De bliksem is een van de mooiste schouwspelen in de natuur. Het is ook een van de dodelijkste natuurverschijnselen die de mens kent. Met bliksemschichten die heter zijn dan het oppervlak van de zon en met schokgolven die in alle richtingen uitstralen, is bliksem een les in natuurwetenschap en nederigheid.

Naast zijn krachtige schoonheid stelt bliksem de wetenschap voor een van haar grootste lokale mysteries: Hoe werkt het? Het is algemeen bekend dat bliksem wordt opgewekt in elektrisch geladen stormsystemen, maar de methode van het opladen van de wolken blijft nog steeds ongrijpbaar. In dit artikel bekijken we de bliksem van binnenuit, zodat u dit fenomeen kunt begrijpen.

Bliksem begint met een proces dat minder mysterieus is: de watercyclus. Om volledig te begrijpen hoe de watercyclus werkt, moeten we eerst de principes van verdamping en condensatie begrijpen.

Verdamping is het proces waarbij een vloeistof warmte absorbeert en verandert in een damp. Een goed voorbeeld is een plas water na een regenbui. Waarom droogt de plas op? Het water in de plas absorbeert warmte van de zon en de omgeving en ontsnapt als een damp. “Ontsnappen” is een goede term om te gebruiken als we het over verdamping hebben. Wanneer de vloeistof wordt blootgesteld aan warmte, gaan de moleculen sneller bewegen. Sommige moleculen kunnen snel genoeg bewegen om zich los te maken van het oppervlak van de vloeistof en de warmte mee te voeren in de vorm van een damp of gas. Eenmaal vrij van de beperkingen van de vloeistof, begint de damp op te stijgen in de atmosfeer.

Condensatie is het proces waarbij een damp of gas warmte verliest en in een vloeistof verandert. Telkens wanneer warmte wordt overgedragen, verplaatst zij zich van een hogere temperatuur naar een lagere temperatuur. Een koelkast maakt gebruik van dit concept om uw voedsel en dranken te koelen. Hij zorgt voor een omgeving met een lage temperatuur die de warmte van uw dranken en levensmiddelen absorbeert en deze warmte afvoert in wat de koelcyclus wordt genoemd. In dit opzicht werkt de atmosfeer als een enorme koelkast voor gassen en dampen. Naarmate de dampen of gassen stijgen, daalt de temperatuur in de omringende lucht steeds verder. Spoedig begint de damp, die warmte heeft onttrokken aan zijn “moeder” vloeistof, warmte te verliezen aan de atmosfeer. Bij het stijgen naar grotere hoogten en lagere temperaturen gaat uiteindelijk genoeg warmte verloren om de damp te laten condenseren en weer vloeibaar te maken.

Laten we deze twee concepten nu eens toepassen op de watercyclus.

““

Water of vocht op aarde absorbeert warmte van de zon en de omgeving. Wanneer voldoende warmte is geabsorbeerd, kunnen sommige moleculen van de vloeistof genoeg energie hebben om uit de vloeistof te ontsnappen en als damp de atmosfeer in te stijgen. Naarmate de damp hoger en hoger komt, wordt de temperatuur van de omringende lucht lager en lager. Uiteindelijk verliest de damp genoeg warmte aan de omringende lucht om weer in een vloeistof te veranderen. De zwaartekracht van de aarde zorgt er dan voor dat de vloeistof weer op de aarde “valt”, waardoor de cyclus voltooid is. Opgemerkt moet worden dat als de temperaturen in de omringende lucht laag genoeg zijn, de damp kan condenseren en dan bevriezen tot sneeuw of natte sneeuw. Opnieuw zal de zwaartekracht de bevroren vormen opeisen en zullen zij naar de aarde terugkeren.

In het volgende gedeelte zullen wij zien wat de oorzaken van elektrische stormen zijn.