أسباب تراكم الشحنات الكهربائية في السحب الرعدية وكيفية تكون البرق والرعد

تتجلى العديد من الظواهر الطبيعية من حولنا، بعضها يحدث بشكل مستمر ويُعد طبيعياً، بينما بعضها الآخر نادر الحدوث وقد يرتبط بأسباب معينة.

تراكم الشحنات الكهربائية على السحب الرعدية: كيف يتكون البرق والرعد

• يعتقد بعض الناس أن الظواهر المدمرة والانهيارات التي تحدث على الأرض تتعلق فقط بالأنشطة الصناعية.
  • أي تلك المرتبطة بالإنسان، مثل تلك الناتجة عن الثورة الصناعية من تجارب وابتكارات.
  • نتيجة للتحولات التكنولوجية المختلفة في المجتمع.
• إلا أن هذا الاعتقاد ليس صحيحًا تمامًا، إذ إن النتائج لا تتعلق فقط بالثورة الصناعية.
  • بل يمكن أن نقول إن هناك ظواهر طبيعية كالبراكين والفيضانات والزلازل
• على سبيل المثال، يمكن أن تتسبب الزلازل في تدمير الحياة في المناطق المعرضة لها.
  • كما أنها تؤدي إلى انهيار المباني والمنشآت، وهي ظاهرة طبيعية غير مرتبطة بنشاط الإنسان.
• أما الفيضانات، فقد تؤدي كذلك إلى غمر الأراضي والمباني المتضررة.
• وتمثل هذه ظواهر طبيعية علمية ليست مرتبطة بالأنشطة البشرية، وليست هذه الظواهر الوحيدة التي قد تسبب دمار المجتمع.

تكون الشحنات الكهربائية على السحب الرعدية

• هناك أسباب محددة وراء كل ظاهرة تحدث.
• ففي حالة الزلازل، يسهم ارتفاع درجة الحرارة في باطن الأرض في حدوث شقوق بالقشرة الأرضية مما يؤدي إلى موجات زلزالية.
• تختلف تلك الموجات من حيث القوة وتم تصنيفها إلى أنواع مختلفة.

كيف تحدث ظاهرة البرق

• تنشأ ظاهرة البرق نتيجة لعملية الشحن الكهربائي في سحب العواصف الرعدية.
  • وهذا يعود إلى وجود مجموعة من الجزيئات المائية الصغيرة داخل السحب.
• وليس هذا السبب الوحيد، بل يمكن أيضًا أن يحدث بسبب تدفق بلورات الجليد التي تصطدم ببعضها البعض أثناء تكرار الصعود والهبوط.
  • اعتمادًا على الرطوبة الموجودة في الجو.
• خلال عملية البرق، تنتقل الإلكترونات ذات الشحنة السالبة من بلورة إلى أخرى، مما يؤدي إلى فصل الشحنات الموجبة عن السالبة داخل كل بلورة.
  • وبذلك، يكون الجزء العلوي من السحابة محملاً بشحنات موجبة.
• بينما يتركز الجزء السفلي في الشحنات السالبة، مما يجعل السحابة محملة بشحنة سالبة.
• عندما يزداد الحقل الكهربائي فوق منطقة السحب، يبدأ الانهيار الكهربائي للهواء.
  • يتكون عمود هواء يحمل شحنات يُعرف بالقائد المتدرج.
• يبدو أن هذا العمود ينتشر نحو الأرض بخطوات متتابعة، حيث يصل طول كل خطوة إلى حوالي 50 متراً.
  • ومع استمرار حركة القائد المتدرج، يتأين الهواء وتحمل شحنة كهربائية في مساره.

ظاهرة البرق

• الشحنات الكهربائية الناتجة تؤدي إلى حدوث البرق، والذي يمثل عملية تفريغ كهربائي على شكل شرارة.
  • يحدث هذا عند توفر فائض من الشحنات السالبة أو الموجبة.
• يمكن أن يحدث البرق في منطقة معينة من الغيمة تكفي لكسر مقاومة الهواء لمرور التيار الكهربائي.
• وفي بعض الأحيان، قد يرتبط البرق بالغبار والغازات المنبعثة من البراكين، ولكن هذه الحالة نادرة.

التفريغ الكهربائي

• تحدث عملية التفريغ الكهربائي على شكل صاعقة قد تنتقل بسرعة تصل إلى 45 كيلومتراً في الثانية، مما يسبب ارتفاعاً كبيراً في درجات الحرارة.
  • قد تصل درجات الحرارة إلى نحو 28 درجة مئوية.
• تلك الحرارة العالية قادرة على تحويل الرمل إلى زجاج.
• كما يمكن أن تولد صاعقة البرق، التي تحمل شحنة سالبة، تياراً كهربائياً يصل إلى 40 كيلو أمبير في المتوسط.

ظاهرة الرعد

• تتصل ظاهرة الرعد بحدوث البرق، وغالبًا ما يُستخدم المصطلحان بشكل مترابط.
  • ومع ذلك، فإن كل منهما منفصل ولكنهما مرتبطان في الحدوث.
• تعتبر ظاهرة الرعد نتيجة لغيوم المزن الركامي الضخمة، الناتجة عن اضطرابات في الغلاف الجوي.
  • أي أن حدوث الرعد يرتبط بخروج حالة الطقس عن وضعها الطبيعي.
• تتسبب ظاهرة الرعد في انتقال العواصف الرعدية نتيجة عدة عوامل وظروف جوية.
  • ومن هذه العوامل: الأمطار الغزيرة، الرياح القوية، وتساقط الثلوج أو البرد، مما قد يؤدي أحيانًا إلى كوارث طبيعية.
• تم تصنيف ظاهرة البرق والرعد كثلاث من الظواهر المدمرة، مثل الزلازل، لكن بدرجة متفاوتة.
• في حالة الزلزال القوي، يمكن أن يؤدي ذلك إلى انهيارات في المباني والمنشآت في المناطق المحيطة.
  • بينما في حالة البرق والرعد، قد تؤدي نتائجهما إلى أعاصير وفيضانات، لكنها ليست دائمة الحدوث.