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I fulmini

I fulmini sono una delle manifestazioni più tipiche e caratteristiche dei temporali. Ci appaiono come scariche elettriche che partono dalla nube temporalesca e si abbattono al suolo, ma in realtà il fenomeno è molto più complesso e, viaggiando alla velocità della luce, avviene così rapidamente da non permetterci di comprenderlo immediatamente.
Un fulmine è una scarica elettrica all’interno del sistema temporalesco. I fulmini si possono verificare all’interno della nube, tra nubi adiacenti o tra nubi e suolo. In genere, circa l’80% dell’attività elettrica di una cellula temporalesca si scarica all’interno della nube o tra due nubi. Soltanto il 20% delle scariche avviene tra nubi e suolo, nonostante questo è stato calcolato che ogni secondo si abbattono sulla Terra più di 100 fulmini!
Al di sopra del termoclino degli 0° C, l’acqua all’interno della nube è sotto forma di cristalli di ghiaccio, che hanno carica positiva sulla superficie. Al di sotto del termoclino, le gocce di acqua liquida hanno invece carica negativa. In questo modo, all’interno di nubi che si estendono verticalmente oltre l’isoterma degli 0° C si creano forti differenze di potenziale tra zone a cariche elettriche opposte: si producono così scariche elettriche tra zone a carica positiva e zone a carica negativa. Questo avviene all’interno della nube, ma anche tra due nubi quando vengono a contatto zone a diversa carica elettrica.
Un po’ più complicato è il discorso per i fulmini che si scaricano al suolo. La superficie della Terra ha in genere una carica negativa, come pure la base delle nubi temporalesche. Cariche elettriche di segno uguale tendono a respingersi, per cui durante un temporale si formano, sulla superficie terrestre, zone a carica positiva, dove le cariche negative si sono allontanate, respinte dalle cariche negative della base della nube.
Con l’addensarsi delle cariche di segno apposto, a causa della loro attrazione reciproca, si forma un canale di aria ionizzata che dalla nube si propaga verso il suolo, che viene chiamato scarica guida. Mentre la scarica guida si avvicina al suolo, dalla superficie terrestre parte una seconda scarica che raggiunge la scarica guida prima che questa arrivi al suolo: questo è quello che noi percepiamo come il lampo principale. Ovviamente, tutto questo avviene alla velocità della luce in pochi millisecondi, per cui ci dà l’illusione che il fulmine sia partito dalla nube verso il suolo. Se al suolo vi sono concentrazioni di cariche positive ravvicinate tra loro, più scariche possono partire contemporaneamente dal suolo verso un medesimo canale guida e il fulmine assume il tipico aspetto ramificato verso il basso.