Cos'è un Fulmine?

Un fulmine non è altro che una scarica di elettricità statica. Solitamente si genera in una nuvola temporalesca dove vengono prodotte cariche elettrostatiche che vengono separate da correnti d'aria molto veloci attraverso le particelle d'acqua e di ghiaccio in sospensione all'interno della nuvola. La carica elettrostatica che si può accumulare su una singola goccia d'acqua o su una particella di ghiaccio in sospensione è molto piccola, ma queste possono salire per cinque o sei miglia al di sopra del terreno e il fenomeno può coinvolgere più di un miglio cubico di aria e centinaia di tonnellate di vapore acqueo, ghiaccio e acqua allo stato liquido. Il totale delle cariche che si vengono così a separare all'interno di una nuvola può essere veramente elevato. Una nuvola temporalesca attiva può generare corrente per molti Ampere e differenze di potenziale rispetto a terra di 100 milioni di Volt. Le scariche si verificano più volte in un minuto all'interno di una cella temporalesca attiva, e molti temporali possono essere costituiti da molte celle. In genere si crede che i fulmini si producono quando il potenziale elettrico dell'aria tra le nuvole e il terreno supera una certa soglia, per cui scocca una scintilla tra le nuvole ed il terreno, ma questo succedere veramente di rado. Il campo elettrico necessario per provocare la perforazione dell'aria è veramente molto elevato e raramente si riesce a produrre al di fuori delle nuvole. L'idea che ci siamo fatti su come si verifica la perforazione dell'aria è il risultato di numerosi studi realizzati utilizzando le onde radio emesse dalle scintille nel momento in cui si formano nelle nuvole. Lavori pionieristici in questo campo furono eseguiti venti anni or sono dal CSIR in Sud Africa. Lavori recenti sono stati portati avanti dagli scienziati della NASA e da enti di ricerca sui fulmini dell'Università della Florida e dalla New Mexico Technology utilizzando le tecnologie più moderne. Questi studi hanno mostrato che la perforazione elettrica dell'aria, praticamente in tutti i fulmini, inizia nell'area dove è presente un campo elettrico veramente elevato, al centro della nuvola temporalesca. I ricercatori suppongono che la perforazione iniziale avvienga in conseguenza di piccole scintille prodotte tra gocce d'acqua fredda ed i piccoli cristalli di ghiaccio. Una volta che la scarica è iniziata, si propaga verso l'esterno coinvolgendo la gran parte delle cariche elettriche presenti nella nuvola. Dal punto iniziale si producono così delle diramazioni della scarica sia verso l'alto che verso il basso. La propagazione avviene a salti, durante i quali un fulmine avanza in genere di alcune centinaia di piedi. Tra un fase e la successiva la propagazione si arresta. La gran parte delle scariche elettriche avviene all'interno di una nuvola o tra due nuvole vicine. Solo una piccola percentuale, circa il 15%, esce dal corpo nuvoloso e si propaga verso terra.I fulmini sono la causa principale dei danni e della distruzione dei sistemi di alimentazione e di trasmissione datti negli Stati Uniti. Nonostante sia aumentato il numero di apparecchiature per il condizionamento dei sistemi di alimentazione, questi problemi continuano ad aumentare. Il fatto che la situazione non migliori, può essere dovuto a numerose cause, tra le quali trova senz'altro un posto predominante l'aumento in larga scala di elementi elettronici sensibili come i circuiti integrati (i microprocessori), la rapida diffusione dei personal computer e l'uso ormai diffuso di linee di trasmissione dati ad elevata velocità come le reti locali (reti LAN).