22 Ekim 2017'de, merkezi ABD'nin üzerinde toplanan fırtına bulutları, Teksas, Oklahoma ve Kansas'ın üzerindeki gökyüzünü aydınlatan çok büyük bir şimşek çaktı. Yatay olarak bu üç eyalette 310 milden (500 kilometre) daha fazla uzanan, sarsıntı o kadar görülmemişti ki, bir grup araştırmacı bu konuda bir çalışma yazdı ve "megaflash" olarak nitelendirdi: Şimdiye kadar kaydedilen en uzun yıldırımlardan biriydi.
Tipik olarak, düzenli şimşek çakmaları 1 ve 20 km uzunluğundadır. Ancak gittikçe daha karmaşık haritalama tekniklerinin ortaya çıkardığı gibi, bazı gerçekten devasa cıvatalar başımızın üstünde çatlıyor. Bu son keşifler ilginç bir soruyu gündeme getiriyor: Yıldırım gerçekten ne kadar büyük olabilir? Ve bu atmosferik ağırlıklar hakkında endişelenmeli miyiz?
Şimşek fırtına bulutlarında, bulutun bir bölgesinde güçlü pozitif yük geliştiğinde ve diğerinde güçlü negatif yük geliştiğinde, aralarında elektrik kuvvetleri oluşturarak ortaya çıkar. Ulusal Okyanusta fizikçi ve kıdemli bir araştırmacı olan Don MacGorman, "Elektrik kuvvetlerinin son derece güçlü olduğu bir bölgede şimşek çakıyor. Havanın artık elektrik kuvvetine dayanamayacağı ve bozulmayacağı kadar güçlü hale geliyorlar." Dedi. ve Atmosferik Yönetim (NOAA) ve 2017 megaflash hakkında yazının yazarı.
Bu, elektrik kuvveti büyüdükçe, havanın yalıtım gücünü bozar ve bu da genellikle farklı yük alanlarını birbirinden ayrı tutar. Araştırmacılar bunun, aşırı elektrik kuvvetinin birikmesinin, havadaki serbest atomları (bir atom veya moleküle bağlı olmayanlar) hızlandırmaya başladığı ve bunun da diğer elektronları atomlarından ve moleküllerinden kaybettiği için düşündüğünü düşünüyor. MacGorman, Canlı Bilim'e giderek daha fazla elektronu hızlandırarak devam ediyor: "Bilim adamları bu sürece elektron çığları diyor ve havanın parçalandığını söylediğimizde bunu kastediyoruz."
Bu, sonuçta havada bir tel gibi davranan, uçları bozulmaya neden olan pozitif ve negatif yüklere doğru büyüyen çok sıcak bir kanal oluşturur. Büyüyen kanal nihayetinde pozitif ve negatif yükleri bağlar ve bunu yaptığında, yıldırım flaşı olarak bildiğimiz muazzam elektrik akımını tetikler.
MacGorman, "Bunu bulutta büyüyen dev bir kıvılcım olarak düşün" dedi.
Bazen, genellikle pozitif yük içeren bir bulutun alt bölgesi, kanalı durdurmak için tek başına yeterli yüke sahip değildir. Böylece şimşek, aşağı doğru yere doğru uzanarak büyümeye devam eder. Bunu yaparken, onu karşılamak için yerden yukarı doğru bir kıvılcım çıkarır - fırtına şarjının bir kısmını zemine taşıyan dev elektrik akımları ile bir yıldırım flaşını tetikler. Bu buluttan karaya kanallar, yıldırım düşünüldüğünde çoğumuzun genel olarak resimlediği şeydir; Dünya'yı vuran canlı çatallar.
Ancak bu büyük cıvataların boyutunu hangi faktörler sınırlandırır?
Araştırmacılar bu soruyu onlarca yıldır cevaplamaya çalışıyorlar. Dikey olarak, bir flaşın boyutu bir fırtına bulutunun yüksekliği veya yerden zirvesine olan mesafe ile sınırlıdır - ki bu en yüksek yaklaşık 12 mil (20 km). Ancak yatay olarak, kapsamlı bir bulut sistemi oynamak için çok daha fazla alan sağlar.
1956'da Myron Ligda adında bir meteorolog, bu noktada herkesin kaydettiği en uzun yıldırım flaşını tespit etmek için radar kullandığında bunu gösterdi: 100 kilometrelik bir cıvata.
Daha sonra 2007'de araştırmacılar, Oklahoma eyaletinde 200 mil (321 km) uzunluğunda bir flaş belirleyerek rekoru kırdı. MacGorman ve meslektaşlarının son çalışması bu sayıyı parkın dışına attı. Araştırmacılar, bu flaşın yaydığı ışık o kadar güçlüydü ki, 26.000 mil karelik (67.845 kilometrekarelik) bir zemin alanını aydınlatıyordu. Ancak bu flaş bile aşıldı: JGR Atmospheres dergisinde son zamanlarda yapılan bir başka çalışma, 673 km'lik bir flaş anlattı.
Bu megaflashes nadirdir. Ama şimdi onları tespit etme teknolojisine sahip olduğumuza göre, onları daha sık buluyoruz. Yıldırımları tespit etmek için yalnızca anten ve radar kullanan yer tabanlı sistemlere güvenmek yerine, uzmanlar onu çok farklı bir bakış açısından gözlemlemeye başladılar: uydular. Her iki rekor kıran flaş, aşağıdaki fırtına sistemlerinin geniş bir resmini sağlayan Dünya'nın etrafında dönen iki uydu üzerinde bulunan bir sensör olan Geostationary Lightning Mapper adı verilen teknoloji kullanılarak ölçülmüştür.
MacGorman, "Bu sistem bir bulut tepesinden yayılan ışığa tepki veriyor, bu yüzden şimşek çakmalarının ışığını görüyoruz ve daha sonra bu yarımkürenin hemen üzerinde haritalayabiliyoruz." Dedi.
Yıldırım Haritalama Dizisi adı verilen yer tabanlı bir sistemden gelen verilerle birleştirilen bu yüksek çözünürlüklü görsel uydu verileri, Ekim 2017'de yıldırım flaşının muazzam boyutunun bir resmini çizdi.
Bununla birlikte, bu büyük elektrik ışıklandırmalarının tam olarak nasıl büyüdüğü konusunda hala karanlıktayız. Araştırmacılar bulut boyutunun bir faktör olduğuna inanıyor, çünkü bulut sistemi büyüdükçe, şimşek çakmalarının oluşma potansiyeli de artıyor. Ayrıca MacGorman, bazı "mezoskal süreçler - bu sistemin uzun süre devam etmesini sağlamak için birbirine bağlanmasını sağlayan büyük ölçekli rüzgar akışları" olduğunu da ekliyor.
Öyleyse bu canavar bulutlarının belirlediği sahne ile, içinde gerçekten neler oluyor? İngiltere'deki Manchester Üniversitesi'nde fırtına elektrifikasyonunu araştıran bir araştırma görevlisi olan Christopher Emersic, "Bu megaflashes çok yakın bir zamanda sürekli bir deşarj dizisi gibi görünüyor," diyor Christopher Emersic.
Bir bulut sistemi geniş bir alanda yüksek oranda şarj edilirse, bir dizi deşarjın, bir dizi düşen domino gibi yayılabileceğini öne sürüyor. "Dominoların hepsi çok büyük bir boşluk olmadan kurulursa, büyük devirmeli serilerde biri diğerini tetikler. Aksi takdirde" başarısız olur "ve bu durumda megaflash yerine yalnızca daha küçük bir uzaysal yıldırım olayı alırsınız," Emersic, Canlı Bilime söyledi.
Ana bulut büyüdükçe, deşarjın yayılmaya devam etmesi için daha fazla fırsat olur. Emersic, "Bu nedenle megaflashes, prensip olarak, yük yapısının elverişli olması durumunda ana bulut kadar büyük olabilir" dedi.
Bu, muhtemelen daha önce gördüğümüzden daha büyük flaşlar olduğu anlamına geliyor. "Fırtınalar bundan daha büyük olabilir," dedi MacGorman.
Başka bir deyişle, hala en büyük yıldırımın ne kadar büyük olabileceğini bilmiyoruz.
Emersic, çizdikleri kıyamet resmine rağmen, megaflashes normal yıldırımdan daha tehlikeli değildir: "Mekansal olarak geniş bir flaş mutlaka daha fazla enerji taşıdığı anlamına gelmez."
Bununla birlikte, köken aldıkları bulut sistemlerinin çok geniş olması nedeniyle, megaflash saldırılarının tahmin edilmesi zor olabilir.
Emersiç, "Bu tür olaylar genellikle konvektif çekirdekteki ana yıldırım faaliyetlerinden çok uzakta yer grevlerine yol açabilir." Dedi. "Yerdeki bir kişi fırtınanın geçtiğini düşünebilirdi, ama görünüşte hiçbir yerden görünüşte bu uzamsal deşarjlardan biri tarafından şaşırttı."
Emersiç, ısınan bir dünyada, megaflashes'e neden olan fırtına türlerinde bir artış olabileceğini de söyledi. Diyerek şöyle devam etti: "Ve dolaylı olarak, bu durumları daha muhtemel hale getirebilir, böylece frekanslarını artırabilir."
Şimdilik, megaflashes o kadar yaygın değil: MacGorman, yıldırım flaşlarının sadece% 1'ini oluşturduğunu tahmin ediyor. Bununla birlikte, onun gibi araştırmacılar, hayret edeceğimiz daha büyük devler avlamaya - ve şüphesiz keşfetmeye - devam edecekler.
