Petir telah dipelajari selama berabad-abad, tetapi masih banyak yang belum jelas sifatnya. Bagaimana pelepasan di awan berasal, apa itu petir bola, mengapa gamma quanta dipancarkan saat badai - pertanyaan ini belum terjawab. RIA Novosti berbicara tentang penelitian terbaru di bidang kelistrikan atmosfer.
"Petir adalah pelepasan listrik yang bergerak di atmosfer sepanjang saluran plasma panas tipis - pemimpin - dari awan ke bumi, di antara awan atau naik dari gedung-gedung tinggi," kata Alexander Kostinsky, Ph. D. … A. N. Tikhonova, peserta proyek internasional "Petir dan manifestasinya", didukung oleh Kementerian Pendidikan dan Sains dan Yayasan Sains Rusia
Awan diperlukan agar petir dapat terjadi. Naik, itu mengembang, mendingin, tetesan kecil air, kepingan salju, hujan es dan banyak partikel lain dengan ukuran berbeda terbentuk di dalamnya, yang disebut hidrometeor. Faktanya, aerosol terbentuk di dalam awan, partikelnya bergesekan satu sama lain dan mendapatkan muatan dari tanda yang berbeda.
Setelah kondensasi kelembaban, awan memanas sedikit dan naik lebih tinggi, menarik udara di sekitarnya. Inilah mengapa badai petir disertai dengan peningkatan angin. Di dalam awan, lapisan partikel bermuatan positif dan negatif ditambahkan, hujan turun, pelepasan intra-awan dimulai, beberapa di antaranya mencapai tanah.
Sprite muncul di atmosfer atas setelah pelepasan petir yang kuat ke tanah.
Saluran petir menghantarkan arus listrik yang kuat berkat plasma - gas yang sangat terionisasi. Foto kamera kecepatan tinggi menunjukkan pemimpin petir bercabang saat bergerak. Saat dia semakin dekat ke tanah, dari tempat-tempat tinggi - gedung pencakar langit, menara TV - para pemimpin yang naik ke arahnya. Arus yang kuat mengalir melalui saluran yang terhubung dengan kecepatan hanya beberapa kali lebih rendah dari kecepatan cahaya. Kilatan inilah yang kita lihat saat tersambar petir.
“Kami mengamati petir saat besar, energik, menyalakan api, membunuh hewan, menonaktifkan peralatan. Tapi momen asalnya di awan tetap menjadi salah satu misteri ilmiah utama selama seratus tahun sekarang,”lanjut ilmuwan itu.
Ada banyak hipotesis mengenai skor ini, yang sangat kompleks dan tidak menjelaskan semua fenomena yang diamati. Terukur: Untuk menembus hanya satu sentimeter udara, diperlukan tegangan tiga puluh ribu volt. Ini berarti bahwa pasti ada medan listrik yang sangat kuat di awan, tetapi pengukuran memberikan nilai beberapa kali lebih rendah.
Video promosi:
“Setiap detik sekitar seratus petir menyambar tanah, dan tidak ada yang tahu bagaimana asalnya. Selain itu, pengukuran fisik menunjukkan bahwa mereka tidak boleh terbentuk di awan,”kata Kostinsky.
Fotografi selang waktu dari sambaran petir.
Bola petir
Teka-teki terpisah adalah petir bola. Ribuan bukti tentangnya dari berbagai zaman sejarah diketahui, para ilmuwan bahkan secara eksperimental memperoleh "formasi plasma bola" di laboratorium, tetapi tidak mungkin untuk membuktikan bahwa ini adalah fenomena alam yang diteliti. Pertanyaan utama (selain nukleasi) adalah mengapa gumpalan plasma bermuatan ada di atmosfer begitu lama - detik dan menit. Secara teori, tanpa umpan eksternal, ia akan mendingin dalam seperseribu detik, kehilangan konduktivitas.
Beberapa peneliti berasumsi bahwa kilat bola adalah efek optik, tetapi beberapa tahun yang lalu, ilmuwan China merekam cahaya bola selama sambaran petir, yang berlangsung selama hampir satu detik, pada kamera berkecepatan tinggi dengan spektrometer optik. Ini sedikit menjelaskan tentang sifat fenomena, tetapi menegaskan kenyataan.
Lebih banyak misteri
Pada tahun 1989, berkat satelit, jenis listrik atmosfer yang sama sekali baru ditemukan - sprite. Mereka muncul pada ketinggian 70-85 kilometer di medan listrik, yang terbentuk setelah sambaran petir yang kuat ke tanah, saat bagian bawah awan dilepaskan. Dari luar angkasa, kami melihat jet biru dan jet raksasa - aliran listrik sangat panjang. Mereka berasal dari puncak awan petir dan mencapai ketinggian 90 kilometer.
Jet - debit pergi dari awan ke ketinggian hingga 90 kilometer. Observatorium Mauna Kea, Hawaii.
Pada tahun 1991, satelit Amerika merekam semburan sinar gamma, yaitu sinar-X keras, selama badai petir. Data ini segera diklasifikasikan, memutuskan bahwa uji coba nuklir darat dilakukan di suatu tempat. Tiga tahun kemudian, setelah memastikan bahwa sumber radiasi adalah badai petir, hasil pengamatan dipublikasikan.
“Kuanta energi seperti itu jarang datang ke Bumi, bahkan dari jilatan api matahari. Ternyata awan berperan sebagai akselerator partikel elementer, yaitu elektron dan, mungkin, positron. Daerah ini disebut fisika energi-tinggi atmosfer,”kata Alexander Kostinsky.
Pada tahun 2000-an, ternyata di dalam awan pada ketinggian sekitar sepuluh kilometer, terbentuk sumber pancaran radio yang jauh lebih dahsyat daripada yang menyertai petir. Mereka hanya bertahan beberapa mikrodetik. Mereka disebut pelepasan intracloud kompak. Belum ada teori yang diterima secara umum tentang penampilan mereka.
Minat pelepasan listrik di atmosfer planet lain di tata surya masih terus berlanjut. Gambar badai petir di Yupiter dan Saturnus diperoleh, pengamatan dalam jangkauan radio menunjukkan pelepasan di Uranus dan Neptunus. Pertanyaan dengan Venus masih terbuka. Tapi tidak ada badai petir di Mars dan Titan.
Menurut Kostinsky, ilmu petir kini sedang mengalami booming yang nyata. Bagaimanapun, badai petir dan kilat adalah fenomena alam yang sangat berbahaya dan merusak. Selain itu, para ilmuwan dihadapkan pada tugas-tugas praktis - untuk melindungi manusia dan hewan dari pelepasan atmosfer, bangunan, kincir angin, pesawat terbang.
Pelepasan petir di atmosfer di sisi malam Jupiter. Galileo Orbiter, 1998.
Tatiana Pichugina
