Blixtar är en av de vackraste manifestationerna i naturen. Det är också ett av de mest dödliga naturfenomen som människan känner till. Med bulttemperaturer som är hetare än solens yta och chockvågor som strålar ut i alla riktningar är blixten en lektion i fysikalisk vetenskap och ödmjukhet.

Bortom sin kraftfulla skönhet ställer blixten vetenskapen inför ett av sina största lokala mysterier: Hur fungerar den? Det är allmänt känt att blixtar uppstår i elektriskt laddade stormsystem, men metoden för molnladdning är fortfarande svårbegriplig. I den här artikeln kommer vi att titta på blixten inifrån och ut så att du kan förstå detta fenomen.

Blixtar börjar med en process som är mindre mystisk: vattencykeln. För att fullt ut förstå hur vattencykeln fungerar måste vi först förstå principerna för avdunstning och kondensation.

Avdunstning är den process genom vilken en vätska absorberar värme och förändras till en ånga. Ett bra exempel är en vattenpöl efter ett regn. Varför torkar pölen upp? Vattnet i pölen absorberar värme från solen och miljön och avgår som ånga. ”Flykt” är en bra term att använda när man diskuterar avdunstning. När vätskan utsätts för värme rör sig dess molekyler snabbare. En del av molekylerna kan röra sig tillräckligt snabbt för att bryta sig loss från vätskeytan och föra bort värmen i form av en ånga eller gas. När ångan väl är fri från vätskans begränsningar börjar den stiga upp i atmosfären.

Kondensering är den process genom vilken en ånga eller gas förlorar värme och förvandlas till en vätska. När värme överförs flyttas den från en högre temperatur till en lägre temperatur. Ett kylskåp använder detta koncept för att kyla din mat och dina drycker. Den tillhandahåller en lågtemperaturmiljö som absorberar värmen från dina drycker och livsmedel och för bort värmen i det som kallas kylcykeln. I detta avseende fungerar atmosfären som ett enormt kylskåp för gas och ångor. När ångorna eller gaserna stiger sjunker temperaturen i den omgivande luften allt lägre. Snart börjar ångan, som har transporterat bort värme från sin ”modervätska”, förlora värme till atmosfären. När den stiger till högre höjder och lägre temperaturer förloras så småningom tillräckligt med värme för att få ångan att kondensera och återgå till flytande tillstånd.

Låt oss nu tillämpa dessa två begrepp på vattnets kretslopp.

””

Vatten eller fukt på jorden absorberar värme från solen och omgivningen. När tillräckligt mycket värme har absorberats kan en del av vätskans molekyler ha tillräckligt med energi för att fly från vätskan och börja stiga upp i atmosfären som en ånga. När ångan stiger högre och högre blir temperaturen i den omgivande luften lägre och lägre. Så småningom förlorar ångan tillräckligt med värme till den omgivande luften för att den ska kunna förvandlas tillbaka till en vätska. Jordens gravitation gör då att vätskan ”faller” tillbaka ner till jorden och kretsloppet fullbordas. Det bör noteras att om temperaturen i den omgivande luften är tillräckligt låg kan ångan kondensera och frysa till snö eller snöblandning. Återigen kommer gravitationen att kräva de frusna formerna och de kommer att återvända till jorden.

I nästa avsnitt ska vi se vad som orsakar elektriska stormar.