλους είναι άκρως τρομακτική. Δεν είναι περίεργο που οι άνθρωποι μερικές φορές ανατριχιάζουν όταν ακούν έναν κεραυνό!

Συντελεστές:Minerva Studio/Shutterstock

Το σχήμα του κεραυνού είναι αυτό που ιντριγκάρει τους περισσότερους ανθρώπους (συμπεριλαμβανομένου και του εαυτού μου!). Γιατί ο κεραυνός έχει σχήμα ζιγκ-ζαγκ; Γιατί δεν βλέπετε ποτέ κεραυνό σε ευθεία γραμμή, τρίγωνο ή ακόμα και κύκλο, για αυτό το θέμα; Γιατί το «διακλαδισμένο σχήμα» είναι αυτό που βλέπουμε κάθε φορά που οι κεραυνοί διασχίζουν τον ουρανό;

Τι είναι το Lightning;

Ο κεραυνός είναι βασικά ένα ηλεκτρικό ρεύμα (ναι, όπως αυτά που έχουμε στα σπίτια μας, μόνο που ο κεραυνός είναι χιλιάδες φορές πιο ισχυρός και επικίνδυνος). Η θερμοκρασία του κεραυνού είναι περίπου 27.000 βαθμοί Κελσίου, που είναι σχεδόν 5 φορές πιο ζεστή από την επιφάνεια του Ήλιου! (Πηγή) Ο κεραυνός είναι ένας τύπος ηλεκτρικού ρεύματος που, τις περισσότερες φορές, σχηματίζεται στα σύννεφα, αλλά περιστασιακά σχηματίζεται μεταξύ του σύννεφου και του εδάφους, με αποτέλεσμα μια γραμμή αστραπής με τρυπήματα που μπορούμε να δούμε.

Το πάνω μέρος ενός σύννεφου βρίσκεται σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία, δηλαδή κάτω από το σημείο πήξης του νερού. Επομένως, οι υδρατμοί στα σύννεφα μετατρέπονται σε πάγο. Καθώς το σύννεφο μεγαλώνει, αυτά τα μικρά κομμάτια πάγου αρχίζουν να προσκρούουν μεταξύ τους, με αποτέλεσμα τη συσσώρευση ηλεκτρικού φορτίου. Τα ελαφρύτερα και πιο θετικά φορτισμένα σωματίδια παραμένουν στην κορυφή του νέφους, ενώ τα βαριά αρνητικά φορτισμένα σωματίδια (ηλεκτρόνια) παραμένουν στο κάτω μέρος του νέφους. Ένας κεραυνός δημιουργείται όταν η συσσώρευση ηλεκτρικού φορτίου είναι αρκετή για να δημιουργηθεί ένα κανάλι ανάμεσα στα δύο αντίθετα φορτισμένα σωματίδια . Τη στιγμή που αυτές οι δύο χρεώσεις συνδέονται… Voila! Ένας λαμπρός κεραυνός!

Γιατί τόσο παράξενο σχήμα;

Γιατί οι κεραυνοί δεν μπορούν να έχουν απλό, ίσιο σχήμα;

Συντελεστές:Dudarev Mikhail/Shutterstock

Ακριβώς όπως συνηθίζουν να κάνουν οι άνθρωποι, στον κεραυνό αρέσει να ακολουθεί το μονοπάτι της ελάχιστης αντίστασης δηλαδή το μονοπάτι όπου θα υπήρχε ελάχιστη αντίθεση στη ροή του.

Για να το καταλάβετε αυτό, φανταστείτε ότι έχετε ένα σωρό/χώμα ή άμμο. Τώρα, όταν ρίχνεις νερό πάνω του, ακριβώς στην κορυφή του τύμβου, πώς ρέει το νερό προς τα κάτω; Κυλά πάντα σε ευθεία γραμμή; Υπάρχει κάποιο συγκεκριμένο μοτίβο στο οποίο ακολουθεί;

Οχι φυσικά όχι. Δεν υπάρχει συγκεκριμένο σχέδιο ή μονοπάτι που παίρνει το νερό για να κατέβει. Το ίδιο ισχύει και στην περίπτωση του κεραυνού.

Ο αέρας αποτελείται από πολλά πράγματα, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων αερίων, σωματιδίων σκόνης, ρύπων και άλλων ουσιών. Ωστόσο, αυτό το μείγμα δεν είναι ομοιογενές, δηλαδή δεν είναι ομοιόμορφο. Ο αέρας είναι ανομοιόμορφος και ακανόνιστος, γι' αυτό όταν σχηματίζεται κεραυνός (λόγω της διαφοράς δυναμικού των φορτίων), φροντίζει ώστε η διαδρομή που επιλέγει να είναι καθαρή ή να έχει τη μικρότερη δυνατή αντίσταση.

Το μονοπάτι που επιλέγει δεν χρειάζεται να είναι μια ευθεία γραμμή (θυμηθείτε, μια ευθεία γραμμή σημαίνει «η ελάχιστη απόσταση» και όχι «η ελάχιστη αντίσταση»). Στην πραγματικότητα, δεν θα δείτε ποτέ έναν ίσιο κεραυνό, τουλάχιστον όχι στον πραγματικό κόσμο.

Συντελεστές:sondem/Shutterstock

Το Lightning ταξιδεύει προς τα πάνω ή προς τα κάτω;

Αυτή είναι μια άλλη ερώτηση σχετικά με τον κεραυνό που φαίνεται να μπερδεύει πολλούς ανθρώπους, επομένως για να διευκρινίσουμε, οι κεραυνοί στην πραγματικότητα ταξιδεύουν και προς τις δύο κατευθύνσεις.

Τα θετικά φορτισμένα σωματίδια από το έδαφος αρχίζουν να κινούνται προς τα πάνω μέσω του αέρα για να συναντήσουν τα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια που τρέχουν κάτω από το κάτω μέρος των νεφών. Επομένως, θα μπορούσατε να πείτε ότι η όλη διαδικασία του κεραυνού ξεκινά από το έδαφος και κινείται προς τα πάνω, αλλά η όλη διαδικασία ξεκινά από την παρουσία ηλεκτρικού φορτίου στα σύννεφα.

Ο κεραυνός είναι μια διαδικασία που ορίζεται από τη ροή φορτισμένων σωματιδίων και προς τις δύο κατευθύνσεις – προς τα κάτω και προς τα πάνω. Αυτός είναι ο λόγος που ο κεραυνός φαίνεται πάντα να τρεμοπαίζει.

Εν ολίγοις, θα ήταν δίκαιο να πούμε ότι ο κεραυνός ταξιδεύει και με τους δύο τρόπους.

Επίσης, μην ξεχνάτε ότι ο κεραυνός αναζητά το μονοπάτι της ελάχιστης αντίστασης, επομένως οτιδήποτε στο έδαφος, όπως ψηλά κτίρια, πύργοι, δέντρα ή ακόμα και άνθρωποι μπορεί να παρέχει αυτό το μονοπάτι της ελάχιστης αντίστασης για ένα χτύπημα. Δεδομένου αυτού του γεγονότος, θα ήταν καλή ιδέα να μένετε σε εσωτερικούς χώρους όταν υπάρχουν κεραυνοί που χτυπούν τριγύρω σας.

Ενημέρωση: Όπως αποδεικνύεται, οι κεραυνοί είναι πολύ ισχυροί στη θάλασσα παρά στη στεριά. Σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Geophysical Research Letters , οι κεραυνοί που σχηματίζονται πάνω από το θαλασσινό νερό τείνουν να είναι πιο ισχυροί από εκείνους που συμβαίνουν στην ξηρά. Τα ευρήματα που αναφέρθηκαν στη μελέτη υποδεικνύουν ότι οι άνθρωποι που ζουν πάνω ή κοντά στον ωκεανό μπορεί να διατρέχουν μεγαλύτερο κίνδυνο ζημιάς από κεραυνούς εάν αναπτυχθούν καταιγίδες πάνω από ωκεανούς και μετακινηθούν στην ακτή.