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Il fulmine

Il fulmine: l’effetto più spettacolare dei temporali

Il fulmine è una scarica elettrica derivante da un accumulo di cariche elettriche di segno opposto. Sembra che i cristalli di ghiaccio alla sommità delle nubi siano caricati positivamente, mentre le gocce d’acqua alla base della nube sono caricate negativamente. Sotto la base del temporale il suolo assume carica positiva e questa regione si muove assieme ai “cumulinembi” (Cb). Il terreno esterno al cumulonembo  mantiene carica negativa; si creano quindi differenze di potenziale. Lo strato d’aria che separa le nuvole dal terreno non riesce a impedire il contatto tra le cariche e si genera così il fulmine.

Le cariche negative si muovono verso quelle positive seguendo percorsi casuali a zig-zag (scarica portante). Quando leiche si incontrano nasce il fulmine. Oltre la scarica iniziale esiste un ritorno di cariche positive verso la nube (scarica di ritorno) che viaggia alla velocità di circa 96.000 km/s.
I nostri occhi non riescono a distinguere le due scariche, ma riescono a percepirne solo una. Il canale percorso dalla prima scarica può essere utilizzato da altri fulmini e se ciò avviene si ha un effetto intermittente. Il processo continua fino a quando tutte le cariche elettriche della nube sono state dissipate.

Fulmine nube-suolo

  1. Il primo tipo (fulmine negativo) parte dalla base della nube, caricata negativamente, al suolo, caricato positivamente.
    La superficie terrestre conduce l’elettricità meglio dell’aria, perciò i fulmini sfruttano il “potere delle punte” seguendo il percorso più breve. Per questo si abbattono su montagne, campanili, antenne, grandi alberi isolati (pioppi, querce ecc.). Questo tipo di fulmini sono visibili non oltre i 70 km.
  2. Il secondo tipo (fulmine positivo) non parte dalla base del cumulonembo, ma dalla sua sommità, caricata positivamente, e la regione di suolo esterna al perimetro del temporale, caricata negativamente. Questi fulmini possono raggiungere lunghezze di 40-50 km per la sola scarica principale (senza le ramificazioni). Se la scarica si abbatte molto distante dalla base del cumulonembo si ha il cosiddetto “fulmine a ciel sereno”, anche se lunghezze di 20-30 km possono verificarsi tranquillamente.

Fulmine nube-nube o lampi

E’ un fulmine negativo che si produce all’interno del cumulonembo quando la scarica elettrica passa tra la base della nube (caricata negativamente) e la sua sommità (caricata positivamente). La zona della nube ove in genere si sviluppa il maggior numero di lampi è quella a maggior concentrazione di gocce a contatto coi cristalli di ghiaccio. Ciò avviene per via del diverso potenziale elettrico tra cristalli e gocce che si scontrano tra di loro. Queste scariche illuminano dall’interno il temporale.  La luminosità può essere utilizzata per valutare la consistenza del temporale.
I lampi possono illuminare l’overshooting top, ovvero una cupola, simile ad una sporgenza, che può presentarsi sopra la cima di un temporale. Quando un overshooting top è presente per più 10 minuti è molto probabile che il temporale sia particolarmente violento. Se i lampi illuminano la cupola ciò rappresenta un avvertimento sulla potenza del temporale, quasi certamente una supercella.

overshooting top

I lampi scoccano a quote più elevate rispetto ai fulmini nube-suolo. Sono visibili da molto lontano se l’aria è limpida e la zona è pianeggiante. Se c’è foschia sono visibili intorno alla centinaia di Km poiché la foschia scherma il cielo e si vedono lontani bagliori diffusi.

fulmine nube-nube

Fulmine nube-aria

Si verifica quando una scarica elettrica si propaga tra un accumulo di cariche all’interno della nube e una zona di cariche opposte nell’atmosfera circostante. Solitamente sono fulmini molto sottili, deboli e corti rispetto ai precedenti. Prevalgono di gran lunga alla sommità della nube perciò sono visibili da grande distanza.