Ricercatori dell'Istituto nazionale di ricerca spaziale del Brasile (INPE), in collaborazione con colleghi negli Stati Uniti, Regno Unito e Sudafrica, hanno registrato per la prima volta la formazione e la ramificazione di strutture luminose da fulmini.

Analizzando le immagini catturate da una fotocamera super slow motion, hanno scoperto perché i fulmini si biforcano e talvolta formano strutture luminose interpretate dall'occhio umano come sfarfallii.

Lo studio è stato sostenuto dalla São Paulo Research Foundation—FAPESP. Un articolo che illustra i suoi risultati è pubblicato in Rapporti scientifici .

"Siamo riusciti a ottenere la prima osservazione ottica di questi fenomeni e a trovare una possibile spiegazione per ramificazione e sfarfallio, "Marcelo Magalhães Fares Saba, ricercatore principale del progetto, detto. Saba è ricercatrice del Gruppo Elettricità Atmosferica dell'INPE (ELAT).

I ricercatori hanno utilizzato videocamere digitali ad altissima velocità per registrare più di 200 flash verso l'alto durante i temporali estivi nella città di San Paolo (Brasile) e Rapid City, South Dakota (USA) tra il 2008 e il 2019. I fulmini verso l'alto iniziano dalla sommità di un edificio alto o di un'altra struttura a terra e si propagano verso l'alto fino alla nuvola sovrastante.

I lampi verso l'alto che hanno registrato sono stati innescati da scariche di fulmini nuvola-terra caricate positivamente, che sono molto più comuni, come descritto dallo stesso gruppo di ricerca INPE in uno studio precedente.

"Il fulmine verso l'alto ha origine in cima a una torre o al parafulmine su un grattacielo, Per esempio, quando il campo elettrico della tempesta è disturbato da una scarica nuvola-terra a una distanza di 60 chilometri, " ha detto Saba.

Sebbene le condizioni dello studio fossero molto simili in Brasile e negli Stati Uniti, strutture luminose sono state osservate in soli tre lampi verso l'alto, registrato negli Stati Uniti. Questi erano formati da una scarica leader positiva che si propagava verso la base delle nubi.

"Il vantaggio di registrare immagini di fulmini verso l'alto è che ci permettono di vedere l'intera traiettoria di questi leader positivi dalla terra alla base delle nuvole. Una volta all'interno della nuvola, non si vedono più, " ha detto Saba.

I ricercatori hanno scoperto che a volte sulla punta del leader positivo si forma una scarica a bassa luminosità con una struttura simile a un pennello. "Abbiamo osservato che questo scarico, spesso indicato come pennello corona, può cambiare direzione, diviso in due, e definire il percorso del lampo e come si ramifica, " ha detto Saba.

Quando un flash verso l'alto si dirama con successo, può procedere a sinistra oa destra. Quando la ramificazione fallisce, il pennello corona può dare origine a segmenti molto corti luminosi quanto la direttrice stessa. Questi segmenti appaiono per la prima volta millisecondi dopo che il pennello corona si divide, e pulsano mentre il leader si propaga verso l'alto verso la base delle nuvole, i video mostrano.

"Gli sfarfallii sono tentativi falliti ricorrenti di avviare un ramo, "Saba ha detto aggiungendo che gli sfarfallii possono spiegare perché sono frequenti scariche multiple di fulmini, ma sono necessari ulteriori studi per verificare questa teoria.