Pe 22 octombrie 2017, norii de furtună care s-au adunat deasupra centrului Statelor Unite au eliberat un fulger atât de mare încât a luminat cerul deasupra Texasului, Oklahoma și Kansas. Pe o orizontală cuprinsă pe mai mult de 310 mile (500 de kilometri) în aceste trei state, zdruncinarea a fost atât de inedită, încât un grup de cercetători au scris un studiu despre aceasta, descriind-o drept un „megaflash”: a fost unul dintre cele mai lungi fulgere înregistrate vreodată.
În mod obișnuit, fulgerurile obișnuite măsoară între doar 0,6 mile și 20 de mile (1 și 20 km) lungime. Dar, după cum au relevat tehnicile de mapare din ce în ce mai sofisticate, unele șuruburi cu adevărat colosale se crăpau deasupra capului nostru. Aceste descoperiri recente ridică o întrebare interesantă: cât de mare poate avea fulgerul de fapt? Și ar trebui să fim îngrijorați de aceste greutăți atmosferice?
Fulgerul apare în nori de furtună când se dezvoltă o încărcătură pozitivă puternică într-o regiune a norului și se dezvoltă o sarcină negativă puternică în alta, creând forțe electrice între ele. "Un fulger este inițiat într-o regiune în care forțele electrice sunt extrem de puternice. Ele devin suficient de puternice încât aerul să nu mai reziste la forța electrică și să se descompună", a spus Don MacGorman, fizician și cercetător principal la Oceanul Național. and Atmospheric Administration (NOAA) și un autor al lucrării despre megaflash-ul din 2017.
Asta înseamnă că pe măsură ce forța electrică crește, aceasta descompune puterea de izolare a aerului, care ține, de regulă, zone de sarcină diferită una de cealaltă. Cercetătorii consideră că acest lucru se întâmplă deoarece acumularea forței electrice excesive începe să accelereze electronii liberi din aer - cei care nu sunt atașați de un atom sau de o moleculă - care la rândul lor bat alți electroni pierduți de atomii și moleculele lor, a explicat MacGorman. Acest lucru continuă, accelerând din ce în ce mai mulți electroni: „Oamenii de știință numesc acest proces o avalanșă de electroni și este ceea ce ne referim atunci când spunem că aerul se descompune”, a spus MacGorman pentru Live Science.
În cele din urmă, se creează un canal foarte fierbinte în aer, care acționează ca un fir, ale cărui capete cresc spre exterior spre încărcările pozitive și negative care au provocat defalcarea. Canalul în creștere conectează în cele din urmă încărcările pozitive și negative, iar atunci când se întâmplă, declanșează imensul curent electric pe care îl cunoaștem ca fulger.
„Gândiți-vă la ea ca la o scânteie uriașă care a crescut prin nor”, a spus MacGorman.
Uneori, regiunea inferioară a unui nor, care conține, de obicei, încărcare pozitivă, nu are suficientă încărcare singură pentru a opri canalul. Deci fulgerul continuă să crească, întinzându-se în jos spre pământ. Pe măsură ce face acest lucru, atrage o scânteie ascendentă de la sol pentru a-l întâmpina - declanșând un fulger cu curenți electrici uriași care transportă o parte din sarcina furtunii către sol. Aceste canale de la sol la sol sunt ceea ce majoritatea dintre noi ne imaginăm în mod obișnuit atunci când ne gândim la fulgere; acele furci vii care lovesc Pământul.
Dar ce factori limitează dimensiunea acestor șuruburi masive?
Cercetătorii încearcă să răspundă la această întrebare de zeci de ani. Pe verticală, întinderea unui bliț este limitată de înălțimea unui nor de furtună sau de distanța de la sol la apogeul său - care este de aproximativ 20 km (20 km) cel mai înalt. Dar pe orizontală, un sistem cloud extins oferă mult mai mult spațiu de joc.
În 1956, un meteorolog pe nume Myron Ligda a demonstrat acest lucru atunci când a folosit radar pentru a detecta cel mai lung fulger fulger pe care l-a înregistrat vreodată la acel moment: un șurub care se întindea pe 100 de mile (100 km).
Apoi, în 2007, cercetătorii au înregistrat recordul identificând un fulger peste starea Oklahoma care a măsurat lungimea de 321 km. Studiul recent realizat de MacGorman și colegii săi au eliminat acest număr din parc. Lumina emisă de acest flash a fost atât de puternică încât a luminat o suprafață de la sol de 26.000 de mile pătrate (67.845 de kilometri pătrați), au calculat cercetătorii. Dar chiar și acest bliț a fost acum depășit: Un alt studiu recent în jurnalul JGR Atmospheres a descris un bliț care se întindea pe 418 mile (673 km).
Astfel de megaflași sunt rare. Dar acum că avem tehnologia pentru a le detecta, le găsim mai des. În loc să se bazeze doar pe sisteme bazate pe sol care utilizează antene și radar pentru a detecta fulgerul, experții au început să îl observe dintr-un punct de vedere foarte diferit: sateliții. Ambele clipe de înregistrare recente au fost măsurate folosind tehnologia numită Geostationary Lightning Mapper, un senzor prezent pe doi sateliți care orbitează Pământul, care oferă o imagine extinsă a sistemelor de furtună de mai jos.
"Acest sistem răspunde la lumina emisă dintr-un vârf de nori, așa că vedem lumina din fulgerele de lumină și apoi o putem face cu harta, aproape în toată emisfera", a spus MacGorman.
În combinație cu datele de la un sistem bazat la sol numit Lightning Mapping Array, aceste date de satelit vizuale de înaltă rezoluție au pictat o imagine a extinderii enorme a fulgerului în octombrie 2017.
Cu toate acestea, suntem încă în întuneric despre exact cum aceste iluminări electrice uriașe cresc atât de mult. Cercetătorii consideră că dimensiunea norului este un factor, deoarece cu cât sistemul de cloud este mai mare, cu atât există mai mult potențial de apariție a fulgerelor în interiorul acestuia. De asemenea, este necesar, adăugă MacGorman, sunt anumite „procese pe scară largă - fluxuri de vânt la scară largă care permit ca acest sistem să fie legat între ele să persiste mult timp”.
Deci, cu stadiul stabilit de acești nori monștri, ce se întâmplă de fapt în interiorul lor? „Aceste megaflashes par a fi ca o secvență continuă de descărcări, într-o succesiune foarte strânsă”, a spus Christopher Emersic, un coleg de cercetare care studiază electrificarea furtunii la Universitatea din Manchester, din U.K ...
El propune că, dacă un sistem cloud este foarte încărcat pe o suprafață mare, o serie de descărcări se pot propaga prin el ca o linie de domino care se încadrează. "Dacă domino-urile sunt toate configurate fără un decalaj prea mare, unul declanșează un altul într-o serie mare de vârfuri. În caz contrar,„ eșuează "și, în acest caz, veți obține doar un eveniment de fulger spațial mai mic decât un megaflash," Emersic a spus la Live Science.
Cu cât norul părinte este mai mare, cu atât există mai multe oportunități pentru descărcarea de gestiune pentru a continua propagarea. „De aceea, de ce megaflașurile ar putea, în principiu, să fie la fel de mari ca norul părinte, ar trebui ca structura de încărcare să fie favorabilă”, a spus Emersic.
Asta înseamnă, de asemenea, că există probabilități mult mai mari decât am văzut deja. „Furtunile pot deveni mai mari decât”, a spus MacGorman.
Cu alte cuvinte, încă nu știm exact cât de mare ar putea fi cel mai mare fulger.
În ciuda imaginii apocaliptice pe care o pictează, megaflașurile nu sunt neapărat mai periculoase decât fulgerul obișnuit: „Un flash-uri extins spațial nu înseamnă neapărat că are mai multă energie”, a explicat Emersic.
Acestea fiind spuse, deoarece sistemele de cloud din care provin sunt atât de vaste, grevele de megaflash pot fi dificil de prevăzut.
"Astfel de evenimente pot duce adesea la lovituri la sol departe de activitatea principală a fulgerului din miezul convectiv", a spus Emersic. "Cineva de pe pământ ar putea crede că furtuna a trecut, dar să fie surprinsă de surprinderea uneia dintre aceste descărcări extinse spațial, aparent de nicăieri."
Este, de asemenea, posibil ca într-o lume care se încălzește, să existe un nivel ascendent în tipurile de furtuni care dau naștere la megaflașe, a spus Emersic. „Și deci indirect, asta poate face condițiile mai probabile, crescând astfel frecvența lor”.
Deocamdată, însă, megaflașurile nu sunt atât de comune: MacGorman estimează că acestea reprezintă doar aproximativ 1% din fulgerele în general. Cu toate acestea, cercetătorii ca el vor merge la vânătoare - și, fără îndoială, să descopere - și niște behemoths mai mari pentru care să ne minunăm.
