Le cariche elettriche presenti nell’atmosfera
Il fenomeno naturale dei lampi e dei tuoni durante un temporale estivo è dovuto alla carica elettrica dei fulmini.
Le cariche elettriche presenti nell’atmosfera di segno opposto si attraggono e tendono ad incontrarsi.
L’incontro in atmosfera delle cariche negative e positive genera prima il lampo e poi il fragore del tuono, cioè quello che noi chiamiamo fulmine.
Frequenza dei fulmini sulla Terra
La Terra è colpita da 100 fulmini al secondo. L’Italia da 2 fulmini per chilometro quadro all’anno. I fulmini sono stati visti anche sugli anelli di Saturno.
Teorie sulla formazione dei fulmini
I fulmini sono una conseguenza della presenza di cariche negative e positive. Solitamente nella parte superiore delle nuvole si accumulano cariche positive mentre nella parte inferiore delle nuvole si accumulano cariche negative. Le cariche negative si scaricano poi sulle cariche positive poste sulla superficie terrestre. Solo un 15% dei fulmini compie il percorso inverso dal suolo alla nuvola.
Perché le cariche elettriche negative si trovano nella parte inferiore delle nuvole?
Esistono due teorie. La prima si rifà ai moti convettivi dell’atmosfera, per cui dalla terra riscaldata dal sole si libera il calore che genera un movimento ascensionale degli ioni atmosferici che si formano in seguito allo sfregamento con particelle di acqua e ghiaccio. La seconda teoria si rifà alla forza di gravità, secondo la quale gli ioni negativi sono più pesanti degli ioni positivi. La teoria gravitazionale dei fulmini è la più accreditata.
Cosa succede mentre vediamo un lampo e sentiamo un tuono
Il fulmine raggiunge il suo suolo, l’energia liberata ritorna verso la nuvola, si crea il plasma cioè gas ionizzati in forma di colonna. In un attimo vediamo il lampo, cioè una esplosione di luce con temperature che raggiungono i 20.000 gradi
Il calore liberato genera una dilatazione dell’atmosfera che noi avvertiamo come un’esplosione, è il tuono.
Il tempo che intercorre tra il lampo e il tuono ci indica a quale distanza è avvenuto il fulmine.
Il lampo viaggia alla velocità della luce, mentre il tuono viaggia alla velocità del suono.
Come determinare la distanza di un fulmine
Il tempo che intercorre tra il lampo e il tuono ci indica a quale distanza è avvenuto il fulmine.
Definiamo la velocità della luce e del suono: la luce corre a 300.000 km al secondo, il suono a 340 m al secondo. Ogni tre secondi il tuono percorre un km.
Se dal momento in cui vediamo il lampo luminoso e il momento in cui sentiamo il fragore del tuono passano 10 secondi, significa che il fulmine è caduto a 3 km di distanza.
Ma un tuono fino a quanti km può essere udito?
Un tuono può essere udito fino a 25 km da dove è caduto il fulmine.