มนุษย์เราต่างหลงใหลในสายฟ้ามาโดยตลอด สายฟ้าเป็นปรากฏการณ์การปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตตามธรรมชาติที่มีพลังงานสูง มักเกิดขึ้นในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองที่สร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การปล่อยประจุไฟฟ้าจากสายฟ้าครั้งนี้มาพร้อมกับแสงวาบที่เรียกว่าฟ้าผ่าและเสียงที่เรียกว่าฟ้าร้อง อย่างไรก็ตาม หลายคนยังไม่รู้ว่าสายฟ้าเกิดขึ้นได้อย่างไร
ดังนั้น ในบทความนี้เราจะอธิบายถึงวิธีการเกิดฟ้าผ่าและประเภทต่างๆ ของ ฟ้าผ่าให้คุณทราบ
คุณสมบัติหลัก
ฟ้าผ่ามักมาพร้อมกับแสงวาบ แสงวาบนี้เกิดจากกระแสไฟฟ้าที่ทำให้โมเลกุลในอากาศแตกตัวเป็นไอออน หลังจากนั้นไม่นานก็จะได้ยินเสียงดังที่เรียกว่าฟ้าร้อง ซึ่งเกิดจากคลื่นกระแทกกระแสไฟฟ้าไหลผ่านชั้นบรรยากาศทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น ส่งผลให้อากาศขยายตัวอย่างรวดเร็ว และเกิดเสียงดังกึกก้องจากพื้นดิน ฟ้าผ่าอยู่ในสถานะพลาสมา
โดยเฉลี่ยแล้ว สายฟ้ามีความยาวประมาณ 500-1.500 เมตร ที่น่าสนใจคือ ในปี 2007 สายฟ้าที่ยาวที่สุดที่เคยบันทึกไว้เกิดขึ้นในรัฐโอคลาโฮมา โดยมีความยาวถึง 321 กิโลเมตร โดยทั่วไปแล้วสายฟ้าจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเฉลี่ยประมาณ 440 กิโลเมตรต่อวินาที สูงสุดถึง 1.400 กิโลเมตรต่อวินาที ความต่างศักย์เมื่อเทียบกับพื้นดินอยู่ที่หนึ่งล้านโวลต์ ดังนั้น สายฟ้าเหล่านี้จึงอันตรายอย่างยิ่ง ทั่วโลกมีการบันทึกพายุฟ้าผ่าประมาณ 16 ล้านครั้งต่อปี
โดยทั่วไปแล้ว ฟ้าผ่าเกิดจากอนุภาคที่มีประจุบวกในพื้นดินและอนุภาคที่มีประจุลบในเมฆ เนื่องจากการเจริญเติบโตในแนวดิ่งของเมฆคิวมูลอนิมบัส เมื่อเมฆคิวมูลอนิมบัสไปถึงชั้นโทรโปสเฟียร์ (ชั้นนอกสุดของโทรโปสเฟียร์) ประจุบวกภายในเมฆจะดึงดูดประจุลบ การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าในชั้นบรรยากาศนี้ทำให้เกิดฟ้าผ่า โดยทั่วไปแล้วจะเกิดปรากฏการณ์แบบไปมากล่าวคือ อนุภาคจะพุ่งขึ้นอย่างรวดเร็วแล้วกลับลงมากระทบ ทำให้เกิดแสงสว่าง
ฟ้าผ่าสามารถสร้างพลังงานได้ในทันที 1 ล้านวัตต์ ซึ่งเทียบได้กับการระเบิดของนิวเคลียร์ สาขาวิชาที่รับผิดชอบในการศึกษาฟ้าผ่าและทุกอย่างที่เกี่ยวข้องกับอุตุนิยมวิทยาเรียกว่าธรณีศาสตร์
รังสีก่อตัวอย่างไร
สาเหตุของการเกิดฟ้าผ่ายังคงเป็นหัวข้อถกเถียงกันอยู่ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถระบุสาเหตุที่แท้จริงได้ ทฤษฎีที่โดดเด่นที่สุดชี้ว่า การรบกวนในชั้นบรรยากาศเป็นสาเหตุของการเกิดฟ้าผ่าประเภทต่างๆ การรบกวนในชั้นบรรยากาศเหล่านี้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของลม ความชื้น และความดันบรรยากาศนอกจากนี้ยังมีการกล่าวถึงอิทธิพลของลมสุริยะและการสะสมของอนุภาคประจุไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์ด้วย
น้ำแข็งถือเป็นองค์ประกอบสำคัญของการพัฒนา เนื่องจากมีหน้าที่ส่งเสริมการแยกประจุบวกและประจุลบในเมฆคิวมูโลนิมบัส ฟ้าผ่ายังสามารถเกิดขึ้นได้ในเมฆเถ้าจากการปะทุของภูเขาไฟหรืออาจเป็นผลมาจากฝุ่นจากไฟป่าที่รุนแรงซึ่งสามารถสร้างประจุไฟฟ้าสถิตได้
ในกรณีของการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต เชื่อกันว่าประจุไฟฟ้าเกิดขึ้นจากกระบวนการที่มนุษย์ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ การแยกประจุต้องอาศัยกระแสลมแรงที่พัดขึ้นด้านบน ซึ่งเป็นตัวพัดพาหยดน้ำขึ้นไป เมื่อหยดน้ำไปถึงระดับความสูงที่สูงขึ้นซึ่งอากาศโดยรอบเย็นกว่า การเย็นตัวอย่างรวดเร็วก็จะเกิดขึ้น โดยทั่วไปแล้ว ระดับความสูงเหล่านี้จะมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งถึง -10 ถึง -20 องศาเซลเซียสการชนกันของผลึกน้ำแข็งทำให้เกิดส่วนผสมของน้ำและน้ำแข็งที่เรียกว่าลูกเห็บ การชนกันทำให้ประจุบวกเล็กน้อยถูกถ่ายโอนไปยังผลึกน้ำแข็งและประจุลบเล็กน้อยไปยังลูกเห็บ
กระแสลมพัดพาผลึกน้ำแข็งที่เบากว่าขึ้นไปด้านบน ทำให้ประจุบวกสะสมอยู่ที่ด้านหลังของเมฆ ในที่สุด แรงโน้มถ่วงของโลกจะทำให้ลูกเห็บตกลงมาพร้อมกับประจุลบ เนื่องจากลูกเห็บมีน้ำหนักมากขึ้นเมื่อเข้าใกล้ใจกลางและด้านล่างของเมฆการแยกตัวและการสะสมของประจุนี้จะดำเนินต่อไปจนกระทั่งศักย์ไฟฟ้าสูงพอที่จะทำให้เกิดการปล่อยประจุ
อีกสมมติฐานหนึ่งเกี่ยวกับกลไกการโพลาไรซ์มีสององค์ประกอบ มาดูกันว่ามันคืออะไร:
- น้ำแข็งและหยดน้ำที่ตกลงมาจะกลายเป็นโพลาไรซ์เมื่อตกลงสู่สนามไฟฟ้าธรรมชาติของโลก
- อนุภาคน้ำแข็งที่ตกลงมาชนกันและถูกประจุโดยการเหนี่ยวนำไฟฟ้าสถิต
รังสีก่อตัวอย่างไรและชนิดต่าง ๆ ของรังสี
- ฟ้าผ่าที่พบบ่อยที่สุด เป็นสายฟ้าผ่าที่พบได้บ่อยที่สุด นี่คือส่วนที่มองเห็นได้ของการติดตามรังสี ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในคลาวด์จึงไม่สามารถมองเห็นได้ เรามาดูกันว่ารังสีประเภทหลักคืออะไร:
- ฟ้าแลบบนพื้นดิน: มันมีชื่อเสียงมากที่สุดและเป็นที่นิยมมากเป็นอันดับสอง เป็นภัยร้ายแรงต่อชีวิตและทรัพย์สิน มันสามารถกระแทกพื้นและปล่อยระหว่างเมฆคิวมูโลนิมบัสกับพื้นดิน
- เพิร์ลเรย์: นี่คือสายฟ้าจากเมฆสู่พื้นซึ่งดูเหมือนจะแบ่งออกเป็นส่วน ๆ ที่สั้นและสว่าง
- สายฟ้า Staccato: นี่เป็นอีกสายฟ้าจากเมฆสู่พื้นดินที่มีอายุสั้นและดูเหมือนจะเป็นแฟลชเพียงตัวเดียว มักจะสว่างมากและมีผลกระทบอย่างมาก
- คานงอ: พวกมันคือรังสีเหล่านั้นจากเมฆสู่พื้นดินซึ่งแสดงให้เห็นถึงการแตกแขนงของเส้นทางของพวกมัน
- ฟ้าผ่าพื้นเมฆ: มันคือการปลดปล่อยระหว่างโลกและเมฆที่เริ่มต้นด้วยจังหวะเริ่มต้นขึ้น มันต้องหายากมากขึ้น
- เมฆกับเมฆฟ้าผ่า: เกิดขึ้นระหว่างพื้นที่ที่ไม่สัมผัสกับพื้น มักเกิดขึ้นเมื่อเมฆสองก้อนแยกกันสร้างศักย์ไฟฟ้าต่างกัน
ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้ คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการก่อตัวของรังสี ลักษณะเฉพาะ และประเภทต่าง ๆ ที่มีอยู่