Bilmek istediğin her şeye ulaş

Şimşekler ve yıldırımlar nasıl oluşur?

Yıldırım
Mitolojide, şimşek ve yıldırımdan doğaüstü varlıkların atmosferik patlaması: tanrıların büyük silahı olarak korkulmuştur. Eski Yunanlılar şimşeğin/yıldırımın Zeus tarafından fırlatılan mucizevi ışık olduğuna inanırlar ve korkarlardı. Vikingler için şimşek, Thor’un at arabasını bulutlara doğru sürerken, çekicini örsüne vurmasıyla çıkan parlama ve gürültüydü. Uzak Doğu’da Buda’nın ilk heykellerinde her yönde uzanan oklarla şimşek/yıldırım figürleri taşıdığı görülmektedir. Kuzey Amerika’daki Kızıldereli kabileleri de şimşeğin, kanat çırptıkça gök gürültüsü meydana getiren mistik bir kuşun parlayan tüyleri olduğuna inanırlardı.

Günümüzde, şimşek ve yıldırımı açıklamak için, sezgisel kavramların yer aldığı mistik tekniklerin yerine deneysel prosedürleri içeren bilimsel teknikler kullanılmaktadır.
Yıldırım, basit olarak; toprakla, elektrik yüklü bir bulut arasındaki elektriksel deşarj olarak tanımlanabilir. Söz konusu bu deşarj sadece bulutla yer arasında olmayabilir. Gerekli şartlar sağlanmış ise iki bulut arasında da olur ki, biz buna şimşek diyoruz. Her iki olayda oldukça belirgin bir kıvılcım atlaması görülür ve gök gürültüsü işitilebilir. Bütün bunlara meteoroloji dilinde oraj denilmektedir.

1. Eksi yüklü elektronlar aşağı doğru zigzag yapmaya başlarlar
2. Artı yüklü parçacıklar da yerde bulut tabanın altında toplanır
3. Bulut yer yüzüne iyice yaklaşınca öncü eksi yükler yere inerek bir yol açarlar (bunlar görülmez) ve sonra da yerden buluta doğru elektrik akımı başlar.
4. Artı yükler saniyede 100 000 km yi aşan bir hızla buluta akar.
Yıldırımın meydana gelmesi bakımından en önemli olay, yük ayrılışıdır. Rüzgar kanallarındaki dikey hava akımları neticesinde bir yük ayrılışı, yani pozitif ve negatif yüklerin ayrılması olayı meydana gelir. Yükleri ayrılmış bir buluta oraj bulutu denir ve bu bulutun içerisinde yaklaşık 500 v/m’lik elektrik alanı mevcuttur. Böyle bir bulut toprağa yeteri kadar yaklaştığı zaman, toprak, bulutun alt kısmında biriken yüklere zıt yüklerle yüklenir. Bu durumda toprakla oraj bulutu arasında elektriksel deşarj meydana gelir. Bu deşarjın yerden havaya doğru veya havadan yere doğru olduğu halen tartışma konusudur. Ancak her iki halde de etkilerinde bir değişiklik yoktur. Genellikle bu olayda uzay elektrik yüklerinin uygunluğu önemli rol oynar. Yere deşarj sürekli olmaz. Daha ziyade kısa veya uzun süreli duraklamalarla kademeli bir şekilde ileri sıçramalar halinde olur. Yıldırım her ileri sıçrayışta 10-100 metre kadar yol alır ve ortalama hızı 50.000 km/sn’dir (ışık hızının %16’sı). Sıçramalar arasındaki duraklama süresi 30-90’µsn arasında gözlenmiştir. Yıldırım yere fazla yaklaştığı zaman yeryüzündeki sivrilmiş noktalarda yoğunlaşan elektrik alan şiddetleri bu noktalardan bulutlara doğru gelişen, yakalama deşarjı adı verilen deşarjlar meydana getirirler.
Bu deşarjların ilerleme hızı; özellikle deşarj kanalının, elektrik yükleri ile beslenmesine bağlıdır (30000-150000 km/sn).
Genellikle elektrik yüklerinin oluşumu ve yük ayrılması olayının sonucu bulutun öncü deşarj negatif uzay yüklerinden meydana gelir. Bu iletken kanal yerden yükselen yakalama (pozitif yüklü) deşarjı ile birleştiğinde ana deşarj olayı oluşur ki, bu olay sıçramalarla değil tek bir iletken kanalın içinden kuvvetli bir akımın geçmesiyle oluşur. Bunu, ikinci, üçüncü deşarjlar izleyebilir. Yıldırım olayı yüksek frekanslı bir olay olmayıp unipolar bir şok deşarjı, kısa süren bir doğru akım darbesidir.
Bir yıldırım olayında boşalan elektrik yük miktarı 1 A.s (1A.s= 1 coulon) altında olmakla beraber şiddetli yıldırımlarda 10-20 A.s’lik boşalmalarda gözlenmiştir. Bu değer nadiren 75 A.s. olarak da tesbit edilmiştir.
Genellikle gözlenen yıldırımların %90 sıklıkla oluşanı negatif inişli olarak adlandırılır. Diğer oluşumlar çok az bir yüzdeyle oluşan pozitif inişli, pozitif çıkışlı ve negatif çıkışlı olaylardır.

1. Çatallı şimşek, bulutlar arası ya da bulutla yer arasında oluşan eğri büğrü şimşek.
2. Tabaka biçiminde şimşek, bulutlar ve yağmur şimşeği örter fakat biz onu aydınlık bir tabaka olarak görürüz.
3. Topçuk biçiminde şimşek, buluttan bir ışık topçukları çıkar fakat çok kısa sürede yok olurlar ve çok seyrek görülü


Şimşek

Bir bulut içerisinde hidrometeorlar olarak adlandırılan parçacıklar gelişir ve etkileşime girer, çarpışma sayesinde de yüklenir. Daha büyük parçacıkların daha fazla negatif yük kazanma, daha küçük parçacıkların ise daha fazla pozitif yük kazanma eğilimde oldukları düşünülmektedir. Bu parçacıklar, bulutun yukarı bölümünün tamamen pozitif yük kazanması ve bulutun aşağı kesimlerinin negatif olarak yüklenmesine kadar, dikey hareketler ve yer çekiminin etkisiyle ayrılma eğilimindedir. Bu yük ayrılması, hem bulut içerisinde hem de bulut ile yer arasında çok büyük bir elektrik potansiyeli oluşturur. Bu potansiyel milyon voltlar seviyesinde olabilir ve sonunda havadaki elektriksel direnç bozulur ve parlama (şimşek çakması) başlar. Yani şimşek orajın negatif ve pozitif bölgelerindeki elektriksel boşalmadır.

Bir şimşek çakması, ortalama dört çakma serisinden oluşmaktadır. Her şimşek çakmasının boyut ve süresi değişiktir, ancak tipik olarak ortalama 30 mikrosaniyedir. Her çakma için ortalama en yüksek güç 1012 watt’dır.
  • Paylaş
Sonraki Soru
HESAP OLUŞTUR

İstatistikler

502 Görüntülenme2 Takipçi1 Yanıt

Konu Başlıkları