Come nasce un fulmine? È una domanda che molti si pongono quando osservano un temporale illuminare il cielo.
Lo vediamo da sempre.
Un lampo improvviso nel cielo.
Una scarica luminosa che attraversa le nuvole o colpisce il terreno.
Per pochi istanti il cielo si illumina completamente.
Eppure quasi nessuno si ferma davvero a pensare a una cosa:
come nasce davvero un fulmine?
È uno dei fenomeni più spettacolari della natura.
Ma anche uno dei più sorprendenti dal punto di vista fisico.
IL FULMINE NON NASCE ALL’IMPROVVISO
Quando osserviamo un fulmine abbiamo l’impressione che compaia dal nulla.
In realtà il processo che lo genera inizia molto prima.
Tutto avviene all’interno delle grandi nubi temporalesche chiamate cumulonembi.
Sono le stesse nubi che possono produrre:
- piogge intense
- grandine
- vento forte
- temporali violenti
All’interno di queste nubi l’atmosfera è tutt’altro che tranquilla.
COSA SUCCEDE DENTRO UNA NUVOLA?
All’interno di un temporale si sviluppano fortissime correnti ascensionali e discendenti.
Gocce d’acqua, cristalli di ghiaccio e piccoli chicchi di grandine vengono continuamente trasportati verso l’alto e verso il basso.
Durante questi urti si verifica qualcosa di molto importante.
Le particelle iniziano a caricarsi elettricamente.
Con il tempo le cariche positive e negative tendono a separarsi.
Generalmente:
- la parte superiore della nube accumula cariche positive;
- la parte inferiore accumula cariche negative.
Si crea così una gigantesca differenza di potenziale.
UNA BATTERIA GRANDE CHILOMETRI
Possiamo immaginare la nube come una gigantesca batteria sospesa nel cielo.
Più aumenta la separazione delle cariche, più cresce la tensione elettrica.
Per un certo periodo l’aria riesce a comportarsi come un isolante.
Ma non può farlo all’infinito.
Arriva un momento in cui la differenza di potenziale diventa così elevata da superare la capacità isolante dell’atmosfera.
Ed è lì che nasce il fulmine.
LA SCARICA ELETTRICA
Quando la tensione raggiunge valori estremamente elevati, l’aria si ionizza.
In altre parole diventa improvvisamente conduttiva.
Si crea così un percorso attraverso il quale le cariche possono muoversi.
Il fulmine è proprio questa scarica elettrica.
L’obiettivo del sistema è semplice:
riequilibrare la differenza di carica accumulata.
PIÙ CALDO DELLA SUPERFICIE DEL SOLE
Questa è una delle cose più sorprendenti.
All’interno del canale percorso dal fulmine la temperatura può superare i 25.000-30.000 gradi Celsius.
Per confronto:
la superficie del Sole è circa 5.500 gradi Celsius.
Questo riscaldamento avviene in una frazione di secondo.
L’aria si espande violentemente.
Ed è proprio questa espansione a generare il tuono.
ESISTONO DIVERSI TIPI DI FULMINI
Non tutti i fulmini colpiscono il terreno.
Possono verificarsi:
- tra una nube e il suolo;
- tra due nubi;
- all’interno della stessa nube;
- tra diverse zone della stessa cella temporalesca.
Molti dei fulmini che osserviamo durante un temporale non raggiungono mai il terreno.
IL FULMINE E LA GRANDINE
Esiste un legame molto interessante.
I temporali che producono grandine sono spesso caratterizzati da forti correnti ascensionali.
Sono proprio queste correnti che favoriscono:
- la crescita dei chicchi di grandine;
- la separazione delle cariche elettriche.
Per questo le grandinate più intense sono spesso accompagnate da una forte attività elettrica.
UNA DELLE FORZE PIÙ SPETTACOLARI DELLA NATURA
Probabilmente continueremo a guardare i fulmini con lo stesso stupore di sempre.
Ma dietro quel lampo che illumina il cielo non c’è magia.
C’è fisica.
C’è elettricità.
C’è un equilibrio che la natura cerca continuamente di ristabilire.
E forse il punto più sorprendente è proprio questo.
Un fenomeno che osserviamo da migliaia di anni continua ancora oggi a lasciarci senza parole.
Domande frequenti sui fulmini
Come nasce un fulmine?
Un fulmine nasce quando all’interno di una nube temporalesca si accumulano cariche elettriche opposte che generano una scarica.
Come si forma un fulmine durante un temporale?
La formazione del fulmine avviene grazie agli urti tra gocce d’acqua, ghiaccio e grandine che separano le cariche elettriche.
Quanto è caldo un fulmine?
La temperatura di un fulmine può superare i 25.000-30.000 gradi Celsius.
Perché il fulmine produce il tuono?
Perché l’aria viene riscaldata e si espande violentemente, generando un’onda sonora.