البرق عبارة عن شحنة كهربية حيث يمكنها توليد شرارة Spark إذا اقتربت من الأرض, والقصة الشائعة أنه استخدم طائرة ورقية أثناء عاصفة رعدية ربط فيها مفتاحاً معدنياً متصلاً بطرف قرب سطح الأرض أثناء طيرانها عالياً فلاحظ تولد شرارة كهربية بين الطرف المعدني المتصل بالطائرة وبين الأرض, أعاد غيره التجربة مرات عديدة وكان بعضها مأساويًَا, ففي عام 1753 قام الفيزيائي السويدي رتشمانRichman بتجربة مماثلة لكن الشحنة الكهربية صعقته.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
تحدث معظم ضربات البرق على اليابسة في المناطق الحارة, ويظهر اللون عددها سنوياً لكل كيلومتر مربع.
والوسط الذي تتجمع فيه الغيوم يمتلئ بالشحنات الكهربية, واحتمال تلامس الشحنات المتعاكسة كبير ولذا فإن البرق الداخلي يمثل ثلاثة أرباع ضربات البرق، وحينئذ يرى المراقب من سطح الأرض توهج خافت تحجبه طبقات السحب الكثيفة, وقد يحدث التفريغ الكهربي في أعلى الغيمة فتتكشف عتمة السحب الكثيفة للناظر بهيئة ظلمات متباينة الإعتام تحجب الوميض, ويأخذ البرق أشكالاً عديدة بسبب انتشار الشرارة في كتل هوائية متباينة الضغط ودرجة الرطوبة؛ فيظهر بهيئة خط متعرج أو شريط ذي خطوط شبه متوازية, وإذا وصلت ضربة البرق إلى سطح الأرض فيعتمد خطرها على موضع تفريغ الشحنة, والأجسام المعدنية التي توضع فوق الأبنية العالية في المناطق التي تكثر فيها الصواعق وتسمى بموانع الصواعق لا تمنعها في الحقيقة؛ وإنما تقوم بتسريب الشحنة الكهربائية خلال موصلات معدنية نحو الأرض فتحرف مسارها وتدفع خطرها.
وتتكون العواصف الرعدية نتيجة سخونة سطح الأرض وتسخين الهواء الملامس فيرتفع عالياً بهيئة دوامات حاملاً بخار الماء ليتكثف في المناطق العليا الباردة ويكون تجمعات من سحب الركام قد يصل ارتفاعها إلى 18 كم, ويوافق هذا التفسير كثرة العواصف الرعدية في المناطق الاستوائية, وتتميز سحب الركام بنزول المطر الغزير والبَرَدْ وحدوث البرق والصواعق, وقد يبلغ حجم حبة البَرَدْ حوالي 10 سم, ومع إزدياد حجمها تصبح أكثر تدميرًا نتيجة زيادة شدة الارتطام وتسبب خسائر أكبر للمنشآت والمحاصيل, ونادرًا قد تبلغ 15 سم في العرض فتزداد قوة تدميرها وتعرض حيوانات المزارع وحتى البشر للخطر.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
ولم تُكتمل تجريبيًا بعد دراسة كافة العوامل المحتملة التأثير في عملية تكون الشحنات الكهربية في السحب والتي تدفع لوقوع البرق عند بلوغ الحد الحرج, فقد تدخل عدة عوامل مثل درجة التشبع بالماء واحتكاك القطرات بالهواء وشدة الرياح؛ وربما يكون للرياح الشمسية المشحونة كهربيا تأثيراً ما, وتبسيطًا: تكتسب حبات البَرَدْ خلال حركته لأعلى الكترونات سالبة ويشحن أعلى السحابة بشحنة موجبة, وخلال حركته نحو الأسفل يشحن أسفل السحابة بشحنة سالبة.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
وعندما تجتمع الظروف المناسبة وتنضج السحابة تسعى الشحنة الكهربية السالبة في قاعدة السحابة لشحن الجو الرطب دونها بشحنة سالبة وتتوجه نحو الأرض يقودها ما يسمى الشعاع القائد Leader لضربة البرق, وينتقل في خطوات متدرجة كل منها قد يبلغ عشرات الأمتار, وقد تبلغ سرعة الشعاع القائد 60 ألف مترثانية, وعلى بعد عشرات الأمتار من سطح الأرض تقابله الشحنة الموجبة صاعدة نحوه نتيجة التجاذب بين الشحنتين وتمتد نحو السحابة خلال نفس المسار في الهواء الذي مهده الشعاع القائد بتأيين الهواء بالشحنة السالبة؛ ولذا تسمى بالضربة المرتجعة Return stroke, وهي المسؤول الأساسي (حوالي 99%) عن تفريغ الشحنة الكهربية وتوليد الوميض الحاد أو لمح البرق Lightning flash, ونتيجة للشحنة الكهربائية الهائلة التي تشق طريقها في الهواء يسخن فجأة في أجزاء قليلة من الثانية لتبلغ درجة حرارته حوالي 20 ألف إلى 30 ألف درجة مئوية؛ وهي درجة حرارة هائلة تزيد عن حوالي ثلاث إلى خمس مرات قدر حرارة سطح الشمس (حوالي 6 آلاف درجة مئوية), والتسخين الفجائي للهواء لدرجة الحرارة الهائلة تلك يولد موجة صدمية فوق صوتية Supersonic shock wave تُسمع كأصوات عاتية مرعبة متتابعة بهيئة دمدمة وقعقعة تسمى بالرعد Thunder نتيجة دوي الإنفجار الذي تصاحبه موجة تمدد الهواء فجأة والموجة الإرتدادية وترددهما مع صدى الصوت المنعكس على سطح الأرض والسحب في المنطقة من الجو وما يجاورها, ولأن لمح البرق ينتقل في الجو بسرعة الضوء (حوالي 300 ألف كمثانية) بينما تنتقل موجات الرعد بسرعة الصوت (حوالي 343 مترثانية عند مستوى سطح البحر) يُمكن تقدير بُعد المصدر بمعرفة الفارق زمنياً بين الحدثين, وقد يحدث البرق ولا يسمع الرعد لبعد المصدر, وقد يُسمع الرعد ولا يشاهد البرق لوقوعه داخل غيمة السحب.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
صورة لشجرة أثناء تعرضها لصاعقة
وليست ضربات البرق خطرًا يمكن تجاهله حيث يحدث البرق حوالي 100 مرة كل ثانية, وفي اللحظة الواحدة تحدث حوالي 2000 عاصفة رعدية, وفي العام حوالي 6 مليون عاصفة برقية Lightning storms, ويقوم البرق بتفريغ تيار يبلغ أكثر من مائة مليون فولت على الأقل في كل مرة وقد يصل إلى ألف مليون فولت, فأنت إذن أمام قوة رهيبة تدخل في صلب العمليات المقدرة لتوزيع المطر على سطح الكوكب, وفي ذات الوقت قد تكون تلك القوة الرهيبة مصدرًا لدمار لا يدفعه احتياط.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
صورة مخيفة لصواعق تضرب إحدى المدن
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
تحدث معظم ضربات البرق على اليابسة في المناطق الحارة, ويظهر اللون عددها سنوياً لكل كيلومتر مربع.
والوسط الذي تتجمع فيه الغيوم يمتلئ بالشحنات الكهربية, واحتمال تلامس الشحنات المتعاكسة كبير ولذا فإن البرق الداخلي يمثل ثلاثة أرباع ضربات البرق، وحينئذ يرى المراقب من سطح الأرض توهج خافت تحجبه طبقات السحب الكثيفة, وقد يحدث التفريغ الكهربي في أعلى الغيمة فتتكشف عتمة السحب الكثيفة للناظر بهيئة ظلمات متباينة الإعتام تحجب الوميض, ويأخذ البرق أشكالاً عديدة بسبب انتشار الشرارة في كتل هوائية متباينة الضغط ودرجة الرطوبة؛ فيظهر بهيئة خط متعرج أو شريط ذي خطوط شبه متوازية, وإذا وصلت ضربة البرق إلى سطح الأرض فيعتمد خطرها على موضع تفريغ الشحنة, والأجسام المعدنية التي توضع فوق الأبنية العالية في المناطق التي تكثر فيها الصواعق وتسمى بموانع الصواعق لا تمنعها في الحقيقة؛ وإنما تقوم بتسريب الشحنة الكهربائية خلال موصلات معدنية نحو الأرض فتحرف مسارها وتدفع خطرها.
وتتكون العواصف الرعدية نتيجة سخونة سطح الأرض وتسخين الهواء الملامس فيرتفع عالياً بهيئة دوامات حاملاً بخار الماء ليتكثف في المناطق العليا الباردة ويكون تجمعات من سحب الركام قد يصل ارتفاعها إلى 18 كم, ويوافق هذا التفسير كثرة العواصف الرعدية في المناطق الاستوائية, وتتميز سحب الركام بنزول المطر الغزير والبَرَدْ وحدوث البرق والصواعق, وقد يبلغ حجم حبة البَرَدْ حوالي 10 سم, ومع إزدياد حجمها تصبح أكثر تدميرًا نتيجة زيادة شدة الارتطام وتسبب خسائر أكبر للمنشآت والمحاصيل, ونادرًا قد تبلغ 15 سم في العرض فتزداد قوة تدميرها وتعرض حيوانات المزارع وحتى البشر للخطر.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
ولم تُكتمل تجريبيًا بعد دراسة كافة العوامل المحتملة التأثير في عملية تكون الشحنات الكهربية في السحب والتي تدفع لوقوع البرق عند بلوغ الحد الحرج, فقد تدخل عدة عوامل مثل درجة التشبع بالماء واحتكاك القطرات بالهواء وشدة الرياح؛ وربما يكون للرياح الشمسية المشحونة كهربيا تأثيراً ما, وتبسيطًا: تكتسب حبات البَرَدْ خلال حركته لأعلى الكترونات سالبة ويشحن أعلى السحابة بشحنة موجبة, وخلال حركته نحو الأسفل يشحن أسفل السحابة بشحنة سالبة.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
وعندما تجتمع الظروف المناسبة وتنضج السحابة تسعى الشحنة الكهربية السالبة في قاعدة السحابة لشحن الجو الرطب دونها بشحنة سالبة وتتوجه نحو الأرض يقودها ما يسمى الشعاع القائد Leader لضربة البرق, وينتقل في خطوات متدرجة كل منها قد يبلغ عشرات الأمتار, وقد تبلغ سرعة الشعاع القائد 60 ألف مترثانية, وعلى بعد عشرات الأمتار من سطح الأرض تقابله الشحنة الموجبة صاعدة نحوه نتيجة التجاذب بين الشحنتين وتمتد نحو السحابة خلال نفس المسار في الهواء الذي مهده الشعاع القائد بتأيين الهواء بالشحنة السالبة؛ ولذا تسمى بالضربة المرتجعة Return stroke, وهي المسؤول الأساسي (حوالي 99%) عن تفريغ الشحنة الكهربية وتوليد الوميض الحاد أو لمح البرق Lightning flash, ونتيجة للشحنة الكهربائية الهائلة التي تشق طريقها في الهواء يسخن فجأة في أجزاء قليلة من الثانية لتبلغ درجة حرارته حوالي 20 ألف إلى 30 ألف درجة مئوية؛ وهي درجة حرارة هائلة تزيد عن حوالي ثلاث إلى خمس مرات قدر حرارة سطح الشمس (حوالي 6 آلاف درجة مئوية), والتسخين الفجائي للهواء لدرجة الحرارة الهائلة تلك يولد موجة صدمية فوق صوتية Supersonic shock wave تُسمع كأصوات عاتية مرعبة متتابعة بهيئة دمدمة وقعقعة تسمى بالرعد Thunder نتيجة دوي الإنفجار الذي تصاحبه موجة تمدد الهواء فجأة والموجة الإرتدادية وترددهما مع صدى الصوت المنعكس على سطح الأرض والسحب في المنطقة من الجو وما يجاورها, ولأن لمح البرق ينتقل في الجو بسرعة الضوء (حوالي 300 ألف كمثانية) بينما تنتقل موجات الرعد بسرعة الصوت (حوالي 343 مترثانية عند مستوى سطح البحر) يُمكن تقدير بُعد المصدر بمعرفة الفارق زمنياً بين الحدثين, وقد يحدث البرق ولا يسمع الرعد لبعد المصدر, وقد يُسمع الرعد ولا يشاهد البرق لوقوعه داخل غيمة السحب.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
صورة لشجرة أثناء تعرضها لصاعقة
وليست ضربات البرق خطرًا يمكن تجاهله حيث يحدث البرق حوالي 100 مرة كل ثانية, وفي اللحظة الواحدة تحدث حوالي 2000 عاصفة رعدية, وفي العام حوالي 6 مليون عاصفة برقية Lightning storms, ويقوم البرق بتفريغ تيار يبلغ أكثر من مائة مليون فولت على الأقل في كل مرة وقد يصل إلى ألف مليون فولت, فأنت إذن أمام قوة رهيبة تدخل في صلب العمليات المقدرة لتوزيع المطر على سطح الكوكب, وفي ذات الوقت قد تكون تلك القوة الرهيبة مصدرًا لدمار لا يدفعه احتياط.
[ندعوك للتسجيل في المنتدى أو التعريف بنفسك لمعاينة هذه الصورة]
صورة مخيفة لصواعق تضرب إحدى المدن