I cumulonembi spesso significano forti temporali e altre condizioni meteorologiche gravi. David James/Riser/Getty Images
Secondo il Servizio meteorologico nazionale della National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) , circa 1, 800 temporali si verificano in un dato momento, provocando circa 16 milioni di temporali ogni anno. La maggior parte dei temporali dura circa 30 minuti e in genere ha un diametro di circa 15 miglia (24 km). Le due maggiori minacce associate alla maggior parte dei temporali sono i fulmini e le inondazioni improvvise. Per capire perché i temporali si verificano più spesso durante i mesi caldi è necessaria una certa comprensione delle nozioni di base sui temporali.
I temporali prosperano in determinate condizioni. I due elementi fondamentali che causano lo sviluppo di un temporale sono:
Poiché l'umidità e il calore sono fondamentali per i temporali, ha senso che si verifichino più spesso in primavera e in estate, in particolare nelle zone umide come il sud-est degli Stati Uniti. L'elevata umidità, in concomitanza con temperature calde, crea enormi quantità di calore, aria umida che sale nell'atmosfera, dove può facilmente formare un temporale.
Da dove vengono i tuoni (e i fulmini)? L'idea di base è che le nuvole temporalesche possono diventare giganteschi generatori di Van de Graaff e creare enormi separazioni di carica all'interno della nuvola. Diamo un'occhiata a come funziona.
Le nuvole contengono milioni e milioni di gocce d'acqua e particelle di ghiaccio sospeso in aria. Come il processo di evaporazione e condensazione si verifica, queste goccioline si scontrano con altra umidità che si sta condensando mentre sale. L'importanza di queste collisioni è che gli elettroni vengono eliminati dall'umidità in aumento, creando un separazione di carica . Gli elettroni appena staccati si raccolgono nella parte inferiore della nuvola, dandogli una carica negativa. L'umidità in aumento che ha perso un elettrone trasporta una carica positiva nella parte superiore della nuvola.
Quando l'umidità in aumento incontra temperature più fredde nelle regioni nuvolose superiori e inizia a gelare, la porzione congelata si carica negativamente e le goccioline non congelate si caricano positivamente. A questo punto, le correnti d'aria in aumento hanno la capacità di rimuovere le goccioline caricate positivamente dal ghiaccio e portarle in cima alla nuvola. La parte rimanente congelata cade nella parte inferiore della nuvola o continua a terra.
La separazione di carica ha an campo elettrico ad esso associato. Come la nuvola, questo campo è negativo nella regione inferiore e positivo nella regione superiore. La forza o l'intensità del campo elettrico è direttamente correlata alla quantità di carica accumulata nella nuvola. Mentre le collisioni e il congelamento continuano a verificarsi, e le cariche nella parte superiore e inferiore della nuvola aumentano, il campo elettrico diventa sempre più intenso, così intenso, infatti, che gli elettroni sulla superficie terrestre vengono respinti più in profondità nella Terra dalla carica negativa nella parte inferiore della nuvola. Questo repulsione degli elettroni fa sì che la superficie terrestre acquisisca una forte carica positiva.
Tutto ciò che serve ora è un percorso conduttivo quindi il fondo della nuvola negativo può condurre la sua elettricità alla superficie terrestre positiva. Il forte campo elettrico crea questo percorso attraverso l'aria, con conseguente fulmine. Il fulmine è un alta tensione, ondata di elettroni ad alta corrente, e la temperatura al centro di un fulmine è incredibilmente calda. Per esempio, quando un fulmine colpisce una duna di sabbia, può fondere istantaneamente la sabbia in vetro. La combinazione del rapido riscaldamento dell'aria da parte dei fulmini e il successivo rapido raffreddamento crea onde sonore. Queste onde sonore sono ciò che chiamiamo tuono . Non ci può mai essere tuono senza fulmine.
