Spesso, durante un temporale, sentiamo i nostri figli che esclamano con voce spaventata: “Papà che cos’è un tuono!”. Oppure siamo noi, attaccati alla finestra, che guardiamo i “lampi” che si rincorrono nel cielo. A questo punto, come diceva qualcuno, la domanda sorge spontanea: che differenza c’è tra lampo e tuono?
Diciamo subito che essi sono rispettivamente l’effetto visivo e sonoro dello stesso fenomeno meteorologico: il fulmine. Tra gli eventi meteorologici che avvengono frequentemente, i fulmini sono quelli che destano maggiormente stupore e meraviglia ma, al tempo stesso incutono paura per il fragore e la rapidità con cui avvengono.
I fulmini più facilmente osservabili sono quelli fra una nuvola e il suolo, soprattutto di notte, quando l’oscurità del cielo viene abbagliata da una luce viva, più forte e splendente di quella che potremmo riuscire a produrre noi esseri umani con migliaia di riflettori. Tuttavia l’origine del fenomeno non è ancora del tutto chiara.
Sono proprio queste particelle di ghiaccio, all’interno della nuvola, ad essere ritenute l’elemento scatenante dello sviluppo dei fulmini, in quanto possono provocare la separazione forzata delle particelle con cariche positive e negative, contribuendo così all’innesco della scarica elettrica.
In effetti esistono quattro diversi tipi di fulmini:
- negativo discendente, la scarica pilota ha carica negativa e parte dall’alto.
- positivo discendente, la scarica pilota ha carica positiva e parte dall’alto.
- negativo ascendente, la scarica pilota ha carica negativa e parte dal basso.
- positivo ascendente, la scarica pilota ha carica positiva e parte dal basso.
Il caso più comune sembra essere quello in cui la scarica del fulmine viene generata dalle particelle positive delle nuvole che vengono attratte dalle particelle negative presenti nel suolo.
Gli ioni positivi e gli elettroni negativi si attraggono fortemente, ma sono separati da uno strato di aria (che è isolante), per cui si accumulano rispettivamente sulla terra e nella nube, aumentando la loro forza attrattiva, pur restando separati. Quando le cariche diventano troppo numerose, gli elettroni cominciano a formare dei piccoli camminamenti fino a raggiungere gli ioni positivi, in questo modo ioni positivi ed elettroni si neutralizzano, rilasciando una certa quantità di energia che si trasforma subito in calore e rende conduttrice tutta la striscia carica di elettroni tra il suolo e la nube. Ne consegue che la sottile striscia di aria, molto ramificata, in cui si muovono e si neutralizzano gli atomi, si trasforma in “plasma”, ovvero raggiunge temperature dell’ordine di milioni di gradi. Questo stato di plasma non è stabile e dura solo qualche millesimo di secondo, tuttavia in questo tempo estremamente breve, le particelle emettono una luce fortissima che è quella che noi vediamo e chiamiamo “lampo”.
Sappiamo inoltre che l’aria, per un principio fisico, quando viene riscaldata, si espande. Ne segue che, durante la scarica, la striscia d’aria si gonfia enormemente, generando un’onda d’uro negli strati d’aria vicini. Subito dopo (in meno di un millesimo di secondo) la situazione si normalizza, per cui l’aria non è più ionizzata e la temperatura scende ai valori che aveva prima del passaggio della scarica elettrica, per cui avviene una seconda onda d’urto dovuta al fatto che la striscia d’aria si “sgonfia”. Questa doppia onda d’urto è simile ad un battito su un tamburo, cioè emette un suono molto forte e frastagliato: è quello che noi chiamiamo “tuono”.
Altre notizie di carattere fisico e meteorologico sono sul blog http://alfiogiuffrida.blogspot.com/
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