Peut-être savons-nous pourquoi la foudre se déplace en zigzag

Peut être Savons Nous Pourquoi La Foudre Se Déplace En Zigzag

Une explication du phénomène a été fournie par le physicien australien John Lowke qui a précisé ce qui se passe à l’intérieur des nuages ​​d’orage.

Peut etre savons nous pourquoi la foudre se deplace en zigzag

Tout le monde aura probablement vu un éclair éclairer le ciel et sera impressionné par sa manifestation soudaine et violente. Tout en représentant un risque – on estime qu’environ 8,6 millions de coups de foudre se produisent chaque jour dans le monde – le phénomène qui donne lieu à la formation de la foudre continue de fasciner les passionnés et les chercheurs, qui n’ont cependant pas encore compris exactement pourquoi ceux qui déchargent leur énergie au sol, les plus dangereux car ils peuvent heurter les humains et causer des dégâts, prendre une forme caractéristique en zig-zag ou ce qui détermine la formation de ces « zig-zags » (appelés marches). Cependant, de nouvelles recherches, coordonnées par le physicien australien John Lowke, ont fourni une explication au phénomène dans une étude qui vient d’être publiée dans le Journal of Physics D: Physique Appliquée. « Les réponses à ces questions – a déclaré le professeur Lowke, chercheur associé en physique à l’Université d’Australie du Sud à Adélaïde – ils sont en train de comprendre ce qui se passe lorsqu’un électron énergétique frappe une molécule d’oxygène”.

Dans un article sur La conversation, Lowke a décrit ce qui se passe à l’intérieur des nuages ​​​​d’orage où «des champs électriques intenses excitent les électrons pour avoir suffisamment d’énergie pour créer ce que l’on appelle des« molécules d’oxygène singulet delta ». Ces molécules et électrons s’accumulent pour créer une courte étape hautement conductrice, qui brille vivement pendant un millionième de seconde. À la fin du passage, il y a une pause pendant que l’accumulation se répète, suivie d’un autre saut brillant et clignotant.

Comment se forme la foudre en zigzag

La foudre peut provenir d’un seul nuage ou se produire entre deux nuages ​​ou entre un nuage et la surface de la Terre en raison de très grandes différences de potentiel dans l’atmosphère. Lorsque des nuages ​​d’orage avec un potentiel électrique de millions de volts déchargent leur énergie vers le sol, un courant de milliers d’ampères circule entre la terre et le ciel, avec une température de plusieurs dizaines de milliers de degrés. « Lorsque les électrons ont suffisamment d’énergie – ajoute l’expert – ils excitent les molécules d’oxygène à l’état delta singulet. Il s’agit d’un état «métastable», ce qui indique qu’il n’est pas parfaitement stable, mais il ne tombe généralement pas dans un état d’énergie inférieur pendant environ 45 minutes. L’oxygène dans cet état delta singulet détache les électrons (nécessaires au flux d’électricité) des ions oxygène négatifs. Ces ions sont alors remplacés presque immédiatement par des électrons (portant une charge négative) qui se recollent aux molécules d’oxygène.

Lorsque plus de 1 % de l’oxygène de l’air est dans un état métastable, l’air peut conduire l’électricité. Ainsi, des pas de foudre se produisent lorsque suffisamment d’états métastables sont créés pour détacher un nombre important d’électrons. »

Chaque pas devient lumineux pendant un millionième de seconde, puis il y a une obscurité presque complète. «Après encore 50 millionièmes de seconde, une autre étape se forme, à la fin de l’étape précédente, mais les étapes précédentes restent obscures – explique le professeur Lowke -. Pendant la partie sombre d’une marche, la densité d’états métastables et d’électrons augmente » jusqu’à ce que « la marche puisse à nouveau conduire l’électricité et le potentiel électrique à la pointe de la marche augmente jusqu’à approximativement celui du nuage et produit une marche de plus de molécules excitées. créé dans les étapes précédentes forment une colonne jusqu’au nuage. Toute la colonne est donc électriquement conductrice, sans besoin de champ électrique et avec peu d’émission lumineuse ».

Comment se protéger de la foudre

Avec l’augmentation des phénomènes météorologiques extrêmes dus au changement climatique, la protection contre la foudre joue un rôle de plus en plus important. « Savoir comment la foudre se forme indique que nous pouvons comprendre comment mieux protéger les bâtiments, les avions et les personnes », a déclaré Lowke. Alors que les gens sont rarement frappés par la foudre, les arbres et les bâtiments le sont beaucoup plus souvent, en particulier les grands et isolés. Lorsque la foudre frappe un arbre, la sève à l’intérieur de l’arbre bout et la vapeur qui en résulte crée une pression, fendant le tronc. De même, lorsque la foudre frappe un bâtiment, l’eau de pluie qui s’est infiltrée dans le béton déborde, augmentant la pression et créant des risques d’effondrements mortels ».

En matière de protection, le paratonnerre inventé par Benjamin Franklin en 1752 est fondamental : il repose sur une longue tige métallique installée verticalement au sommet d’un bâtiment, reliée à la terre par des conducteurs adaptés qui favorisent la dispersion de la décharge. « En dirigeant le flux à travers le conducteur, cela évite d’endommager le bâtiment. Ce système est toujours valable aujourd’hui, mais le facteur incertain est le nombre de paratonnerres nécessaires sur chaque structure », a conclu Lowke.