تتواجد حولنا العديد من الظواهر الطبيعية، حيث يظهر بعضها بشكل مستمر وبطريقة طبيعية، بينما يحدث البعض الآخر بشكل نادر وقد يرتبط بأسباب معينة.
أسباب تراكم الشحنات على السحب الرعدية: كيف يتكون البرق والرعد
- يعتقد البعض خطأً أن الظواهر المرتبطة بالتدمير والانهيار على كوكبنا تنحصر في الظواهر الناتجة عن الأنشطة البشرية، لا سيما تلك المرتبطة بالثورة الصناعية.
- تشمل هذه الظواهر التجارب والاكتشافات التي قام بها الإنسان.
- نتيجة لتطور الاختراعات في المجتمع.
- إلا أن هذا الاعتقاد غير دقيق، فهناك العديد من الظواهر الطبيعية التي تؤدي إلى عواقب شديدة، كالهزات الأرضية، والانفجارات البركانية، والفيضانات.
- تعتبر الزلازل واحدة من الظواهر الطبيعية التي يمكن أن تسبب تدمير الكائنات الحية في مناطق حدوثها.
- كما قد تؤدي إلى انهيار المباني والمنشآت، وهي ظاهرة طبيعية تحدث بشكل مستقل عن الأنشطة البشرية.
- تستطيع الفيضانات أيضاً أن تؤدي إلى إغراق الأراضي والمرافق المتضررة، وهي من الظواهر الطبيعية التي لا تتعلق بالتدخل البشري. ولكنها ليست الظواهر الوحيدة التي تسبب دمارًا في المجتمع.
- تمكن الإنسان من استغلال بعض هذه الظواهر، كمثال الفيضانات التي تتيح فرصة لتخزين المياه واستغلالها لاحقًا، بالإضافة إلى توليد الطاقة منها.
تكوُّن الشحنات الكهربائية على السحب الرعدية
- لكل ظاهرة من الظواهر الطبيعية أسباب تساعد في حدوثها.
- عند تناولنا لظاهرة الزلزال، نجد أن هناك سببًا رئيسيًا يؤدى إلى حدوثها، مثل ارتفاع درجات حرارة باطن الأرض.
- يؤدي ذلك إلى تشكل شقوق في القشرة الأرضية تتسبب في إطلاق الموجات الزلزالية.
- تختلف قوة الزلزال وتعتمد على نوعه.
- أما بالنسبة لظاهرة الرعد والبرق، فهي تعتبر من الظواهر الطبيعية الأخرى التي تحدث في البيئة.
- هنا تتكون الشحنات الكهربائية على السحب، والتي تمثل السبب الرئيسي في حدوث الرعد والبرق.
كيف تحدث ظاهرة البرق
- تنتج ظاهرة البرق من عملية الشحن الكهربائي داخل سحب العواصف الرعدية.
- يحدث ذلك نتيجة وجود جزيئات مائية صغيرة الحجم بداخل السحب.
- هذه ليست السبب الوحيد، إذ يمكن أن يتسبب تدفق بلورات الجليد في تكرار عملية الصعود والهبوط، مما يؤدي إلى تصادم البلورات مع بعضها.
- تعتمد هذه الظاهرة على الرطوبة الموجودة في الجو.
- خلال حدوث البرق، تنتقل الإلكترونات السالبة من بلورة إلى أخرى، حيث يتم فصل الشحنات الموجبة عن الشحنات السالبة في كل بلورة.
- الجزء العلوي من السحابة سيكون مشحونًا بالإلكترونات الموجبة، بينما الجزء السفلي يجمع الشحنات السالبة، مما يؤدي إلى شحنة سالبة على السحابة ككل.
- مع زيادة قوة الحقل الكهربائي في منطقة سحابة العاصفة، يحدث انهيار كهربائي للهواء.
- يمكن أن يظهر عمود من الهواء المشحون يعرف باسم القائد المتدرج.
- يمتد هذا العمود نحو الأرض بخطوات متتالية، قد يصل طولها إلى حوالي 50 متراً، ومع استمرارية الحركة، يتأين الهواء محملاً بشحنة كهربائية.
ظاهرة البرق
- البرق هو نتيجة لتفريغ كهربائي على شكل شرارة، تحدث عندما يتوفر فائض من الشحنات الكهربائية سالبة أو موجبة داخل منطقة معينة من السحابة.
- قد تكفي لتجاوز مقاومة الهواء، مما يسمح بمرور التيار الكهربائي.
- يمكن أن يرتبط البرق أيضاً بالغبار والغازات الناتجة عن الانفجارات البركانية، ولكن هذه الحالات نادرة.
التفريغ الكهربائي
- يمكن أن تحدث عملية التفريغ الكهربائي خلال البرق في شكل صاعقة تنتقل بسرعة.
- قد تصل هذه السرعة إلى 45 كيلومتر في الثانية، مما يؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة إلى حوالي 28 درجة مئوية.
- هذه الدرجة العالية من الحرارة يمكن أن تحول الرمل إلى زجاج.
- كما يمكن أن تولد تيارًا كهربائيًا يصل متوسطه إلى 40 كيلو أمبير من صاعقة البرق المشحونة.
ظاهرة الرعد
- ترتبط ظاهرة الرعد مباشرة بحدوث البرق، لذاً غالباً ما تُذكر معًا.
- ومع ذلك، كل منهما تعتبر ظاهرة مستقلة، ولكن مع ترابط في حدوثهما.
- تُعرف ظاهرة الرعد بأنها تحدث في السحب الركامية الضخمة نتيجة اضطرابات في الغلاف الجوي.
- إذاً، يرتبط حدوث الرعد بأنماط الطقس غير الطبيعية.
- يمكن أن تسبب ظاهرة الرعد العواصف الرعدية نتيجة لعوامل جوية محددة، مثل الأمطار الغزيرة، الرياح القوية، أو تساقط الثلوج أو البرد.
- بعض الأحيان قد يؤدي حدوث الرعد إلى كوارث طبيعية.
- تُصنف كل من ظاهرتي البرق والرعد كظواهر مدمرة، مثل الزلازل ولكن بحدود متفاوتة.
- عند حدوث زلزال قوي، قد يتسبب ذلك في انهيار المباني والمرافق المحيطة.
- بينما قد تسبب ظاهرة البرق والرعد أعاصير وفيضانات، ولكن هذا لا يحدث بشكل دائم.
- وبالتالي، يمكن أن تحدث أحيانًا البرق والرعد دون أن تؤدي إلى كوارث.