0038. Come si sviluppano i fulmini?

 I fulmini si sviluppano dal basso in alto o dall'alto in basso? Ho sentito pareri diversi. (Sandro Sensi)

Entrambe le cose sono vere in momenti diversi dello sviluppo del fulmine. Solo le nuvole da tempesta possono elettrizzarsi e quindi produrre i fulmini. La loro caratteristica è l’enorme estensione verticale da 2-3 km fino a 20 km. La temperatura dell’aria diminuisce con la quota e il vapore dell’acqua presente può essere sottoposto a fortissime correnti ascensionali che, raffreddandosi con l’aumento di quota, danno origine a cristalli di ghiaccio di diverse dimensioni. L’elettrizzazione delle nuvole è tuttora oggetto di studio. Tra gli esperti esiste però un consenso nell’accettare che questa sia dovuta alla collisione tra le particelle di acqua, cristalli di ghiaccio e grandine. In queste collisioni le particelle più pesanti si caricano negativamente e rimangono negli strati più bassi delle nuvole. La nuvola con carica negativa induce una carica positiva sul suolo. Il fulmine inizia con piccole scariche dentro le nuvole liberando gli elettroni, che essendo negativi, sono attratti dal suolo. La loro velocità è elevatissima (330.000 km/ora); creano tracce poco luminose e tortuose poiché cercano canali dove la resistenza elettrica è più bassa. Infatti gli elettroni, nel loro percorso verso il suolo, seguono traiettorie diverse, cercando il cammino più facile nell’aria la quale non è mai elettricamente uniforme. Quando gli elettroni si trovano a qualche decina di metri dal suolo, parte la scarica molto potente degli ioni (carica positiva) dal basso verso l’alto, risalendo i canali degli elettroni. L’effetto è quello della ramificazione del fulmine verso il basso. Questo è il fulmine che vediamo comunemente. La scarica ionica è accompagnata dal tuono che è dovuto al riscaldamento molto veloce dell’aria. In casi molto rari gli elettroni che danno origine al fulmine possono partire dal basso. Questo può avvenire in montagna o in presenza di strutture elevate, dove esiste la possibilità di formazione di nuvole con concentrazioni di cariche opposte a quote diverse. In tale caso si osserva una struttura capovolta rispetto a quella dei fulmini più comuni con la ramificazione verso l’alto.

Halina Bilokon – Fisico