La scienza atmosferica continua a fare progressi nella comprensione dei fenomeni naturali, concentrandosi in particolare sulla formazione dei fulmini. Un recente studio condotto da un team di ricercatori della Penn State University, guidato dal Professor Victor Pasko, ha fatto luce sulle complesse reazioni a catena che innescano questi eventi elettrici.
I risultati dello studio, pubblicati nel Journal of Geophysical Research, descrivono in dettaglio come i campi elettrici all'interno dei cumulonembi accelerino gli elettroni, portandoli a collidere con molecole di azoto e ossigeno. Queste collisioni producono raggi X e avviano una cascata di elettroni e fotoni ad alta energia. Questo processo a catena è ciò che innesca i fulmini.
La ricerca ha rivelato che gli elettroni ad alta energia interagiscono con le molecole di azoto e ossigeno all'interno delle nubi temporalesche, dando vita a un processo di moltiplicazione che genera lampi di raggi gamma. Questi eventi si manifestano come segnali radio e emissioni di raggi X, precursori dell'impatto del fulmine.
Un fulmine tipico ha una potenza di circa 300 milioni di volt e una corrente di 30.000 ampere. Tuttavia, la tensione di un fulmine può variare ampiamente, con una media di circa 100 milioni di volt. Alcuni fulmini possono raggiungere anche 1 miliardo di volt.
Il team di Pasko ha sviluppato un modello numerico che spiega come vengono generati i fotoni ad alta energia, elementi chiave nell'innesco dei fulmini. Questo modello offre una visione più dettagliata del processo di innesco dei fulmini, aprendo la strada a previsioni meteorologiche più accurate e a una comprensione più profonda dell'elettricità atmosferica.
I risultati di questa ricerca contribuiscono a una comprensione più completa dei meccanismi alla base della formazione dei fulmini. Comprendere questi processi potrebbe portare a migliori sistemi di previsione e protezione contro i pericoli associati ai fulmini.