برق: الفرق بين النسختين
[نسخة منشورة] | [نسخة منشورة] |
تم حذف المحتوى تمت إضافة المحتوى
وسم المقالة
|
تعديلات طفيفة.
|
||
(84 مراجعة متوسطة بواسطة 29 مستخدماً غير معروضة) | |||
سطر 1:
{{
{{بطاقة عامة}}
{{عدة صور
| caption_align = center
السطر 12 ⟵ 13:
| caption3 = تصوير مبطّأ (6200 لقطة في الثانية) لتشكّل البرق.
}}
'''البَرْق''' {{جمع|بُروق}} ظاهرة طبيعية بصرية
هناك ثلاثة أصناف رئيسية للبروق وذلك حسب مكان التفريغ، وهي
لكي تحدث عمليّة [[تفريغ كهربائي]] ينبغي
== نظريات التشكل ==
يتشكّل البرق عادةً داخل [[مزن ركامي|المزن الركامي]]، والتي تسمّى
إن أكثر أنواع البرق دراسةً هو البرق المتشكّل بين السحاب والأرض ({{اختصار مخفي|CG|Cloud to ground}})؛ على الرغم من الشيوع الأكبر لومضات البرق داخل السحاب ({{اختصار مخفي|IC|intra-cloud}}) وبين السحب ({{اختصار مخفي|CC|Cloud to cloud}}) إلّا أنّه يصعب دراستها بسبب عدم وجود نقاط مادّية فيزيائية للمراقبة وللقياس على مستوى السحب، بالإضافة إلى صعوبة التنبّؤ بزمان ومكان حدوث ومضات البرق أو الصواعق في الأنواع الأخيرة. ولكن من حيث المبدأ، يمكن تعميم الملاحظات والنتائج المستحصَل عليها من البرق المتشكّل بين السحاب والأرض على باقي أنواع البروق.
=== الكَهْرَبَة ===
[[ملف:Understanding Lightning - Figure 1 - Cloud Charging Area.gif|
ما تزال عمليّة الشحن الكهربائي الحاصلة في العواصف الرعدية محطَّ دراسةٍ من العلماء، الذين يحاولون إيجاد تفسير نهائي لآلية حدوثها، إلّا أنّ هناك توافقٌ عام على المبادئ الأساسية لعملية [[كهربة|الكَهْرَبة]] في العواصف الرعدية.
تقع منطقة الشحن الكهربائي الرئيسية للعاصفة الرعدية في القسم المتوسّط، حيث يتحرّك الهواء
[[ملف:Graupel animation 3a.gif|
يؤدّي ذلك التباين في حركة الجسيمات إلى حدوث تصادمات، والتي تؤدّي بدورها في النهاية إلى حدوث عملية شحنٍ كهربائي. فعندما تصطدم بلّورات الجليد مع حبيبات البَرَد الدقيق تحدث عملية شحنٍ كهربائي، حيث تصبح بلّورات الجليد مشحونةً بشحنةٍ كهربائيةٍ موجبة، في حين تصبح حبيبات البَرَد الدقيق مشحونةً بشحنةٍ كهربائيةٍ سالبة. يحمل التيّار الهوائي الصاعد بلّورات الجليد الصغيرة موجبة الشحنة إلى أعلى سحابة العاصفة الرعدية، في حين تبقى حُبيبات البَرَد الدقيق الأكثف إمّا معلّقةً في وسط سحابة العاصفة الرعدية أو تتساقط إلى القسم السفلي من تلك السحابة.<ref name="NOAA"/> نتيجةً لذلك، يحدث تباينٌ في [[شحنة الفضاء]] الكهربائية بين أعلى السحابة الرعدية موجبة الشحنة وأسفلها سالبة الشحنة الكهربائية.<ref name="NOAA"/> بيّنت الدراسات أنّ شدّة شحنة الفضاء متناسبة بشكلٍ مباشرٍ مع محتوى الجليد داخل سحابة العاصفة الرعدية؛ ممّا يعني أنّ احتمالية تشكّل البرق تزيد مع زيادة كمّية الجليد داخل السحابة.<ref>[https://web.archive.org/web/20071203082209/http://astrolabium.net/archiv_science_nasa/science_nasa_september2006/bilder/bilder_28-9-2006/sample_paper.pdf Precipitation Ice and Lightning: From Global to Cell Scales]
{{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190913000515/https://web.archive.org/web/20071203082209/http://astrolabium.net/archiv_science_nasa/science_nasa_september2006/bilder/bilder_28-9-2006/sample_paper.pdf |date=13 سبتمبر 2019}}</ref>
[[ملف:Charged cloud animation 4a.gif|
تساعد حركة التيّارات الهوائية الصاعدة للأعلى والرياح في الارتفاعات العليا من الغلاف الجوي على تشتيت بلّورات الجليد الصغيرة بشكلٍ أفقي في القسم الأعلى من سحابة العاصفة الرعدية وإبعادها عن قاعدتها؛ بحيث تحدث عمليّة إعادة توزيع. بالإضافة إلى ذلك، تحدث
=== تشكّل الحقل الكهربائي ===
يمكن أن يتشكّل البرق من الحركة الدورانية للهواء الدافئ الرطب عبر [[حقل كهربائي|الحقول الكهربائية]]،<ref>[[#Uman|Uman (1986)]] p. 61.</ref> ثم تقوم جسيمات الماء أو الجليد بتجميع الشحنة كما هو الحال في [[مولد فان دي غراف]].<ref>[[#Rakov|Rakov and Uman]], p. 84.</ref> فمع مرور الوقت تتجمّع حبيبات البَرَد الدقيق ذات الشحنة السالبة أسفل سحابة العاصفة الرعدية، وعندما تدنو تلك السحابة من سطح الأرض، تحدث عملية [[حث كهروستاتيكي|تحريض كهربائي ساكن]] (حثّ كهروستاتيكي) على سطح الأرض أسفل سحابة العاصفة الرعدية وذلك [[شحنة كهربائية|بشحنة كهربائية]] مساوية بالقيمة للشحنة في السحابة ولكنّها معاكسة لها بالقطبية. بسبب وجود منطقتين مختلفتي الشحنة يتولّد [[حقل كهربائي]] في الهواء بينهما، وتتفاوت شدّته حسب كمّية الشحنة. تكون الشحنة الكهربائية الموجبة المحرَّضَة أوّل تشكّلِها صغيرةً
عندما يتجاوز [[شدة المجال الكهربائي|الحقل الكهربائي]] الموضعي قيمة [[شدة العزل]] للهواء الرطب (حوالي 3
=== تشكّل قناة البرق عبر التأيّن ===
[[ملف:Desert Electric.jpg|thumb|صاعقةٌ من السحاب إلى الأرض لوحظت في [[صحراء موهافي]] في ولاية كاليفورنيا الأمريكية.]]▼
[[ملف:Florescent cloud blanket.jpg|thumb|وميضُ برقٍ داخل السحاب يضيء مجموعةَ السُحب بالكامل.]]▼
==== قائد البرق ====
[[ملف:Lightning-formation-ar.gif|
▲[[ملف:Desert Electric.jpg|
[[ملف:Leaderlightnig.gif|thumbnail|يمين|صاعقة بسبب اتصال قَائِدَي برق، الأوّل موجب الشحنة ممثّلاُ بالخطّ الأزرق، والثاني سالب الشحنة ممثلاُ بالخطّ الأحمر.]]▼
▲[[ملف:Florescent cloud blanket.jpg|
إنّ تشكّل البرق يتطلّب وجودَ قناةٍ ثنائية الاتجاه من الهواء [[تأين|المتأيّن]]، والتي تُدعى «قائد البرق» {{للهامش|ملاحظة 1}}، والتي تتشكّل بعمليةٍ ما تزال غير مفهومة بالكامل بين منطقتين مختلفتين بالشحنة الكهربائية في سحابة العاصفة الرعدية. يتكوّن قائد البرق من قنوات ناقلة
▲[[ملف:Leaderlightnig.gif|
في وميضٍ نمطيٍّ من السحاب إلى الأرض يتشكّل قائدٌ ثنائيّ الاتجاه بين منطقة رئيسية سالبة الشحنة وبين منطقة أسفلَ منها ذات شحنة موجبة في عاصفة السحابة الرعدية. تمتلئ المنطقة موجبة الشحنة بسرعة من القائد سالب الشحنة، ومن ثَمّ ينتشر باتّجاه الأرض المشحونة بالتحريض. تعمل قناتا قائد البرق الموجبة والسالبة بشكلٍ متعاكس الاتجاه، فالقائد الموجب يكون اتجاهه نحو الأعلى إلى السحاب، في حين أنّ القائد السالب يكون اتجاهه نحو الأرض. تعمل قناتا قائد البرق بشكلٍ متزامنٍ وعلى اتّجاهين متعاكسَين في عددٍ من الدفقات المفاجئة المتتابعة. عادةً ما يتشعّب قائد البرق أثناء نزوله على هيئة أغصان الشجر؛<ref>Ultraslow-motion video of stepped leader propagation: [http://www.ztresearch.com/ ztresearch.com] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100413125231/http://www.ztresearch.com/ |date=13 أبريل 2010 }}</ref> بالإضافة إلى ذلك، فإنّ قائد البرق ينتقل بشكل متقطّع بعملية تسمى «تدرّج» {{للهامش|ملاحظة 2}}؛ حيث يمكن أن يحدث هناك تفاوت جزئي بسيط في قيم الشحنة الكهربائية عبر مسار قناة البرق، لذلك تأخذ أحياناً
يبلغ طول حوالي 90% من القنوات الأيونية في قائد البرق 45 متر
▲إنّ تشكّل البرق يتطلّب وجودَ قناةٍ ثنائية الاتجاه من الهواء [[تأين|المتأيّن]]، والتي تُدعى «قائد البرق» {{للهامش|ملاحظة 1}}، والتي تتشكّل بعمليةٍ ما تزال غير مفهومة بالكامل بين منطقتين مختلفتين بالشحنة الكهربائية في سحابة العاصفة الرعدية. يتكوّن قائد البرق من قنوات ناقلة كهربائياً من الهواء المتأيّن، والتي تمرّ عبر (أو تنجذب إلى) مناطق ذات شحنة كهربائية معاكسة لشحنة رأس القائد. يعمل رأس القائد ثنائي الاتجاه على مَلْءِ منطقةٍ مشحونةٍ داخل سحابة العاصفة الرعدية تُعرَف باسم «البئر»، وذلك بشحنةٍ معاكسةٍ لشحنته. من الممكن أن تَملأَ نهايةٌ واحدةٌ للقائد البئرَ بشحنةٍ موجبةٍ بالكامل، في حين أنّ النهاية الأخرى ما تزال فعّالة. عند حدوث ذلك، يمكن لنهاية القائد التي مَلأتِ البئرَ أن تنتشرَ خارج سحابة العاصفة الرعدية، ممّا يؤدّي إلى وميضٍ داخل السحاب أو وميض من السحاب إلى الأرض.
ظهرت عدّة فرضيات لتفسير نشوء قنوات قائد البرق، افترضت إحداها أنّ
▲في وميضٍ نمطيٍّ من السحاب إلى الأرض يتشكّل قائدٌ ثنائيّ الاتجاه بين منطقة رئيسية سالبة الشحنة وبين منطقة أسفلَ منها ذات شحنة موجبة في عاصفة السحابة الرعدية. تمتلئ المنطقة موجبة الشحنة بسرعة من القائد سالب الشحنة، ومن ثَمّ ينتشر باتّجاه الأرض المشحونة بالتحريض. تعمل قناتا قائد البرق الموجبة والسالبة بشكلٍ متعاكس الاتجاه، فالقائد الموجب يكون اتجاهه نحو الأعلى إلى السحاب، في حين أنّ القائد السالب يكون اتجاهه نحو الأرض. تعمل قناتا قائد البرق بشكلٍ متزامنٍ وعلى اتّجاهين متعاكسَين في عددٍ من الدفقات المفاجئة المتتابعة. عادةً ما يتشعّب قائد البرق أثناء نزوله على هيئة أغصان الشجر؛<ref>Ultraslow-motion video of stepped leader propagation: [http://www.ztresearch.com/ ztresearch.com] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100413125231/http://www.ztresearch.com/ |date=13 أبريل 2010 }}</ref> بالإضافة إلى ذلك، فإنّ قائد البرق ينتقل بشكل متقطّع بعملية تسمى «تدرّج» {{للهامش|ملاحظة 2}}؛ حيث يمكن أن يحدث هناك تفاوت جزئي بسيط في قيم الشحنة الكهربائية عبر مسار قناة البرق، لذلك تأخذ أحياناً شكلاً [[متعرج|متعرّجاً]]. يمكن تتبُّع تلك الملاحظات المذكورة بواسطة كاميرات خاصّة تمكّن من تصوير فيديو بالحركة البطيئة. يقوم كلّ قائد بتجميع الشحن على الرأس مطلقاً بذلك قنواتٍ أخرى جديدة، والتي تقوم بالتجميع بشكل لحظي مجدّداً من أجل زيادة تركيز الأيونات المشحونة، ثم ليقوم مجدّداُ بإطلاق قنواتٍ جديدة، وهكذا دواليك. يستمرّ القائد السالب بالانتشار والتشعّب كلّما تحرّك باتجاه الأسفل واقترب من سطح الأرض. تصف [[نظرية التخلل|نظرية التخلّل]] ظاهرةَ الاتّصال العشوائي الملاحظَة أثناء تشكّل قائد البرق.<ref>{{cite journal|doi=10.1103/PhysRevE.81.011102|pmid=20365318|title=Biased percolation on scale-free networks|date=2010|last1=Hooyberghs|first1=Hans|last2=Van Schaeybroeck|first2=Bert|last3=Moreira|first3=André A.|last4=Andrade|first4=José S.|last5=Herrmann|first5=Hans J.|last6=Indekeu|first6=Joseph O.|journal=Physical Review E|volume=81|issue=1|pages=011102|bibcode = 2010PhRvE..81a1102H |arxiv = 0908.3786 }}</ref>
▲يبلغ طول حوالي 90% من القنوات الأيونية في قائد البرق 45 متر تقريباً.<ref>Goulde, R.H. (1977) "The lightning conductor", pp. 545–576 in ''Lightning Protection'', R.H. Golde, Ed., ''Lightning, Vol. 2'', Academic Press.</ref> يتطلّب تشكّل القنوات الأيونية في قائد البرق زمناً أطول نسبياً (بضعة مئات من [[ملي ثانية|الملّي ثانية]]) بالمقارنة مع عملية التفريغ (عشرات من [[ميكرو ثانية|الميكرو ثانية]]). إنّ [[تيار كهربائي|التيّار الكهربائي]] المُتطلَّبُ لتشكيل القناة له قيمة تتراوح بين عشرات إلى مئات [[أمبير|الأمبيرات]]، والتي تتقزّم من قبل تيّارات متعاقبة أثناء عملية التفريغ الفعلية.
▲ظهرت عدّة فرضيات لتفسير نشوء قنوات قائد البرق، افترضت إحداها أنّ وابلاً من [[إلكترون|الإلكترونات]] ذات سرعة مرتفعة [[سرعة نسبية|نسبياً]] يتشكّل من [[أشعة كونية|الأشعّة الكونية]]، والذي يتسارع لاحقاً بعمليّة تدعى «الانهيار الجامح» {{للهامش|ملاحظة 3}}. عندما تصطدم هذه الإلكترونات المتسارعة مع جزيئات الهواء المعتدلة تقوم [[تأين صدمي|بتأيّينها]] ممّا يولّد قائد البرق. يمكن من حيث المبدأ للأشعّة الكونية عالية الطاقة الصادرة عن [[مستعر أعظم|المستعرات الأعظمية]] بالإضافة إلى [[ريح شمسية|الرياح الشمسية]] أن تدخل [[غلاف جوي|الغلاف الجوي]] وتشحن الهواء، ممّا يخلق مساراتٍ للبرق والصواعق.<ref>{{مرجع ويب|مسار=http://www.iop.org/news/14/may/page_63245.html |عنوان=High-speed solar winds increase lightning strikes on Earth |ناشر=Iop.org |تاريخ=2014-05-15 |تاريخ الوصول=2014-05-19| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180620043426/http://www.iop.org/news/14/may/page_63245.html | تاريخ أرشيف = 20 يونيو 2018 }}</ref> كان عالم الفيزياء والمناخ [[تشارلز ويلسون]] من أوائل من اقترح ذلك، إذ أنّ الإلكترونات المتهيّجة وفق تلك الطريقة يمكن لها من حيث المبدأ أن تزداد بشكلٍ أسّيٍ مطّردٍ [[تأثير الدومينو|تسلسليّ]]. تقول فرضيةٌ أخرى أنّ تشكّل قائد البرق يعود إلى حقولٍ كهربائيةٍ مُجمَّعةٍ من حقولٍ صغيرةٍ متشكّلةٍ بالقرب من قطيرات الماء أو بلّورات الجليد.<ref>{{cite journal|doi=10.1029/2007JD009036|title=A brief review of the problem of lightning initiation and a hypothesis of initial lightning leader formation|date=2008|last1=Petersen|first1=Danyal|last2=Bailey|first2=Matthew|last3=Beasley|first3=William H.|last4=Hallett|first4=John|journal=Journal of Geophysical Research|volume=113|issue=D17|pages=D17205|bibcode = 2008JGRD..11317205P }}</ref>
==== لسانُ نورٍ صاعدٌ للأعلى ====
عند اقتراب قائدٍ متدرّجٍ من الأرض يؤدّي وجود شحناتٍ معاكسةٍ على الأرض إلى زيادة شدّة [[حقل كهربائي|الحقل الكهربائي]]. يكون الحقل الكهربائي على أشدّه في الأجسام [[تأريض|المُؤَرَّضَة]] التي تكون قِمَمُها قريبةّ من قاعدة سحابة العاصفة الرعدية مثل الأشجار أو الأبنية العالية. إذا كان الحقل الكهربائي
مع اقتراب القائد سالب الشحنة تزداد شدّة الحقل الكهربائي الموضعي وتكون الأجسام المُؤرَّضة معرّضةً [[تفريغ هالي|لظاهرة التفريغ الهالي]]، بحيث يمكن لها أن [[انهيار كهربائي|تتجاوز عتبةً معيّنة]]، وأن تشكّل لسانَ نورٍ
==== الارتباط ====
عندما يتّصل قائدٌ هابطٌ إلى الأسفل مع قائدٍ متوفّرٍ صاعدٍ إلى الأعلى تحدث عمليّة تسمى «الارتباط» {{للهامش|ملاحظة 5}}، بحيث يمكن أن يتشكّل ممرٌّ ذو مقاومةٍ كهربائيةٍ ضئيلة، ممّا يمكّن من حدوث عملية التفريغ الكهربائي. ساعدت تقنيّات التصوير السريع من الحصول على صورٍ وفيديوهات لعملية الارتباط بالإضافة إلى صورٍ مرئية لقائد برقٍ غير متّصل عند حدوث التشعّب.<ref>Saba, M. M. F., A. R. Paiva, C. Schumann, M. A. S. Ferro, K. P. Naccarato, J. C. O. Silva, F. V. C. Siqueira, and D. M. Custódio (2017), Lightning attachment process to common buildings, Geophys. Res. Lett., 44, doi:10.1002/2017GL072796</ref>
==== التفريغ ====
;الضربة المرتدّة
[[ملف:Lightnings sequence 2 animation-wcag.gif|
عند الارتباط تتشكّل قناةٌ ناقلةٌ لتكون صلةَ وصلٍ بين منطقةٍ ذات شحنةٍ سالبةٍ فائضةٍ في سحابة العاصفة الرعدية وبين شحنةٍ موجبةٍ فائضةٍ في الأسفل، ويحدث هبوطٌ كبيرٌ في المقاومة على طول قناة البرق. في هذه الأثناء، ونتيجةً لذلك تتسارع الإلكترونات بشكلٍ كبير في منطقةٍ تبدأ من نقطة الارتباط وتتوسّع على طول شبكة القائد بسرعاتٍ تعادل أجزاءً من [[سرعة الضوء]]. تبدو هذه العملية لمراقبٍ على سطح الأرض على هيئة «ضربة مرتدّة» {{للهامش|ملاحظة 6}}، والتي تكون أكثر أقسام وميض البرق [[شدة ضيائية|ضياءً]] وملاحَظةً أثناءَ عمليّة التفريغ.
يمرّ تيّارٌ كهربائيٌ كبيرُ الشدّة عبرَ قناة البلازما من سحابة العاصفة الرعدية إلى الأرض ويقوم بتعديل الشحنة الموجبة على الأرض عندما تقوم الإلكترونات بالسَرَيان من نقطة الضربة إلى المناطق المحيطة؛ ممّا يؤدّي في النهاية إلى حدوث فرقٍ في [[جهد كهربائي|الجهد الكهربائي]]. بما أنّ الكهرباء تسري بالطرق الممكنة المُتاحة لها والأقلّ مقاومة؛<ref>{{
في بعض الحالات يمكن أن ينشأ وميضُ برقٍ من السحاب إلى الأرض من منطقة ذات شحنة موجبة على الأرض تقع تحت العاصفة. هذا النوع من التفريغ ينشأ عادةً من أعالي الإنشاءات الطويلة مثل [[هوائي|هوائيات أبراج الاتصال]]. إنّ الكمّية الهائلة من التيّار الكهربائي الحاصلة أثناء الضربة المرتدّة، بالإضافة إلى معدّل السرعة الفائق والزمن القصير الذي تحدث فيه العملية يؤدّي في النهاية إلى حدوث [[فرط
==== التكرار ====
لِفَهم سبب اتّخاذ ضربات مرتدّة متعدّدة نفسَ قناة البرق ينبغي معرفة وفهم سلوك القائد الموجب؛ إذ أنّ الأخير يضمحلّ بسرعةٍ أكبرَ من القائد السالب. لأسبابٍ ما تزال غير معلومة بالكامل، فإنّ القائد ثنائي الاتجاه يميل لأن يتشكّل على رؤوس قنوات القائد الموجب المضمحلّ، بحيث تحاول فيها النهاية السالبة أن تُعيدَ تأيين شبكة القائد. يسمّى هذا النوع من القائد باسم «القائد المرتد» {{للهامش|ملاحظة 7}}، والتي عادةً ما تضمحلّ بشكلٍ سريع بعد تشكلّها. عندما تُتاحُ هناك فرصةٌ للاتصال مع القسم الموصل من شبكة القائد الرئيسية، تبدأ عملية ضربة مرتدّة بحيث يتشكلّ قائد يسمى «القائد الراشق» {{للهامش|ملاحظة 8}}، والذي ينتقل بسرعةٍ عائداً على كامل طول القائد الأصلي أو على جزء منه. عندما يحدث هناك اتصال بين القائد الراشق مع الأرض يكون ذلك سببًا للضربات المرتدّة المتعاقبة.<ref name="Warner">{{استشهاد ويب |مسار=https://ztresearch.blog/education/ground-flashes/ |عنوان=Ground Flashes |الأخير=Warner |الأول=Tom |موقع=ZT Research |تاريخ الوصول=2017-11-09 |تاريخ=2017-05-06 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20190626060829/https://ztresearch.blog/education/ground-flashes/ |تاريخ أرشيف=26 يونيو 2019 }}</ref>بالتالي، فإنّ كلّ ضربةٍ متعاقبةٍ تسبقُها ضربةُ قائدٍ راشقٍ مؤقّتة، والتي لها زمنُ نشوءٍ سريع، ولكنّها ذات شدّة أقلّ من الضربة المرتدّة الأصلية؛ وكلّ ضربةٍ متعاقبةٍ عادةً ما تعيد استخدام قناة التفريغ المستخدمة من الضربة التي سبقتها، إلّا أنّ القناة يمكن أن تتعرّض للانزياح عن موقعها السابق لأن الريح تزيح القناة الساخنة.<ref>[[#Uman|Uman (1986)]] Ch. 9, p. 78.</ref>
==== البرق السالب والبرق الموجب ====
حسب اتجاه حركة الإلكترونات يمكن التمييز بين البرق السالب والبرق الموجب. على العكس من الاعتقاد الشائع فإنّ البرق الموجب لا ينشأ بالضرورة من [[سحابة سندانية|منطقة السندان]] أو المنطقة العليا موجبة الشحنة، ولا يتشكل في المنطقة الخالية من المطر خارج السحابة الرعدية. هذا الاعتقاد يعود منشَؤُهُ إلى الفكرة المندثرة أنّ قائد البرق هو أحادي القطبية بطبيعته، وأنه ينشأ من منطقة الشحنة الموافقة. تميل صواعق البرق الموجبة لأن تكون أشدّ من نظيرتها السالبة، بالتالي فإنّ صواعق البرق الموجب أكثر خطورة من نظيرتها السالبة، وخاصّةً في احتمالية إشعال الحرائق. كما وُجدَ أنّ البرق الموجب هو المسبّب لحدوث ومضات البرق الصاعدة للأعلى من قمم الأبنية المرتفعة، وهو غالباً المسؤول عن بداية تشكّل [[عفريت (برق)|بروق العفاريت]] في [[برق الغلاف الجوي العلوي|طبقات الغلاف الجوّي العليا]] على ارتفاعٍ يصل إلى عشرات الكيلومترات فوق سطح الأرض.
تميل البروق الموجبة لأن تتشكّل بشكلٍ أكبر في [[عاصفة ثلجية|العواصف الثلجية]]، كما هو الحال
اقتُرحَت ستّ نظريات مختلفة عن تشكّل البرق الموجب الهابط إلى الأرض من السحاب:<ref>{{
* هبوب ريحٍ شاقوليةٍ (عموديةٍ) تقوم بإزاحة منطقة الشحنة الموجبة أعلى سحابة العاصفة الرعدية ممّا يكشفها ويعرّضها إلى سطح الأرض.
* فقدان المنطقة المشحونة السفلى أثناء مرحلة تبدّد [[عاصفة رعدية|العاصفة الرعدية]]، ممّا يترك المنطقة موجبة الشحنة مسؤولةً عن تشكّل البرق.
* حدوث ترتيب معقّد من المناطق المشحونة داخل سحابة العاصفة الرعدية، ممّا ينتج عنه تشكّل «ثنائي قطب معكوس»، تكون فيه المنطقة سالبة الشحنة الرئيسية فوق المنطقة موجبة الشحنة، بدلاً من أن تكون أسفلها كما هو شائع.
* أن توجد على غير العادة منطقةٌ ذات شحنةٍ موجبةٍ كبيرةٍ في سحابة العاصفة الرعدية.
* حدوثُ قطعٍ في قائدٍ سالبٍ ممتدٍّ عن قناته الأصلية، ممّا يؤدّي إلى تشكيل قائدٍ جديدٍ ثنائيٍّ الاتّجاه تقوم فيه النهاية الموجبة بتشكيل وميض البرق، والذي يُشاهد عادةً في «ومضات السندان» أو «ومضات العنكبوت الزاحف».
* أن يتفرّع البرق الموجب من وميض برقٍ داخل السحاب.
== الخواص ==
[[ملف:Lightnings sequence 1.jpg|
; الزمن
يتطلّب تشكيل قنوات دليل البرق وحدوث عمليات التفريغ الثانوية حوالي 10 ميلّي ثانية (0.01 ثانية)؛ في حين أنّ عملية التفريغ الرئيسية تتمّ خلال 30 ميكروثانية فقط (0.00003 ثانية). تحتاج عملية تفريغ جديدة وسطياً إلى فاصلٍ زمنيٍّ بتراوح بين 30 - 50 ميلّي ثانية (0.03 - 0.05 ثانية).
; السرعة
وسطياً فإنّ سرعة البرق تتراوح بين عُشْر إلى ثلث [[سرعة الضوء]]، إذ تبلغ معدّل سرعة تيّارات الضربة المرتدّة حوالي 100 ألف كيلومتر/الثانية.<ref>{{
; القطبية
يمكن للبرق المتشكّل من السحاب إلى الأرض أن يكون إمّا سالباً أو موجباً. ففي البرق السالب تنتقل [[شحنة كهربائية|الشحنة الكهربائية]] السالبة إلى الأرض على شكل إلكتروناتٍ على طول قناة البرق؛ أمّا في حالة البرق موجب الشحنة فتنتقل الإلكترونات من سطح الأرض باتجاه الأعلى على طول قناة البرق تاركةً وراءَها شحنةً موجبةً على سطح الأرض.
إلّا أنّ أغلب البروق الملاحَظة هي سالبة الشحنة، فالبرق موجب الشحنة أقلّ شيوعاً، وهو يمثّل ما نسبته أقلّ من 5% من كافّة ضربات البرق والصواعق.<ref>{{
; الطول
يختلف طول البرق حسب نوعه، فيبلغ متوسّط طول البرق السالب من 1 - 2 كم في المناطق المدارية؛ أمّا في المناطق الاستوائية
; شدّة التيّار الكهربائي
يبلغ متوسّط شدّة التيّار الكهربائي للضربة المرتدّة من 20 - 30 كيلوأمبير (30000 [[أمبير]])، وذلك لوميض برقٍ نمطيٍّ ذي شحنةٍ سالبةٍ من السحاب إلى الأرض. قد تتالى عمليات التفريغ إثرَ بعضها بشكلٍ كبير قد يصل عددُها إلى حوالي 40 مرّة؛ يمكن اعتبار البرق حينها تيّاراً مستمرّاً نبّاضاً (مزيجٌ من تيّار مستمرّ ومتناوب) قصير الأجل.<ref>Rainer Grießbach: Naturgewalten - das Gewitter. epubli, 2012, ISBN 978-3-8442-2145-9 {{
تحمل ضربة البرق [[قطبية كهربائية|السالب]] وسطياً تيّاراً كهربائياً شدّته حوالي 30 ألف [[أمبير]]؛ وتنقل حوالي 15 [[كولوم]] من [[شحنة كهربائية|الشحنة الكهربائية]]؛ وحوالي 500 [[جول]] من [[طاقة|الطاقة]]. يمكن أن تصل تلك المقادير في حالة الضربات القويّة من البرق السالب إلى 120 ألف أمبير و350 كولوم.<ref>Hasbrouck, Richard. [https://
; المغناطيسية
من المعروف فيزيائياً أن حركة الشحن الكهربائية تولّد [[كهرومغناطيسية|حقلاً مغناطيسياً]]؛ وهو ما يلاحظ عند حدوث البرق وضربات الصواعق، حيث تمرّ تيّارات تكون قادرةً على مغنطة الأجسام التي تمرّ عبرها، وتعرف هذه الظاهرة باسم [[مغناطيسية متبقية|المغناطيسية المتبقيّة]] من تحريض البرق (اختصاراً {{اختصار مخفي|LIRM|lightning-induced remanent magnetism}}). تمرّ تلك التيّارات بمساراتٍ لها أقلّ مقاومةٍ ممكنة، وغالباً بشكلٍ أفقيٍّ بالقرب من السطح؛<ref>{{
|
|الأول = Peter
|
الأخير
|
|
عنوان
|
مسار
|صحيفة = Geophysical Research Letters
| archiveurl=https://web.archive.org/web/20061003193325/http://lep694.gsfc.nasa.gov/gunther/gunther/Wasilewski1999.pdf| archivedate=October 3, 2006| journal=Geophysical Research Letters| volume=26| issue=15| pages=2275–78▼
|المجلد = 26
|العدد = 15
|صفحات = 2275–78
|تاريخ = 1999
|تاريخ الوصول = 13 يوليو 2009
|bibcode = 1999GeoRL..26.2275W
▲
|
مسار أرشيف
|حالة المسار=dead}}</ref>
من الممكن رسم توزيع خرائطي لحالات المغنطة المتبقية بتحريض البرق،<ref>{{
== الأنماط / الأشكال الظاهرية ==
[[ملف:Lightning over Oradea Romania 3.jpg|
هناك ثلاثة أنماط رئيسية للبروق، والتي تختلف فيما بينها بمكان نهاية قناة وميض البرق:
السطر 144 ⟵ 146:
=== برق من السحاب إلى الأرض ===
[[ملف:Cloud to cloud lightning strike.jpg|
يتشكّل البرق من السحاب إلى الأرض من سحابة العاصفة الرعدية وينتهي على سطح الأرض. يبدأ تشكّل هذا النمط من قائد متدرّج هابط إلى الأسفل من السحابة، والذي يمكن أن يلتقي مع لسان نور صاعد من سطح الأرض.
السطر 157 ⟵ 159:
=== أنماط شكلية ===
[[ملف:Anvil Crawler over Lake Wright Patman south of Redwater, Texas..JPG|
* '''برق سنداني زاحف''' {{للهامش|ملاحظة 9}} والذي يسمّى أيضاً «برق العنكبوت»؛ وهو يتشكّل عندما ينتشر قائد البرق أفقياً بشكل مفرط عبر مناطق مشحونة داخل عاصفة رعدية معتّقَة، وهي عادةً المناطق المتراصفة لأنظمة [[حمل حراري|الحمل الحراري]] [[علم الأرصاد متوسط الشمول|متوسّطة الشمول]]. تبدأ ومضات البرق السنداني الزاحف بعمليّة تفريغ داخل السحاب داخل منطقة الحمل الحراري، ثُمَّ ما تلبَث نهاية قائد البرق السالب بأن تنتشرَ بشكلٍ جيّدٍ في المناطق المتراصفة المذكورة. إذا أصبحَ القائد طويلاً، يتفرّع حينها إلى قنواتٍ متعددّةٍ ثنائيةِ الاتّجاه، تمثّل كلّ منها قائداً جديداً. عند حدوث ذلك، فإنّ النهاية الموجبة لقائد البرق المتفرّع يمكن أن تضرب الأرض بوميض برقٍ موجبٍ من السحاب إلى الأرض، أو أن تزحفَ على الطرف السفلي لسحابة العاصفة الرعدية. يمكن لومضات البرق السنداني الزاحف الأرضية أن تنقل كمّيّاتٍ كبيرةٍ من [[شحنة كهربائية|الشحنة الكهربائية]]، كما يمكن لها أن تسبّب ومضات برق متّجهة للأعلى، وومضات برقٍ في طبقات الجوّ العليا.<ref name="Warner"/>
* '''[[برق كروي|البرق الكروي]]'''، وهو ظاهرة يمكن أن تشاهد في [[كهرباء الغلاف الجوي|الغلاف الجوّي]]، وذلك وفقاً لشهود عيان، إلّا أنّ طبيعتها الفيزيائية ما تزال محطَّ خلاف؛ إذ أنّها لم تلاحظ إلّا بشكلٍ نادرٍ جدّاً من [[علم الأرصاد الجوية|متخصّصي الأرصاد الجوّية]].<ref>{{
| عنوان = The Nature of Ball Lightning
| ناشر = Plenum Press | تاريخ = 1971 | مكان = New York
| isbn = 978-0-306-30494-1 }}</ref> يمكن للبرق الكروي أن يترافق مع العواصف الرعدية، ولكنّه على العكس من وميض البرق، والذي يدوم فقط لبضع أجزاءٍ من الثانية، فإنّ البرق الكروي يمكن له أن يدوم لعدّة ثوانٍ. بالنهاية، ما تزال الأدلّة والبيانات العلمية عن البرق الكروي شحيحةً، نظراً لعدم شيوعه ولصعوبة التنبّؤ بتشكّله؛ ويعتمد افتراض وجوده على مشاهدات للعوام.<ref>{{استشهاد بخبر | الأخير=Porter | الأول=Brett | عنوان=Brett Porter, Photo in 1987, BBC:Ball lightning baffles scientists, day, 21 December, 2001, 00:26 GMT | مسار=http://news.bbc.co.uk/2/hi/sci/tech/1721473.stm | تاريخ=1987
* '''برق خرزي''' {{للهامش|ملاحظة 10}} (أو برق عقد اللؤلؤ) وهو مرحلة اضمحلال قناة البرق بحيث يتجزّأ [[
ضياء (علم الفلك)|ضياء]] القناة إلى قطاعاتٍ متفرّقة؛ وهي ظاهرة تحدث تقريباً في كلّ تفريغ عندما تتبرّد القناة فجأةً بعد ضربة مرتدّة. بالتالي يمكن اعتبارُ ظاهرةِ البرق الخرزي مرحلةً من مراحل تفريغ البرق العادي، أكثرَ من كونها نمطاً خاصّاً بحدّ ذاته، وهي من الميّزات التي تحدث على نطاقٍ صغير، بالتالي فإنّها لا تبدو بشكل واضح إلّا عندما تكون كاميرا المصوّر المراقب قريبةً من مكان تشكّل البرق.<ref>{{
* '''برق من السحاب إلى الهواء'''، وهو وميض يخرج فيه قائد برق ثنائي الاتجاه خارج السحابة من غير أن يُحدِثَ وميضاً إلى الأرض. وتُلاحظ تلك الومضات في [[برق الغلاف الجوي العلوي|برق الغلاف الجوّي العلوي]] على هيئة تياراتٍ نفّاثةٍ زرقاء وعملاقة في طبقة [[غلاف أيوني|الغلاف الأيوني]]، حيث يصعد وميض تلك البروق من أعلى سحابة العاصفة الرعدية بسرعة تصل إلى 100 كيلومتر في الثانية إلى ارتفاعات تصل إلى 50 كم.<ref name="meteoros.de Blitze_Entstehung">Arbeitskreis Meteore e. V., [https://www.meteoros.de/themen/atmos/selbstleuchtend/blitze/ meteoros.de: ''Blitzarten - Sprites''] (23. Juli 2017) {{
* '''[[عاصفة رعدية جافة|البرق الجافّ]]'''، وهو تعبير يستخدم لوصف وميض البرق عندما يحدث من غير [[هطول]]. يعدّ هذا النمط من المسبّبات الطبيعية الرئيسية [[حرائق الغابات|لحرائق الغابات]].<ref name='Scott2000'>{{
* '''[[برق عديم الرعد]]'''، وهو وميض برقٍ يبدو من غير أن يرافقه [[رعد]] بالعادة، وذلك لملاحَظَته من مكانٍ بعيدٍ عن مكان العاصفة الرعدية، بحيث أنّ الموجات الصوتية تتشتّت قبل أن تصل أسماع المراقب.<ref>{{
* '''برق شريطي''' {{للهامش|ملاحظة 11}} وهو يحدث في العواصف الرعدية ذات [[رياح متعامدة]] قوية وضربات مرتدّة متعدّدة، بحيث أنّ هبوب الرياح يؤدّي إلى انزياح الضربة المرتدّة قليلاً إلى جانب الضربة السابقة، مسبّباً هذه الظاهرة البصرية.<ref>{{
* '''برق صاروخي''' {{للهامش|ملاحظة 12}} وهو نمط من أنماط تفريغ داخل السحاب، بحيث يحدث عادةً بشكلٍ أفقي وعلى قاعدة سحابة العاصفة الرعدية، وتبدو فيه القناة المضيئة كأنّها تتقدّم في الهواء بشكلٍ متقطّع وبسرعةٍ ملحوظة.<ref name="AMS Glossary">{{
|مسار
= http://
|عنوان
= Definition of Rocket Lightning, AMS Glossary of Meteorology
|تاريخ الوصول
= July 5, 2007
|
|تاريخ أرشيف = 17 أغسطس 2007
|مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20070817211059/http://amsglossary.allenpress.com/glossary/search?id=rocket-lightning1
|حالة المسار=dead}}</ref>
▲ |تاريخ أرشيف = August 17, 2007
[[ملف:Staccoto Lightning.jpg|
* '''برق صفحي'''<ref>[http://www.ldlp-dictionary.com/dictionaries/word/5011420/A%20New%20Dictionary%20of%20Scientific%20&%20Technical%20Terms%20(En/Ar)/sheet%20lightning قاموس المصطلحات العلمية والتقنية الجديد؛ مكتبة لبنان ناشرون]
{{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200310221537/http://www.ldlp-dictionary.com/dictionaries/word/5011420/A%20New%20Dictionary%20of%20Scientific%20&%20Technical%20Terms%20(En/Ar)/sheet%20lightning |date=10 مارس 2020 }}</ref> {{للهامش|ملاحظة 13}} وهو برق بين السحاب له سطوع منتشر على سطح السحابة، ويبدو كذلك لأن مسار التفريغ الفعلي إمّا أن يكون مخبّأً أو بعيداً جدّاً. لا يظهر وميض البرق للمراقب، ولكن يبدو على شكل صفيحة أو طبقة من [[ضوء|الضوء]].▼
* '''البرق المتقطّع'''، {{للهامش|ملاحظة 14}} وهو نوع من أنواع البروق من السحاب إلى الأرض يتميّز بأنّ ضربته قصيرة جداً، حيث يبدو غالباً على شكل وميضٍ منفردٍ شديد السطوع ذي تفرّعات كثيرة نسبياً.<ref>{{
▲[[ملف:Staccoto Lightning.jpg|thumb|upright|يمين|وميض برق من النمط المتقطّع؛ كما شوهد في ولاية تكساس الأمريكية.]]
* '''صاعقة فائقة''' {{للهامش|ملاحظة 15}} وهي [[صاعقة|صواعق]] لا تتميّز من حيث الشكل إنّما من حيث استطاعة التفريغ الكهربائي، إذ تصل فيها إلى حوالي 100 غيغا[[وات (توضيح)|وات]]، إذ أنّ أغلب الصواعق وضربات البرق تصل فيها الاستطاعة إلى حوالي 1 غيغاوات. تبلغ نسبة احتمالية حدوث وميض البرق الفائق واحدة من 240 ضربة. يمكن لضربة الصاعقة الفائقة أن تكون موجبة أو سالبة الشحنة، ويمكن مقارنتها من حيث نسبة نوع الشحنة إلى ما هو الحال في البرق العادي.<ref>{{
▲* '''برق صفحي'''<ref>[http://www.ldlp-dictionary.com/dictionaries/word/5011420/A%20New%20Dictionary%20of%20Scientific%20&%20Technical%20Terms%20(En/Ar)/sheet%20lightning قاموس المصطلحات العلمية والتقنية الجديد؛ مكتبة لبنان ناشرون]</ref> {{للهامش|ملاحظة 13}} وهو برق بين السحاب له سطوع منتشر على سطح السحابة، ويبدو كذلك لأن مسار التفريغ الفعلي إمّا أن يكون مخبّأً أو بعيداً جدّاً. لا يظهر وميض البرق للمراقب، ولكن يبدو على شكل صفيحة أو طبقة من [[ضوء|الضوء]].
[[ملف:Anvil-to-ground lightning.jpg|
▲* '''البرق المتقطّع'''، {{للهامش|ملاحظة 14}} وهو نوع من أنواع البروق من السحاب إلى الأرض يتميّز بأنّ ضربته قصيرة جداً، حيث يبدو غالباً على شكل وميضٍ منفردٍ شديد السطوع ذي تفرّعات كثيرة نسبياً.<ref>{{مرجع ويب | عنوان = Glossary | عمل = National Oceanic and Atmospheric Administration | ناشر = National Weather Service | مسار = http://www.weather.gov/glossary/index.php?letter=s |تاريخ الوصول = 2 سبتمبر 2008 | وصلة مكسورة = no | مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20080915070315/http://www.weather.gov/glossary/index.php?letter=s | تاريخ أرشيف = September 15, 2008 | df = mdy-all }}</ref> يلاحظ هذا النمط الشكلي للبرق في المناطق القريبة من [[إعصار متوسط الشمول|الأعاصير متوسّطة الشمول]] ذات العواصف الرعدية الدوّامية مع وجود [[جيب هواء|تيّارات هوائية صاعدة]]. يلاحظ نمطٌ مشابهٌ في ضربات البرق بين السحب، والتي تتألّف من وميضٍ قصيرٍ فوق منطقة صغيرة، والتي غالباً ما تكون أيضاً متأثّرةً بتيّارٍ هوائيٍ دوّار وصاعد.<ref name="Storm Talk">{{مرجع كتاب|الأخير=Marshall|الأول=Tim|مؤلف2=David Hoadley (illustrator)|عنوان=Storm Talk|تاريخ=May 1995|مكان=Texas}}</ref>
▲* '''صاعقة فائقة''' {{للهامش|ملاحظة 15}} وهي [[صاعقة|صواعق]] لا تتميّز من حيث الشكل إنّما من حيث استطاعة التفريغ الكهربائي، إذ تصل فيها إلى حوالي 100 غيغا[[وات (توضيح)|وات]]، إذ أنّ أغلب الصواعق وضربات البرق تصل فيها الاستطاعة إلى حوالي 1 غيغاوات. تبلغ نسبة احتمالية حدوث وميض البرق الفائق واحدة من 240 ضربة. يمكن لضربة الصاعقة الفائقة أن تكون موجبة أو سالبة الشحنة، ويمكن مقارنتها من حيث نسبة نوع الشحنة إلى ما هو الحال في البرق العادي.<ref>{{cite journal|title=Detection of lightning superbolts|doi=10.1029/JC082i018p02566|bibcode=1977JGR....82.2566T|volume=82|issue=18|journal=Journal of Geophysical Research|pages=2566–2568|year=1977|last1=Turman|first1=B. N.|df=mdy-all}}</ref><ref>{{مرجع ويب |مسار=http://www.forte.lanl.gov/science/publications/1999/Kirkland_1999_1_Examination.pdf |عنوان=Archived copy |تاريخ الوصول=2015-12-27 |وصلة مكسورة=no |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20160304142728/http://www.forte.lanl.gov/science/publications/1999/Kirkland_1999_1_Examination.pdf |تاريخ أرشيف=March 4, 2016 |df=mdy-all }}</ref>
▲[[ملف:Anvil-to-ground lightning.jpg|thumb|برق متّصل متشكّل من [[سحابة سندانية]] وهو يهبط عبر طبقةٍ صافيةٍ من الهواء ومن خلال سحابة أخرى إلى الأرض.]]
* '''البرق الصاعد''' {{للهامش|ملاحظة 16}} (أو البرق من الأرض إلى السحاب) وهو وميض برق ينشأ من أعالي المنشآت والأجسام المرتفعة المؤرَّضة وينتشر إلى الأعلى من تلك النقطة. يتشكّل هذا النمط من البرق نتيجةً لحدوث وميض برق سابق، وخاصّةً من نمط برق العنكبوت (السنداني الزاحف)، ويمكن أن ينشأ بشكلٍ متزامنٍ من نقاط مؤرَّضة متعدّدة ومتجاورة.<ref>Saba, M. M. F., C. Schumann, T. A. Warner, M. A. S. Ferro, A. R. de Paiva, J. Helsdon Jr, and R. E. Orville (2016), Upward lightning flashes characteristics from high-speed videos, J. Geophys. Res. Atmos., 121, doi:10.1002/2016JD025137</ref> تلاحظ الظاهرة الأخيرة خاصّةً في موسم الشتاء البارد في [[عاصفة رعدية ثلجية|العواصف الرعدية الثلجية]].<ref>Warner, T. A., T. J. Lang, and W. A. Lyons (2014), Synoptic scale outbreak of self-initiated upward lightning (SIUL) from tall structures during the central U.S. blizzard of 1–2 February 2011, J. Geophys. Res. Atmospheres, 119, 9530–9548, doi:10.1002/2014JD021691</ref>
* '''برق الجو الصافي''' {{للهامش|ملاحظة 17}} ويبدو فيه وميض البرق متّصلاً من سحابة العاصفة الرعدية ([[مزن ركامي|المزن الركامي]]) عبر طبقة من الهواء خالية من الغيوم واصلاً إلى سطح الأرض. كان يُعتقَد في البداية أنّها بروق موجبة، إلّا أنّ الرصد بيّن أن تلك الومضات هي ومضات سالبة الشحنة، حيث تبدأ من ومضات برق داخل السحاب، ثم يخرج القائد السالب من السحابة من منطقة الشحنة الموجبة، قبل أن يخرق طبقة الهواء الصافية الخالية من السحاب ويضرب الأرض بعيداً.<ref name="ReferenceA">{{
=== البرق البركاني ===
[[ملف:Rinjani 1994.jpg|
يسبّب [[بركان|النشاط البركاني]] حدوثَ البرق، والذي يدعى حينها ويخصّص باسم [[برق بركاني|البرق البركاني]]؛ إذ أنّ الكمّيّات الضخمة من [[رماد بركاني|الرماد البركاني]] والانفجارات الغازية المطروحة إلى الغلاف الجوّي تؤدّي إلى تشكيل نفثة أو غمامة بركانية من الجسيمات المعلّقة في الهواء. ونظراً لكثافة الرماد المرتفعة وللحركة المستمرّة داخل الغمامة البركانية تتولّد [[كهرباء الاحتكاك|شحنة كهربائية نظراً للاحتكاك]]؛ ممّا يؤدّي إلى تشكّل ومضاتِ برقٍ متكرّرة عندما تحاول الغمامة أن تعدّل شحنتها الكهربائية.
لوحظت ظاهرة البرق البركاني منذ القدم، فقد دوّنها [[بلينيوس الأصغر]] أثناء [[
{{-}}
=== ظواهر متعلّقة بأنشطة بشرية ===
وُجدَ أنّ انفجار [[قنبلة هيدروجينية|القنبلة الهيدروجينية]] يقوم بتحفيز تشكّل ومضات البرق داخل سحابة الانفجار الضخمة وذلك بسبب تزويد مواد إضافية تؤمّن الموصلية الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، فإنّ [[أشعة غاما|إشعاعات غاما]] الشديدة الصادرة عن الانفجارات النوويّة يمكن لها أن تشكّل مناطق مشحونة للغاية في حيّز الفراغ المحيط لمكان الانفجار عبر [[ظاهرة كومبتون]]. تقوم تلك المناطق المشحونة بتوليد ومضات البرق الناتجة عن التفريغ بعد فترةٍ قصيرةٍ من الانفجار.<ref name="Nuclear Lightning">{{
وُجدَ أيضاً أنّ [[مسار التكاثف]] خلف الطائرات النفاثة قد يؤدّي في حالات نادرةٍ إلى التسبّب في تشكّل البرق، إذ يمكن لها أن تؤمّن مساراً من جزيئات [[بخار الماء]] ذي مقاومة أدنى في الهواء، ممّا يمهّد لتشكيل مسار أيوني ليَمُرَّ وميض البرق عبره.<ref>[[#Uman|Uman (1986)]] Ch. 4, pp. 26–34.</ref> من الظواهر الأخرى القريبة من ذلك أيضاً ظاهرة [[شرر القديس إلمو]]، حيث تحدث عمليّات [[تفريغ جزئي]] قد تتطوّر إلى حدوث تفريغ كامل على هيئة وميض برق.
السطر 201 ⟵ 202:
{{مفصلة|صاعقة}}
[[ملف:Alger Orage.jpg|تصغير|صاعقة، كما شوهدت في الجزائر العاصمة.]]
[[ملف:Fulgurite1.jpg|
عندما تضرب الصاعقة يتشكّل فرق جهد كبير جدّاً ويأخذ الوميض حينها شكلاً كروياً بالقرب من مركز سحابة العاصفة الرعدية، ثمّ عند اقترابه من الأرض يصبح شكله مخروطياً. يختلف وميض الصاعقة من حيث المساحة والعمق حسب شدّة التفريغ الكهربائي. تخضع الأجسام التي تُصعَق إلى درجات حرارة مرتفعة جدّاً، بالإضافة إلى كمّيّاتٍ ضخمةٍ من القوى الكهربائية، ممّا قد يؤدّي إلى تفحّمها، فعند نزول الصاعقة على شجرة، تكون الحرارة كافية لتبخير [[عصارة (أحياء)|النسغ]] فيها، ممّا يؤدّي إلى توسّع مفاجئ في القنوات بسبب البخار، ثم لا تلبث أن تنتهي العملية بانقصاف [[جذع]] الشجرة. عندما تضرب الصاعقة الأراضي الرملية يمكن [[رمل|للرمل]] المحيط [[بلازما (فيزياء)|بقناة البلازما]] أن ينصهر، مشكّلاً حينها بنىً لها شكل يشبه
تلعب الصواعق دوراً مهمّاً في [[دورة النيتروجين|دورة النتروجين]] عدما تؤكسد جزيئات النتروجين [[ثنائي الذرة|ثنائية الذرّة]] في الهواء إلى [[أكسيد النيتروجين|أكاسيد النتروجين]]، والتي تهبط مع الهطول إلى التربة، لتتحوّل لاحقاً إلى [[أمونيا]]، ممّا يساعد في تسميد التربة طبيعياً.<ref>{{
==== الأضرار على الممتلكات ====
السطر 211 ⟵ 212:
[[ملف:Blitzschaden Maibaum.JPG|تصغير|ضربة صاعقة على [[سارية مايو]] تسبّبت بأضرارٍ ثانويةٍ خارجية]]
[[ملف:Doorframe damaged by Lightning.JPG|تصغير|أضرار داخلية ثانوية من أثر صاعقة]]
[[ملف:Tree-after-lightning - NOAA.jpg|تصغير|
تسبّب الصواعق أضراراً للأشخاص والممتلكات بسبب كمّيّة الشحنة الكهربائية الهائلة التي تنتقل خلال زمنٍ قصيرٍ جدّاً، والتي ترافقها درجات حرارة مرتفعة. حسب إحصائيات محلّية فإنّ الصواعق في ألمانيا تسبّب خسائر سنوية تصل إلى عدّة ملايين من اليوروهات، ووصل إجمالي الخسائر منها في سنة 2014 مقدار 340 مليون يورو.<ref>[https://www.gdv.de/de/medien/aktuell/versicherer-leisten-340-millionen-euro-fuer-schaeden-durch-blitze-18782 Versicherer leisten 340 Millionen Euro für Schäden durch Blitze] {{
إنّ الأضرار الناجمة عن الصاعقة ليست مقتصرةً على التعرّض المباشر للضربة، إنّما يتعدّى الأمر إلى [[جهد كهربائي|فرق الجهد]] المؤثّر على التجهيزات الإلكترونية والأجهزة الكهربائية، بالإضافة إلى [[حث كهرومغناطيسي|التحريض الكهرومغناطيسي]] في مسارات الكابلات الطويلة. إنّ شدّة التيار الكهربائي أثناء عملية تفريغ في برقٍ نمطيٍّ سالبِ الشحنة من السحاب إلى الأرض تزداد بشكلٍ كبيرٍ إلى قيمتها الأعظمية خلال 1-10 ميكروثانية، ثمّ تتضمحلّ بشكل أبطأ خلال 50-200 ميكرو ثانية. إنّ التيّارات سريعة التغيّر تميل لأن تنتقل على سطح [[موصل كهربائي|الموصل الكهربائي]] بظاهرة تُعرَف باسم [[ظاهرة سطحية|الظاهرة السطحية]]، وذلك على العكس من التيّار المستمرّ، والذي يمرّ عبر الموصل الكهربائي مثلما يتدفّق الماء بالخرطوم. بالتالي، فإنّ الموصلات المستخدمة في حماية المنشآت عادةً ما تُصمَّم على هيئة جدائل متعدّدة مع وجود أسلاك صغيرة مربوطة مع بعضها؛ الأمر الذي يزيد من مساحة السطح الكلي بشكلٍ متعاكس مع قطر الجديلة الواحد، وذلك بالنسبة للمساحة الكلية [[مقطع عرضي|لمقطع عرضي]] ثابت.
تقوم التيارات سريعة التغيّر أيضاً بتشكيل [[نبضة كهرومغناطيسية|نبضات كهرومغناطيسية]] تؤدّي إلى حدوث إشعاع خارجي من القناة الأيونية، وهذه ظاهرة تلاحَظ في جميع أنواع التفريغ الكهربائي. تَضعُفُ النبضة الكهرومغناطيسية المشعّة بسرعة عند الابتعاد عن مركز نشأتها؛ إلّا أنّها إذا عبرت موصلاً كهربائياً مثل خطوط [[نقل الكهرباء]] أو أسلاك شبكات الاتّصال فإنّه من الممكن لها أن تُحرّض تيّاراً ينتقل خارجاً إلى نهاية أخرى، ويمكن له أن يسبّب أضراراً للأجهزة الإلكترونية الحسّاسة وكذلك للأجهزة و[[محرك كهربائي|المحرّكات]] الكهربائية. قد لا تكفي [[مقبس (كهرباء)|المقابس الكهربائية]] التي تحمي من [[فرط الجهد الكهربائي]] (فرط الفلطية) في الوقاية من أثر الصواعق، بل يتعدّى الأمر إلى ضرورة ربط كافّة القنوات الموصلة كهربائياً في المبنى (مثل [[تمديد كهربائي|التمديدات الكهربائية]] و[[هوائي|الهوائيات]] بالإضافة إلى تمديدات الغاز والماء وخطوط الهاتف) بشكلٍ مشترك بجهاز معادلة الجهد الكهربائي. كما تستخدم من أجل ذلك أجهزة خاصّة، تعرف باسم [[واقي التدفق|واقي التدفّق]]، للحماية عن طريق وصلها على التوازي مع تلك الأسلاك، لأنّ لواقيات التدفق القدرة على تغيير خواصها الفيزيائية عند الكشف عن التيّارات المؤقّتة غير المنتظمة التي يسببها وميض البرق، بحيث تمرّر تلك التيارات إلى [[مؤرض|مؤرّض]]، ممّا يحمي الأجهزة من الضرر.
==== الأثر على البشر ====
يُماثِل أثر الصاعقة عندما تضربُ أحداً ما أثرَ [[صدمة كهربائية|الصدمة الكهربائية]] من مصادر [[جهد عال|الجهد والتوتّر المرتفع]]، حيث تحصل إصابات تتراوح من [[حرق (إصابة)|حروق]] بالإضافة إلى حدوث أضرار في [[جهاز عصبي|الجهاز العصبي]] وكذلك عضلة [[قلب|القلب]] وباقي الأعضاء الداخلية؛ ويمكن في بعض الأحيان أن يترافق ذلك، وفي غضون ساعة من بعد ضربة الصاعقة، مع ظهور [[شكل ليشتنبرغ]] على الجلد.<ref>{{
=== الرعد ===
{{مفصلة|رعد}}
{{
بما أنّ شحنة التفريغ الكهربائي لوميض البرق تقوم [[فرط
يُسمَع صوت الرعد على شكل دويٍّ أو هديرٍ ذي صوت متشتّت تدريجياً، لأنّ الصوت الصادر لا يتشكّل وينتشر من نقطة واحدة، إنّما من أقسامٍ مختلفة على طول قناة البرق الطويلة، فلذلك يصل للسامع بأوقات مختلفة عن بعضها قليلاً.<ref name=autogenerated1>[[#Uman|Uman (1986)]] pp. 103–110</ref> يتعَقّد إدراك الخواص الصوتية للرعد بعوامل إضافية مثل عدم انتظام تفرّع وتشعّب قناة البرق، بالإضافة إلى [[صدى|الصدى]] الحاصل من التضاريس المجاورة، وكذلك لاحتمالية تكرار حدوث ضربات مرتدّة.
تبلغ [[سرعة الضوء]] حوالي 300 ألف كيلومتر في الثانية، في حين أنّ [[سرعة الصوت]] هي حوالي 343 متر في الثانية؛ بالتالي يمكن نظرياُ لمراقب أن يقدّر المسافة إلى موقع الصاعقة بتسجيل الزمن الفاصل بين وميض البرق المرئي وسماع صوت الرعد الناشئ عنه. فإذا كان الزمن الفاصل مقداره ثانية واحدة، فإنّ المسافة هي حوالي 343 متر تقريباً؛ في حين أنّه إذا كان الزمن الفاصل مقداره 3 ثوانٍ، فإنّ المسافة تُقدَّر بحوالي كيلومتر واحد. عند مكان الضربة يكون تسجيل الزمن الفاصل صعباً، بحيث يُدرَك أنّ العملية تحدث من غير فاصل زمني.
السطر 233 ⟵ 234:
=== الإشعاع عالي الطاقة ===
لقد جرى التنبّؤ بإنتاج [[أشعة سينية|الأشعّة السينية]] من الصواعق نظرياً منذ حوالي سنة 1925؛
<ref>{{
كشف عددٌ من عمليّات الرصد بواسطة المقاريب (التلسكوبات) الفضائية أنّ إصداراتٍ وانبعاثاتٍ مرتفعةِ الطاقة من [[وميض أشعة غاما الأرضي|وميض أشعّة غاما الأرضي]] ({{اختصار مخفي|TGFs|terrestrial gamma-ray flashes}}) في بروق طبقات الغلاف الجوي العليا مع تشكّل [[مادة مضادة|مادّة مضادّة]] في البرق؛<ref>T. Enoto et al.: Photonuclear reactions triggered by lightning discharge, Nature, Band 551, 2017, S. 481</ref><ref>[
=== جودة الهواء ===
إنّ درجات الحرارة المرتفعة المترافقة مع تشكّل ضربات البرق والصواعق تؤدّي إلى زيادة ملحوظة في نسبة [[أوزون|الأوزون]] و[[أكسيد النيتروجين|أكاسيد النتروجين]] NOx، إذ تصل كمّيّتها المتشكّلة في كلّ ضربة برق إلى حوالي 7 كغ وسطياً؛<ref>{{
== التوزع والتواتر ==
[[ملف:Global Lightning Frequency.png|
تُظهِر البيانات المسجّلة أنّ توزّع البروق ليس متساوياً من حيث الانتشار على سطح الأرض كما هو مبيّن في الصورة المرفقة. تقاس البيانات حسب عدد ومضات البرق في كلّ [[متر مربع|كيلومتر مربع]]، والتي يمكن أن يُعبّر عنها بوصفها «''كثافة البرق''».
يرافق البرق عادةً العواصف الرعدية، والتي تحدث بشكل أساسي عندما يمتزج الهواء الساخن مع كتل الهواء الأبرد.<ref>{{
يمكن للبرق أن يتشكّل أيضاً في ظروفٍ مختلفة، فهو يمكن أن يتشكّل أثناء [[عاصفة رملية|العواصف الرملية]] أو [[حرائق الغابات]] أو [[إعصار قمعي|الأعاصير الدوّامية]] أو [[برق بركاني|الثوران البركاني]]؛ وكذلك في بعض الحالات في [[عاصفة رعدية ثلجية|العواصف الرعدية الثلجية]].<ref>[
يصل معدّل تواتر حدوث البرق على الأرض إلى حوالي 44 (± 5) مرة كلّ ثانية، أو حوالي 1.4 مليار ومضة في السنة؛<ref name="EncyWorldClim freq">{{
هناك عدّة عوامل مختلفة تؤثّر على تواتر وتوزيع وشدّة وخواص ومضات البروق في منطقة محدّدة من العالم؛ من بينها: [[ارتفاع عن مستوى البحر|الارتفاع عن مستوى البحر]] و[[عرض
إنّ حوالي 70% من حالات البرق على سطح الأرض تحدث على اليابسة وفي [[منطقة استوائية|المناطق الاستوائية]]،<ref>{{
إحصائياً فإنّ من أكثر مناطق العالم تواتراً من حيث تشكّل البرق بمختلف أنواعه هي منطقة ريفية تقع بالقرب من قرية «كيفوكا» (Kifuka) في المناطق الجبلية من [[كيفو الجنوبية]] شرقي [[جمهورية الكونغو الديمقراطية]]؛<ref>{{
== الأبحاث ==
كان [[بنجامين فرانكلين]] من أوائل من بحث في العلاقة بين [[جهد كهربائي|الجهد الكهربائي]] وتشكّل البرق؛ ولذلك قام بإجراء [[تجربة الطائرة الورقية]] سنة 1752. من جهة أخرى لم يكن بنجامين فرانكلين أوّل من قام بتجربة الطائرة الورقية، إذ أنّ الفَرَنسيِّيَن «توماس فرانسوا ديلابارد» و«ديلورس» قاما بها في مارلي-لا-فيل في فرنسا قبل بضعة أسابيع من تجربة فرانكلين.<ref>{{
=== الكشف والرصد ===
[[ملف:Museu Romàntic Can Papiol. Maig 2014 05.JPG|
هناك وسائل متعدّدة [[كشف عن البرق|للكشف عن البرق]]. إنّ أقدمَ كاشفٍ اختُرِعَ للتحذير من اقتراب [[عاصفة رعدية]] هو «جرس فرانكلين»، والذي ينسب إلى بنجامين فرانكلين، الذي ركّبه في منزله للتنبيه من حدوث الصواعق.<ref>The Franklin Institute. [
<ref>Rimstar.org [https://www.youtube.com/watch?v=fEqudsyIWzk Video demonstration of how Franklin's Bell worked] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160806121106/https://www.youtube.com/watch?v=fEqudsyIWzk |date=6 أغسطس 2016 }}</ref> حديثاً، يتمّ الكشف اعتماداً على طيفٍ واسعٍ من [[موجة كهرومغناطيسية|الموجات الكهرومغناطيسية]]، بما فيها نبضات تردّد [[موجة راديو|الراديو]]. إنّ الزمن الذي تصل فيه نبضة من تفريغ برق ما إلى عدّة مستقبلات يمكن استخدامه من أجل تعيين مصدر التفريغ.<ref>{{
|عنوان
= Lightning Detection Systems
|مسار
=
|تاريخ الوصول
= July 27, 2007
|
|تاريخ أرشيف = 17 سبتمبر 2008
|مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20080917190959/http://www.nwstc.noaa.gov/METEOR/Lightning/detection.htm
|حالة المسار=dead}} NOAA page on how the U.S. national lightning detection system operates</ref><ref>{{
| عنوان = Vaisala Thunderstorm Online Application Portal
| مسار = https://
▲}} NOAA page on how the U.S. national lightning detection system operates</ref><ref>{{مرجع ويب | عنوان = Vaisala Thunderstorm Online Application Portal
▲| مسار = https://thunderstorm.vaisala.com/tux/jsp/explorer/explorer.jsp
| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20070928033058/https://thunderstorm.vaisala.com/tux/jsp/explorer/explorer.jsp
| تاريخ أرشيف = September 28, 2007
|
تاريخ الوصول = 27 يوليو 2007
}} Real-time map of lightning discharges in U.S.</ref>
تعمل طبقة [[غلاف أيوني|الغلاف الأيوني]] (الأيونوسفير) عمل [[دليل موجي]]، ممّا يسمح بالتقاط موجات ذات [[تردد
إلى جانب الوسائل الأرضية للكشف عن البرق يمكن الاستعانة بالسواتل والأقمار الاصطناعية لرصد توزّع البرق، من ضِمنها [[مهمة قياس تساقط الأمطار الاستوائية]] ({{اختصار مخفي|TRMM|Tropical Rainfall Measuring Mission}})، التي أطلِقَت في 28 نوفمبر سنة 1997؛<ref name="n1">{{
==== خارج الأرض ====
رُصِدَ البرقُ في [[غلاف جوي|الغلاف الجوّي]] لبعض [[كوكب|الكواكب]] الأخرى في [[المجموعة الشمسية]] مثل [[المشتري]] و[[زحل]]. وُجدَ على سبيل المثال أنّ الصواعق الفائقة شائعة على كوكب المشتري.
مثَّلَ رَصْدُ البرق على كوكب [[الزهرة]] موضعَ خلافٍ علميٍّ بعدَ عقودٍ من الدراسة؛ إذ أنّه أثناء المهمّة السوفيتية [[
=== التوليد الاصطناعي ===
; بواسطة الصواريخ
يمكن توليد البرق اصطناعياً عن طريق إطلاق صاروخ مصمَّم خصّيصاً لهذه المهمة، بحيث يسحب وراء ذيله سلكاً من بكرة [[مؤرض|مؤرّضة]] أثناء اتجاهه نحو سحابة العاصفة الرعدية. كلّما ارتفع الصاروخ للأعلى كلّما انحلّ السلك المؤرّض من البكرة، وكلّما زادت احتمالية أن يجذب قائدَ برقٍ هابطٍ إلى الأرض، خاصّةً أنّ السلك يؤمّن مساراً قليل المقاومة لوميض البرق. يتبخّر السلك عند مرور التيار المرتدّ، تاركاً وراءَهُ قناةَ بلازما مستقيمة. تتيح هذه الطريقة إجراء بحثٍ ودراسةٍ علمية للبرق تحت شروطٍ منضبطةٍ وقابلةٍ للتوقّع.<ref name="vid">{{
; بواسطة الليزر
منذ سبعينات القرن العشرين حاول الباحثون توليد ضربات البرق والصواعق بواسطة [[ليزر|الليزر]]، سواءً بليزر الأشعّة تحت الحمراء أو الأشعّة فوق البنفسجية، والذي يقوم بتشكيل قناة من الغاز [[تأين|المؤيّن]]، لتتأمّن بذلك بيئة مناسبة لتشكّل البرق أو الصاعقة.<ref>{{
== في الديانات والثقافة العامة ==
[[ملف:Mikalojus Konstantinas Ciurlionis - LIGHTNING - 1909.jpg|
ارتبط البرق بالألوهيّة في العديد من الثقافات؛ كما هو الحال مع [[زيوس]] [[قائمة آلهة الإغريق|الإله الإغريقي]]، و[[تلالوك]] إله [[آزتك|الآزتك]]، و[[بيرون (علم الأساطير)|بيرون]] الإله [[سلاف|السلافي]]، و[[بيركوناس]] الإله [[لغات بلطيقية|البلطيقي]]، و[[ثور (ميثولوجيا)|الإله ثور]] حسب [[أساطير إسكندنافية|الأساطير الإسكندنافية]]، و[[أوكو]] وفق [[أساطير فنلندا|الأساطير الفنلندية]]، وكذلك [[إندرا]] الإله [[هندوس|الهندوسي]] و[[راجين (إله الرعد)|راجين]] إله الرعد حسب ديانة [[شنتو|الشنتو]].<ref>{{
تَستخدِمُ بعضُ الأحزاب السياسية البرقَ شعاراً للقوة، مثلما هو الحال مع [[حزب العمل الشعبي (سنغافورة)|حزب العمل الشعبي]] في [[سنغافورة]]، وكذلك [[اتحاد الفاشيين البريطاني]] أثناء ثلاثينات القرن العشرين. كما أنّ قوّات [[
قوات الأمن الخاصة النازية|شوتزشتافل]] (SS) [[قوات شبه عسكرية|شبه العسكرية]] التي كانت تابعةً [[الحزب النازي|للحزب النازي]] استخدمت أسلوب كتابة الحرفين بشكل يشبه البرق. يُستخدم تعبير «قوّات الصاعقة» في بعض الدول للإشارة إلى وحداتٍ من الجيش ذات تدريب خاصّ.
يمثَّلُ البرق في [[
=== في اللغة ===
يعرف العلم الخاصّ بدراسة البروق [[
يستخدم لفظ البرق اصطلاحاً للإشارة عادةً إلى السرعة، فعلى سبيل المثال، تُعرَف [[الحرب الخاطفة]] في [[اللغة الألمانية]]، والتي كانت أسلوباً تكتيكياً لألمانيا النازية في [[الحرب العالمية الثانية]]، باسم {{ط|Blitzkrieg}} إذ أن {{ط|Blitz}} يعني برق. من جهة أخرى، وفي اللغتين [[
== انظر أيضًا ==
السطر 345 ⟵ 339:
== مراجع ==
▲{{مراجع|2|محاذاة=نعم}}
=== مصادر ===
<div
* {{
* {{
</div>
== وصلات خارجية ==
{{
* [http://www.howstuffworks.com/Lightning.htm كيف يعمل البرق] في موقع HowStuffWorks.
* [http://www.euclid.org الجمعية التعاونية الأوروبية للكشف عن البرق].
السطر 363 ⟵ 354:
{{متغيرات الأرصاد الجوية}}
{{ضبط استنادي}}
{{شريط بوابات|
{{شريط
محتوى متميز|مختارة|
[[تصنيف:برق|*]]
[[تصنيف:انهيار كهربائي]]
[[تصنيف:بلازما الفضاء]]
[[تصنيف:قوس كهربائي]]▼
[[تصنيف:ظواهر كهربائية]]
[[تصنيف:عاصفة]]
▲[[تصنيف:قوس كهربائي]]
[[تصنيف:كهرباء الغلاف الجوي]]
[[تصنيف:مخاطر الطقس]]
|