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Ci sono alcuni fenomeni climatici che hanno attirato l'attenzione dell'uomo fin dall'antichità e ancora oggi continuano ad essere oggetto di dibattito e studi tra gli scienziati. Le tempeste elettriche rappresentano uno di questi fenomeni che, sebbene alcuni siano stati spiegati, altri come l'origine e la formazione dei fulmini o la svolta dei tornado, continuano ad essere indagati.
Uno dei fenomeni più curiosi è quello del tuono. Pertanto, in questo articolo Green Ecologist spiegheremo in dettaglio cos'è il tuono e come si produce, tra altre curiosità su questi.
Temporali e fulmini
Due manifestazioni climatiche diverse ma strettamente correlate sono tuono e fulmine. Entrambi i fenomeni sono tipici di temporali. L'origine delle tempeste elettriche è nell'aumento di grandi masse di aria calda e umida, a seguito di correnti d'aria verso l'alto. Queste masse d'aria iniziano a raffreddarsi ea condensarsi man mano che salgono, formando nubi note come cumulonembi, che possono raggiungere i 20 km di altezza.
Quando questa massa d'aria si condensa, dà origine a gocce di ghiaccio e acqua che cadono dall'alto verso la superficie terrestre, passando attraverso le nuvole per farlo. Quando queste gocce cadono, si scontrano con altre gocce e aumentano di dimensioni. Contemporaneamente alla caduta di queste gocce, all'interno della nube si produce una corrente d'aria che scende e dà origine al vento sulla superficie terrestre.
Benjamin Franklin ha notato nel suo famoso esperimento con l'aquilone, che le nuvole avevano campi elettrici. Come si pensava (sebbene ancora dibattuto) quando la corrente d'aria verso l'alto che ha prodotto la nuvola continua e si scontra con le correnti d'aria verso il basso che creano le gocce d'acqua precipitanti, creano un elettro-shock che darà origine ai raggi.
Scopri di più su questi elementi dei temporali in questo altro articolo di Green Ecologist sulla domanda I fulmini e i tuoni sono pericolosi? Scopri quanto sono pericolosi e molto altro ancora.
Cos'è il tuono e come si forma?
L'espressione sonora generata dal fulmine si chiama tuono. L'origine del tuono è stato oggetto di accesi dibattiti nel corso degli anni. Fu Aristotele, nel III secolo, a fornire una prima teoria sulla loro formazione e fu che si fossero generate a seguito della collisione tra le nuvole. Nel corso degli anni questa prima applicazione si è variata e si è perfezionata, fino ad oggi, in cui esiste già un consenso sulla sua formazione.
Le analisi spettroscopiche effettuate indicano che la temperatura media di un raggio è di 20.400 K (circa 2.100º C), raggiungendo prima tra 20.000 K e 30.000 K, per poi scendere fino a circa 10.000 K. Queste variazioni di temperatura si producono solo nei 50 microsecondi che dura un fulmine. La temperatura fa sì che il fulmine si espanda attraverso l'aria fredda circostante a una velocità maggiore della velocità del suono, causando la vibrazione delle particelle di aria calda all'interno dell'atmosfera fredda. Questa è chiamata onda d'urto ed è simile a un'esplosione che si diffonde in tutte le direzioni, creando ciò che chiamiamo tuono.
Considerando la natura del fulmine e la distanza dalla persona, il suono del tuono Può variare da un forte crepitio a un lungo ruggito, che può raggiungere anche i 110 decibel, che è vicino alla soglia del dolore per l'orecchio umano.
Sono stati effettuati diversi esperimenti di simulazione dei fulmini, che hanno fornito dati abbastanza coerenti con questa spiegazione del fenomeno, sebbene i meccanismi fisici che danno origine a questo processo siano ancora dibattuti in campo scientifico.
La velocità della luce e il suono del tuono
Perché La velocità della luce è molto più alto di la velocità di propagazione del suono, quando si verifica questo fenomeno, prima vedremo il fulmine e poi sentiremo il tuono. Un altro fattore che influenza il suono del tuono è la regione in cui si verifica e la formazione della Terra in quella zona, che può influenzare gli echi, come avviene nelle città con molti tunnel ed edifici.
Insomma, il fenomeno climatico della produzione di fulmini e tuoni ci insegna tutta la forza della natura.
Ora che sai cos'è il tuono e come si verifica, potresti anche essere interessato a conoscere la risposta a questo altro curioso fenomeno: perché gli alberi attirano i fulmini.
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