حنين الحياة
02-10-2011, 04:33 PM
http://www.mesa7a.com/forum/mwaextraedit5/extra/73.gif
البرق
http://www.mesa7a.com/forum/imgcache/3739.imgcache.jpg
ظاهرة البرق التي نراها في ليالي الشتاء الرعدية الممطرة ظلت على مدى قرون طويلة حدثاً مخيفاً للبشر، مما نسج حولها الأساطير؛ فكانت كل حضارة تنظر إلى هذه الظاهرة على أنها حدث يرتبط بالآلهة، ففي الميثولوجيا الإغريقية مثلاً كان البرق هو سلاح الإله زيوس، الذي استخدمه لقتل أعدائه.
ومع حلول النصف الثاني من القرن الثامن عشر، قام بنيامين فرانكلين بأول تجربة علمية أثبت من خلالها الطبيعة الكهربائية للبرق، وأن البرق ما هو إلا شرارة كهربائية ناتجة عن التقاء شحنتين كهربائيتين متعاكستين؛ فقد قام هذا العالم بربط سلك من الحرير إلى طائرة ورقية وأرسله عالياً أثناء وجود عاصفة رعدية، وربط نهاية السلك بقضيب معدني، وعندما قرب القضيب من الأرض انطلقت شرارة قوية تشبه شرارة البرق.
ولكن المعرفة بهذه الظاهرة بقيت متواضعة حتى منتصف القرن العشرين، عندما أمكن استخدام التصوير السريع بواسطة الرادارات والحاسب الآلي.
ومن هنا استطاع العلماء إثبات أن ومضة البرق الواحدة تتألف من عدة ضربات، وكل ضربة تتألف من عدة أطوار، أهمها طور المرور وهو الشعاع الذي يمر ويخطو من الغيمة باتجاه الأرض، وطور الرجوع وهي الشرارة التي ترجع باتجاه الغيمة، أما الزمن الذي يستغرقه ذلك فلا يتعدى عشرات الأجزاء من الألف من الثانية.
أنواع البرق:
تتنوع أشكال البرق طبقاً لمكان وجود الشحنتين الموجبة والسالبة، وهو لا يحدث إلا في ما يسمى بالغيوم الرعدية المليئة بالشحنات الكهربائية المتولدة عن احتكاك جزيئات الماء.
النوع الأول: البرق الناتج من التقاء شحنتين متعاكستين بين الغيمة والأرض، فغالباً ما تكون الغيمة ذات شحنة سالبة عند الجهة القريبة من الأرض، أما سطح الأرض فيكون ذا شحنة موجبة، ويسمي العلماء هذا النوع "غيمة-أرض" Cloud-Ground، واختصاراً يرمز لهذا النوع بالحرفين CG.
النوع الثاني: وهو البرق الناتج من التقاء غيمة وأخرى، ويعرف هذا النوع ببرق "غيمة-غيمة" أي Cloud-Cloud، ويرمز له بالحرفين CC.
النوع الثالث: وهو ناتج من التقاء الغيمة والهواء، حيث تكون الغيمة محمّلة بشحنة كهربائية، والهواء المحيط بها من أحد جوانبها يحمل شحنة معاكسة. ويعرف هذا النوع بـ "غيمة-هواء" أي Cloud-Air، ويرمز له بالرمز CA.
النوع الرابع: وهو البرق الذي يحدث بين الغيمة وطبقات الجو العليا، ويحدث هذا البرق بين الطبقات العليا في الغيوم وبين طبقة الأيونوسفير والتي تحوي حقلاً كهربائياً.
النوع الخامس: وهو البرق الذي يحدث داخل الغيمة ذاتها، وذلك إذا علمنا بأن أية غيمة تحمل شحنة موجبة في أحد طرفيها، فلابد أن تحمل شحنة سالبة في طرفها المقابل.
النوع السادس: وهو البرق الناتج بين غيمة وهدف على الأرض، مثل شجرة أو بيت أو عمود كهرباء.
وهناك من الأنواع غير ذلك الكثير، ولكن يبقى لنا أن نذكر أن البرق في النهاية هو عبارة عن تفريغ للكهرباء الموجودة بالغيوم، ولذلك فهو يعمل كصمام أمان، لأن هذه الشحنات العملاقة إذا زادت كثيراً فإنها تؤدي إلى تكهرب الجو بكامله، مما قد ينذر بانفجاره في النهاية.
http://www.mesa7a.com/forum/mwaextraedit5/extra/19.gif
كيفيه حدوث البرق
فرضية الحث كهروسكوني
حسب فرضية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%81%D8%B1%D8%B6%D9%8A%D8%A9) الحث كهروسكوني (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%AD%D8%AB_%D9%83%D9%87%D8%B1%D9 %88%D8%B3%D9%83%D9%88%D9%86%D9%8A&action=edit&redlink=1) (بضم السين والكاف) يتم الشحن بواسطة مستقلة لعملية غير معروفة إلى الآن. عملية فصل الشحن يبدو أنها تتطلب سَحب عامودي قوي والتي تحمل قطرات الماء (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%A7%D8%A1) للأعلى، ثم يكون هناك تبريد شديد للقطرات لما بين -10 و-20 °م. تتعارض هذه مع بلورات (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%A8%D9%84%D9%88%D8%B1%D8%A9&action=edit&redlink=1)الثلج، (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%AB%D9%84%D8%AC) لتكوّن خليط مائي-ثلجي ناعم يسمى بالبَرَد (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A8%D8%B1%D8%AF_%28%D9%87%D8%B7%D9%88%D9%84%29) الناعم. تـُنتج التصادمات شحنات موجبة قليلة العدد سرعان ما تنقل إلى البلورات الثلجية، وشحنات سالبة قليلة يتم شحنها إلى البَرَد. ومن ثم تقوم عملية السحب بأخذ البلورات الأخف وزناً للأعلى، مما يجعل الغيمة التي في الأعلى تكدّس شحنات مو:a13:جبة بشكل متزايد. تتسبب الجاذبية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A7%D9%84%D8%AC%D8%A7%D8%B0%D8%A8%D9%8A%D8%A9) بإبقاء البَرَد الأثقل المشحون بالسالب في وسط ومنتصف الغيمة، مما يزيد من الشحن السالب للبرد. عملية الفصل الكهربائي والتراكم تتابع إلى أن تكون مرحلة الكُمون الكهربائي (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%83%D9%85%D9%88%D9%86_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8% D8%A7%D8%A6%D9%8A) كافية لبدأ إفراغ البرق من الشحنات، والتي تظهر عندما تكون توزيعات الشحنات الموجبة والسالبة قوية بما فيه الكفاية لتكوّن حقلاً كهربائياً (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%AD%D9%82%D9%84_%D9%83%D9%87%D8 %B1%D8%A8%D8%A7%D8%A6%D9%8A&action=edit&redlink=1)
فرضية الاستقطاب الميكانيكي
بأية طريقة فصل شحنات، لا تزال فرضية الميكانيكية موضع أبحاث. فرضية أخرى، هي الاستقطاب الميكانيكي والتي لها مكوّنين إثنين[2] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-Anvil_Crawler-1):
تساقط القطرات للمطر والثلج تصبح مستقطبة خلال سقوطها لحقل الأرض الطبيعي.
جسيمات الثلج المتعارضة تصبح مشحونة بواسطة الحث كهروسكوني (انظر في الأعلى).
هناك عدة فرضيات أخرى حول بدايات فصل الشحنات.[3] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-2)
التكوين المرشد والصاعقة المعاكسة
خلال تحرك الغيوم الرعدية فوق سطح الأرض، تتساوى عملية الشحن الكهربائي، (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%B4%D8%AD%D9%86%D8%A9_%D8%A7%D9 %84%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A1&action=edit&redlink=1) لكن عكس الشحن لقاعدة الغيمة الرعدية يتم حثّها في الأرض تحت الغيمة. تتبع الشحنات الأرضية المستحثة تحركات الغيمة، للتبقى تحتها.
التفريغ الأولي مزدوج القطبية، أو طريق الهواء المتأين، (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%AA%D8%A3%D9%8A%D9%86) يبدأ من خليط ماء وثلج مشحون بالسالب في الغيمة الرعدية. إفراغ القنوات المتأينة يعرف بـ المرشدات. المرشدات السالبة عموماً هي مرشدات خطيّة (مفردها: خطوة). تنشئ لأسفل في عدد من القفزات السريعة (الخطوات). كل قفزة يبلغ طولها لما بين (15 إلى 30 متر)، ولكن رما قد تصل في بعض الأحيان إلى (50 متر (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%85%D8%AA%D8%B1)).[4] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-3) خلال هبوطها، تتفرع المرشدات الخطية إلى عدد من المسارات. تقدُّم المرشدات الخطية يأخذ وقت أطول نسبياً (المئات من الميلي ثانية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%85%D9%8A%D9%84%D9%8A_%D8%AB%D8%A7%D9%86%D9%8A% D8%A9)) لتصل إلى الأرض. تُدخِل هذه الحالة الأولية تيار كهربائي (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%AA%D9%8A%D8%A7%D8%B1_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8% D8%A7%D8%A6%D9%8A) صغير نسبياً (العشرات أو المئات من الأمبير (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A3%D9%85%D8%A8%D9%8A%D8%B1)). والمرشد تقريباً مختفي عند المقارنة مع قناة البرق اللاحفة.
عندما تصل المرشدات الخطية للأرض، يعزز حضور الشحنات المعاكسة على الأرض القة للحقل الكهربائي (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%AD%D9%82%D9%84_%D9%83%D9%87%D8 %B1%D8%A8%D8%A7%D8%A6%D9%8A&action=edit&redlink=1). الحقل الكهربائي أقوى على الأرض المتصلة بالمواد التي تكون أعلاها أقرب لقاعدة الغيمة الرعدية، مثل الأشجار (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%B4%D8%AC%D8%A7%D8%B1) والمباني العالية. إذا كان الحقل الكهربائي قوي بما فيه الكفاية، التفريغ بالتوصيل يسمى (الشريط المتحور الموجب positive streamer)، من الممكن أن يتطور من هذه النقاط. كانت هذه أول فرضية بواسطة هاينز كاسيماير (Heinz Kasemir). مع تزايد الحقول، من الممكن أن يستخرج الشريط المتحور الموجب ليصبح أسخن، المرشدات الحالية الأعلى والتي تتصل في نهاية المطاف مع المرشدات الخطيّة الهابطة من الغيمة. ومن المحتمل للعديد من الأشرطة المتحورة أن تتطور مع المواد في وقت واحد، والإبقاء لواحدة فقط مع المرشد لتكوين مسار التفريغ الرئيسي. وقد ألتقطت صور فوتوغرافية واضحة جداً تبين الأشرطة المتحورة الغير متصلة.[5] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-4)
و عندما يتم إنشاء قناة للهواء المتأين بين الأرض والغيمة تصبح هذه القناة مسار للمقاومة (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%88%D9%85%D8%A9_%D9%83%D9%87% D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A6%D9%8A%D8%A9) الأقل وتتيح لتيارات أكبر بكثير لتنتشر من الأرض لتعود مرة أخرى للمرشد في الأعلى عند الغيمة. هذه هي الصاعقة العكسية وهي الأشد إضائة (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%B6%D9%88%D8%A1) والجزء الأكثر لافتاً للنظر لتفريغ البرق.
http://www.mesa7a.com/forum/mwaextraedit5/extra/19.gif
التفريغ
http://www.mesa7a.com/images/thumb/f/f6/Lightnings_sequence_1.jpg/800px-Lightnings_sequence_1.jpg (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%85%D9%84%D9%81:Lightnings_sequence_1.jpg)
عندما يكون الحقل الإلكتروني قوي بما فيه الكفاية، التفريغ الكهربائي (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%AA%D9%81%D8%B1%D9%8A%D8%BA_%D9 %83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A6%D9%8A&action=edit&redlink=1) (لصاعقة البرق) يحدث خلال الغيوم (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%BA%D9%8A%D9%85%D8%A9) أو بين الغيوم والأرض. خلال الصعق، أجزاء متاعقبة من الهواء تصبح قناة تفريغ قابلة للتوصيل عندما يتم سحب الإلكترونات والأيونات الموجبة التي في جزيئات الهواء من بعضها البعض وتجبر على التدفق في الإتجاه المعاكس.
التفريغ الكهربائي يزيد من حرارة قناة التفريغ بشكل متزايد، مما يسبب توسع الهواء بشكل سريع وإنتاج موجة صدمة (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%85%D9%88%D8%AC%D8%A9_%D8%B5%D8%AF%D9%85%D8%A9_ %28%D8%B7%D9%8A%D8%B1%D8%A7%D9%86%29) تسمع ألا وهي (الرعد (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%A7%D9%84%D8%B1%D8%B9%D8%AF&action=edit&redlink=1)). الإلتفاف للبرق والتبدد المتدرج للعلعة الرعد تكون بسبب تأخر الوقت لوصول الصوت من أماكن مختلفة على طول الصاعقة.[6] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-uman-5)
نظرية گورڤيتش لهروب الإنكسار
نظرية حول بدايات نشؤ البرق، معروفة بـ (نظرية هروب الإنكسار، (بالإنجليزية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%84%D8%BA%D8%A9_%D8%A5%D9%86%D8%AC%D9%84%D9%8A% D8%B2%D9%8A%D8%A9): runaway breakdown theory)، تم تقديمها بواسطة العالم (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%B9%D9%84%D9%85%D8%A7%D8%A1)الروسي (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%B1%D9%88%D8%B3%D9%8A%D8%A7) ألكسندر گورڤيتش (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%A3%D9%84%D9%83%D8%B3%D9%86%D8% AF%D8%B1_%DA%AF%D9%88%D8%B1%DA%A4%D9%8A%D8%AA%D8%B 4&action=edit&redlink=1)[7] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-6) من معهد ليبيدوف الفيزيائي (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D9%85%D8%B9%D9%87%D8%AF_%D9%84%D9 %8A%D8%A8%D9%8A%D8%AF%D9%88%D9%81_%D8%A7%D9%84%D9% 81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A6%D9%8A&action=edit&redlink=1) في سنة 1992، (http://www.mesa7a.com/index.php/1992) أقترح أن صعقات البرق تطلق بواسطة أشعة كونية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A3%D8%B4%D8%B9%D8%A9_%D9%83%D9%88%D9%86%D9%8A% D8%A9) والتي تقوم بتأيين الذرات، مما يصدر عنه إلكترونات تتسارع بواسطة الحقول الكهربائية، والتي تأيين بدورها جزيئات الهواء مما يجعل الهواء موصل بواسطة إنكسار الهروب، عندها تقوم "ببذر" أو بداية إنشاء لصاعقة البرق.
أشعة جاما ونظرية هروب الإنكسار
البرق المزدوج
لقد تم الاكتشاف في الخمسة عشر سنتاً الماضية خلال التجارب والعمليات على ظاهرة البرق، أنه يوجد بعض المكائن قادرة على توليد أشعة جاما، (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A3%D8%B4%D8%B9%D8%A9_%D8%AC%D8%A7%D9%85%D8%A7) الغلاف الجوي (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A7%D9%84%D8%BA%D9%84%D8%A7%D9%81_%D8%A7%D9%84% D8%AC%D9%88%D9%8A) والتي يتم مراقبتها عبر السفن الفضائية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%B3%D9%81%D9%8A%D9%86%D8%A9_%D9%81%D8%B6%D8%A7% D8%A1) المدارية. والتي بدأ أكتشافها جيرالد فيشمان أحد علماء وكالة الفضاء الأمريكية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%86%D8%A7%D8%B3%D8%A7) في سنة 1994 (http://www.mesa7a.com/index.php/1994) في مقالة تختص بالعلم,[12] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-11) والتي تسمى بـ (ومضات أشعة جاما الأرضية) (بالإنجليزية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%84%D8%BA%D8%A9_%D8%A5%D9%86%D8%AC%D9%84%D9%8A% D8%B2%D9%8A%D8%A9): Terrestrial Gamma-Ray Flashes) واختصارها (TGFs)، والتي لوحظت عن طريق الصدفة عندما كان يوثّق اقتراحات انفجارات اشعة جاما التي تقع خارج حدود كوكب الأرض، (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%B1%D8%B6) وكان تلك الملاحظة في مرصد كمبتون لأشعة جاما. مدة ومضات أشعة جاما الأرضية أقل بكثير، بحدود 1 ملي ثانية. والتي تمر عبر
عمران إنان، استاذ في جامعة ستانفورد، (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%AC%D8%A7%D9%85%D8%B9%D8%A9_%D8%B3%D8%AA%D8%A7% D9%86%D9%81%D9%88%D8%B1%D8%AF) ربط بين ومضات أشعة جاما الأرضية وصاعقة برق فرديّة والتي تحدث خلال 1.5 ملي ثانية من وقت حدث ومضات أشعة جاما الأرضية,[13] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-12)، مما يثبت ولأول مرة أن ومضات أشعة جاما الأرضية كانت من مصدر جويّ ومتحدة من ضربات البرق.
سجل مرصد كمبتون لأشعة جاما 77 حالة خلال 10 سنوات، مهما يكن، حديثاً قامت سفينة الفضاء (RHESSI) بالتبليغ بواسطة ديفيد سميث أنه لاحظ ومضات أشعة جاما الأرضية بنسب أعلى بكثير، مما يدل على حالات حدوثها قرابة 50 مرة باليوم عالمياً (تمثل رقم كسري صغير جداً بالنسبة لمجموع حالات البرق في الكوكب). مستوى الطاقة المسجل تعدى 20 ميجا فولت. علماء من جامعة دوك، (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%AC%D8%A7%D9%85%D8%B9%D8%A9_%D8 %AF%D9%88%D9%83&action=edit&redlink=1) قاموا أيضاً بدراسة الرابط بين حالات برق ميعنة وأنبعاثات أشعة جاما الغامضة والتي تنبعث من الغلاف الجوي الخاص بالأرض، على ضوء الملاحظات الأحدث لومضات أشعة جاما الأرضية من قِبل سفينة الفضاء (RHESSI). تقترح دراساتهم أن إشعاعات أشعة جاما تنبع إلى الأعلى من نقاط بداية تقع في ارتفاعات منخفضة مثيرة للدهشة في الغيوم الرعدية.
ستيفن كومر من مدرسة الهندسة في جامعة دوك قال:
"هذه أشعة جاما ذات طاقة أعلى من التي تصدر من الشمس. وإلى الآن ها هي تأتي من نوع العواصف الرعدية الأرضية التي نراها هنا طوال الوقت."
فرضيات سابقة أشارت إلى أن البرق يولد حقول كهربائية على ارتفاعات أعلى من الغيوم، عندما يسمح الغلاف الجوي النحيل لأشعة جاما بالهروب من خلاله إلى الفضاء، معروفة بـ (هروب الإنكسار النسبي)، مشابهه لطريقة (برق الغلاف الجوي العلوي أو الأشباح). اُقترح أيضاً أنه لربما أن ومضات أشعة جاما الأرضية تنتج من أعلى الغيوم الرعدية، وإن كانت تعوَّق بواسطة امتصاص الغلاف الجوي لأشعة جاما الهاربة، هذه النظريات لا تتطلب على نحو استثنائي حقول كهربائية عالية التي تتعمد عليها نظريات المرتفعات العالية لومضات أشعة جاما الأرضية.
دور ومضات أشعة جاما وعلاقتها مع ظاهرة البرق لا زالت موضع دراسات علمية جارية.
البرق
http://www.mesa7a.com/forum/imgcache/3739.imgcache.jpg
ظاهرة البرق التي نراها في ليالي الشتاء الرعدية الممطرة ظلت على مدى قرون طويلة حدثاً مخيفاً للبشر، مما نسج حولها الأساطير؛ فكانت كل حضارة تنظر إلى هذه الظاهرة على أنها حدث يرتبط بالآلهة، ففي الميثولوجيا الإغريقية مثلاً كان البرق هو سلاح الإله زيوس، الذي استخدمه لقتل أعدائه.
ومع حلول النصف الثاني من القرن الثامن عشر، قام بنيامين فرانكلين بأول تجربة علمية أثبت من خلالها الطبيعة الكهربائية للبرق، وأن البرق ما هو إلا شرارة كهربائية ناتجة عن التقاء شحنتين كهربائيتين متعاكستين؛ فقد قام هذا العالم بربط سلك من الحرير إلى طائرة ورقية وأرسله عالياً أثناء وجود عاصفة رعدية، وربط نهاية السلك بقضيب معدني، وعندما قرب القضيب من الأرض انطلقت شرارة قوية تشبه شرارة البرق.
ولكن المعرفة بهذه الظاهرة بقيت متواضعة حتى منتصف القرن العشرين، عندما أمكن استخدام التصوير السريع بواسطة الرادارات والحاسب الآلي.
ومن هنا استطاع العلماء إثبات أن ومضة البرق الواحدة تتألف من عدة ضربات، وكل ضربة تتألف من عدة أطوار، أهمها طور المرور وهو الشعاع الذي يمر ويخطو من الغيمة باتجاه الأرض، وطور الرجوع وهي الشرارة التي ترجع باتجاه الغيمة، أما الزمن الذي يستغرقه ذلك فلا يتعدى عشرات الأجزاء من الألف من الثانية.
أنواع البرق:
تتنوع أشكال البرق طبقاً لمكان وجود الشحنتين الموجبة والسالبة، وهو لا يحدث إلا في ما يسمى بالغيوم الرعدية المليئة بالشحنات الكهربائية المتولدة عن احتكاك جزيئات الماء.
النوع الأول: البرق الناتج من التقاء شحنتين متعاكستين بين الغيمة والأرض، فغالباً ما تكون الغيمة ذات شحنة سالبة عند الجهة القريبة من الأرض، أما سطح الأرض فيكون ذا شحنة موجبة، ويسمي العلماء هذا النوع "غيمة-أرض" Cloud-Ground، واختصاراً يرمز لهذا النوع بالحرفين CG.
النوع الثاني: وهو البرق الناتج من التقاء غيمة وأخرى، ويعرف هذا النوع ببرق "غيمة-غيمة" أي Cloud-Cloud، ويرمز له بالحرفين CC.
النوع الثالث: وهو ناتج من التقاء الغيمة والهواء، حيث تكون الغيمة محمّلة بشحنة كهربائية، والهواء المحيط بها من أحد جوانبها يحمل شحنة معاكسة. ويعرف هذا النوع بـ "غيمة-هواء" أي Cloud-Air، ويرمز له بالرمز CA.
النوع الرابع: وهو البرق الذي يحدث بين الغيمة وطبقات الجو العليا، ويحدث هذا البرق بين الطبقات العليا في الغيوم وبين طبقة الأيونوسفير والتي تحوي حقلاً كهربائياً.
النوع الخامس: وهو البرق الذي يحدث داخل الغيمة ذاتها، وذلك إذا علمنا بأن أية غيمة تحمل شحنة موجبة في أحد طرفيها، فلابد أن تحمل شحنة سالبة في طرفها المقابل.
النوع السادس: وهو البرق الناتج بين غيمة وهدف على الأرض، مثل شجرة أو بيت أو عمود كهرباء.
وهناك من الأنواع غير ذلك الكثير، ولكن يبقى لنا أن نذكر أن البرق في النهاية هو عبارة عن تفريغ للكهرباء الموجودة بالغيوم، ولذلك فهو يعمل كصمام أمان، لأن هذه الشحنات العملاقة إذا زادت كثيراً فإنها تؤدي إلى تكهرب الجو بكامله، مما قد ينذر بانفجاره في النهاية.
http://www.mesa7a.com/forum/mwaextraedit5/extra/19.gif
كيفيه حدوث البرق
فرضية الحث كهروسكوني
حسب فرضية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%81%D8%B1%D8%B6%D9%8A%D8%A9) الحث كهروسكوني (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%AD%D8%AB_%D9%83%D9%87%D8%B1%D9 %88%D8%B3%D9%83%D9%88%D9%86%D9%8A&action=edit&redlink=1) (بضم السين والكاف) يتم الشحن بواسطة مستقلة لعملية غير معروفة إلى الآن. عملية فصل الشحن يبدو أنها تتطلب سَحب عامودي قوي والتي تحمل قطرات الماء (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A7%D9%84%D9%85%D8%A7%D8%A1) للأعلى، ثم يكون هناك تبريد شديد للقطرات لما بين -10 و-20 °م. تتعارض هذه مع بلورات (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%A8%D9%84%D9%88%D8%B1%D8%A9&action=edit&redlink=1)الثلج، (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%AB%D9%84%D8%AC) لتكوّن خليط مائي-ثلجي ناعم يسمى بالبَرَد (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A8%D8%B1%D8%AF_%28%D9%87%D8%B7%D9%88%D9%84%29) الناعم. تـُنتج التصادمات شحنات موجبة قليلة العدد سرعان ما تنقل إلى البلورات الثلجية، وشحنات سالبة قليلة يتم شحنها إلى البَرَد. ومن ثم تقوم عملية السحب بأخذ البلورات الأخف وزناً للأعلى، مما يجعل الغيمة التي في الأعلى تكدّس شحنات مو:a13:جبة بشكل متزايد. تتسبب الجاذبية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A7%D9%84%D8%AC%D8%A7%D8%B0%D8%A8%D9%8A%D8%A9) بإبقاء البَرَد الأثقل المشحون بالسالب في وسط ومنتصف الغيمة، مما يزيد من الشحن السالب للبرد. عملية الفصل الكهربائي والتراكم تتابع إلى أن تكون مرحلة الكُمون الكهربائي (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%83%D9%85%D9%88%D9%86_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8% D8%A7%D8%A6%D9%8A) كافية لبدأ إفراغ البرق من الشحنات، والتي تظهر عندما تكون توزيعات الشحنات الموجبة والسالبة قوية بما فيه الكفاية لتكوّن حقلاً كهربائياً (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%AD%D9%82%D9%84_%D9%83%D9%87%D8 %B1%D8%A8%D8%A7%D8%A6%D9%8A&action=edit&redlink=1)
فرضية الاستقطاب الميكانيكي
بأية طريقة فصل شحنات، لا تزال فرضية الميكانيكية موضع أبحاث. فرضية أخرى، هي الاستقطاب الميكانيكي والتي لها مكوّنين إثنين[2] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-Anvil_Crawler-1):
تساقط القطرات للمطر والثلج تصبح مستقطبة خلال سقوطها لحقل الأرض الطبيعي.
جسيمات الثلج المتعارضة تصبح مشحونة بواسطة الحث كهروسكوني (انظر في الأعلى).
هناك عدة فرضيات أخرى حول بدايات فصل الشحنات.[3] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-2)
التكوين المرشد والصاعقة المعاكسة
خلال تحرك الغيوم الرعدية فوق سطح الأرض، تتساوى عملية الشحن الكهربائي، (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%B4%D8%AD%D9%86%D8%A9_%D8%A7%D9 %84%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A1&action=edit&redlink=1) لكن عكس الشحن لقاعدة الغيمة الرعدية يتم حثّها في الأرض تحت الغيمة. تتبع الشحنات الأرضية المستحثة تحركات الغيمة، للتبقى تحتها.
التفريغ الأولي مزدوج القطبية، أو طريق الهواء المتأين، (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%AA%D8%A3%D9%8A%D9%86) يبدأ من خليط ماء وثلج مشحون بالسالب في الغيمة الرعدية. إفراغ القنوات المتأينة يعرف بـ المرشدات. المرشدات السالبة عموماً هي مرشدات خطيّة (مفردها: خطوة). تنشئ لأسفل في عدد من القفزات السريعة (الخطوات). كل قفزة يبلغ طولها لما بين (15 إلى 30 متر)، ولكن رما قد تصل في بعض الأحيان إلى (50 متر (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%85%D8%AA%D8%B1)).[4] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-3) خلال هبوطها، تتفرع المرشدات الخطية إلى عدد من المسارات. تقدُّم المرشدات الخطية يأخذ وقت أطول نسبياً (المئات من الميلي ثانية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%85%D9%8A%D9%84%D9%8A_%D8%AB%D8%A7%D9%86%D9%8A% D8%A9)) لتصل إلى الأرض. تُدخِل هذه الحالة الأولية تيار كهربائي (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%AA%D9%8A%D8%A7%D8%B1_%D9%83%D9%87%D8%B1%D8%A8% D8%A7%D8%A6%D9%8A) صغير نسبياً (العشرات أو المئات من الأمبير (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A3%D9%85%D8%A8%D9%8A%D8%B1)). والمرشد تقريباً مختفي عند المقارنة مع قناة البرق اللاحفة.
عندما تصل المرشدات الخطية للأرض، يعزز حضور الشحنات المعاكسة على الأرض القة للحقل الكهربائي (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%AD%D9%82%D9%84_%D9%83%D9%87%D8 %B1%D8%A8%D8%A7%D8%A6%D9%8A&action=edit&redlink=1). الحقل الكهربائي أقوى على الأرض المتصلة بالمواد التي تكون أعلاها أقرب لقاعدة الغيمة الرعدية، مثل الأشجار (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%B4%D8%AC%D8%A7%D8%B1) والمباني العالية. إذا كان الحقل الكهربائي قوي بما فيه الكفاية، التفريغ بالتوصيل يسمى (الشريط المتحور الموجب positive streamer)، من الممكن أن يتطور من هذه النقاط. كانت هذه أول فرضية بواسطة هاينز كاسيماير (Heinz Kasemir). مع تزايد الحقول، من الممكن أن يستخرج الشريط المتحور الموجب ليصبح أسخن، المرشدات الحالية الأعلى والتي تتصل في نهاية المطاف مع المرشدات الخطيّة الهابطة من الغيمة. ومن المحتمل للعديد من الأشرطة المتحورة أن تتطور مع المواد في وقت واحد، والإبقاء لواحدة فقط مع المرشد لتكوين مسار التفريغ الرئيسي. وقد ألتقطت صور فوتوغرافية واضحة جداً تبين الأشرطة المتحورة الغير متصلة.[5] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-4)
و عندما يتم إنشاء قناة للهواء المتأين بين الأرض والغيمة تصبح هذه القناة مسار للمقاومة (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%88%D9%85%D8%A9_%D9%83%D9%87% D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A6%D9%8A%D8%A9) الأقل وتتيح لتيارات أكبر بكثير لتنتشر من الأرض لتعود مرة أخرى للمرشد في الأعلى عند الغيمة. هذه هي الصاعقة العكسية وهي الأشد إضائة (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%B6%D9%88%D8%A1) والجزء الأكثر لافتاً للنظر لتفريغ البرق.
http://www.mesa7a.com/forum/mwaextraedit5/extra/19.gif
التفريغ
http://www.mesa7a.com/images/thumb/f/f6/Lightnings_sequence_1.jpg/800px-Lightnings_sequence_1.jpg (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%85%D9%84%D9%81:Lightnings_sequence_1.jpg)
عندما يكون الحقل الإلكتروني قوي بما فيه الكفاية، التفريغ الكهربائي (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%AA%D9%81%D8%B1%D9%8A%D8%BA_%D9 %83%D9%87%D8%B1%D8%A8%D8%A7%D8%A6%D9%8A&action=edit&redlink=1) (لصاعقة البرق) يحدث خلال الغيوم (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%BA%D9%8A%D9%85%D8%A9) أو بين الغيوم والأرض. خلال الصعق، أجزاء متاعقبة من الهواء تصبح قناة تفريغ قابلة للتوصيل عندما يتم سحب الإلكترونات والأيونات الموجبة التي في جزيئات الهواء من بعضها البعض وتجبر على التدفق في الإتجاه المعاكس.
التفريغ الكهربائي يزيد من حرارة قناة التفريغ بشكل متزايد، مما يسبب توسع الهواء بشكل سريع وإنتاج موجة صدمة (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%85%D9%88%D8%AC%D8%A9_%D8%B5%D8%AF%D9%85%D8%A9_ %28%D8%B7%D9%8A%D8%B1%D8%A7%D9%86%29) تسمع ألا وهي (الرعد (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%A7%D9%84%D8%B1%D8%B9%D8%AF&action=edit&redlink=1)). الإلتفاف للبرق والتبدد المتدرج للعلعة الرعد تكون بسبب تأخر الوقت لوصول الصوت من أماكن مختلفة على طول الصاعقة.[6] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-uman-5)
نظرية گورڤيتش لهروب الإنكسار
نظرية حول بدايات نشؤ البرق، معروفة بـ (نظرية هروب الإنكسار، (بالإنجليزية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%84%D8%BA%D8%A9_%D8%A5%D9%86%D8%AC%D9%84%D9%8A% D8%B2%D9%8A%D8%A9): runaway breakdown theory)، تم تقديمها بواسطة العالم (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%B9%D9%84%D9%85%D8%A7%D8%A1)الروسي (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%B1%D9%88%D8%B3%D9%8A%D8%A7) ألكسندر گورڤيتش (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%A3%D9%84%D9%83%D8%B3%D9%86%D8% AF%D8%B1_%DA%AF%D9%88%D8%B1%DA%A4%D9%8A%D8%AA%D8%B 4&action=edit&redlink=1)[7] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-6) من معهد ليبيدوف الفيزيائي (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D9%85%D8%B9%D9%87%D8%AF_%D9%84%D9 %8A%D8%A8%D9%8A%D8%AF%D9%88%D9%81_%D8%A7%D9%84%D9% 81%D9%8A%D8%B2%D9%8A%D8%A7%D8%A6%D9%8A&action=edit&redlink=1) في سنة 1992، (http://www.mesa7a.com/index.php/1992) أقترح أن صعقات البرق تطلق بواسطة أشعة كونية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A3%D8%B4%D8%B9%D8%A9_%D9%83%D9%88%D9%86%D9%8A% D8%A9) والتي تقوم بتأيين الذرات، مما يصدر عنه إلكترونات تتسارع بواسطة الحقول الكهربائية، والتي تأيين بدورها جزيئات الهواء مما يجعل الهواء موصل بواسطة إنكسار الهروب، عندها تقوم "ببذر" أو بداية إنشاء لصاعقة البرق.
أشعة جاما ونظرية هروب الإنكسار
البرق المزدوج
لقد تم الاكتشاف في الخمسة عشر سنتاً الماضية خلال التجارب والعمليات على ظاهرة البرق، أنه يوجد بعض المكائن قادرة على توليد أشعة جاما، (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A3%D8%B4%D8%B9%D8%A9_%D8%AC%D8%A7%D9%85%D8%A7) الغلاف الجوي (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A7%D9%84%D8%BA%D9%84%D8%A7%D9%81_%D8%A7%D9%84% D8%AC%D9%88%D9%8A) والتي يتم مراقبتها عبر السفن الفضائية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%B3%D9%81%D9%8A%D9%86%D8%A9_%D9%81%D8%B6%D8%A7% D8%A1) المدارية. والتي بدأ أكتشافها جيرالد فيشمان أحد علماء وكالة الفضاء الأمريكية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%86%D8%A7%D8%B3%D8%A7) في سنة 1994 (http://www.mesa7a.com/index.php/1994) في مقالة تختص بالعلم,[12] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-11) والتي تسمى بـ (ومضات أشعة جاما الأرضية) (بالإنجليزية (http://www.mesa7a.com/index.php/%D9%84%D8%BA%D8%A9_%D8%A5%D9%86%D8%AC%D9%84%D9%8A% D8%B2%D9%8A%D8%A9): Terrestrial Gamma-Ray Flashes) واختصارها (TGFs)، والتي لوحظت عن طريق الصدفة عندما كان يوثّق اقتراحات انفجارات اشعة جاما التي تقع خارج حدود كوكب الأرض، (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%A7%D9%84%D8%A3%D8%B1%D8%B6) وكان تلك الملاحظة في مرصد كمبتون لأشعة جاما. مدة ومضات أشعة جاما الأرضية أقل بكثير، بحدود 1 ملي ثانية. والتي تمر عبر
عمران إنان، استاذ في جامعة ستانفورد، (http://www.mesa7a.com/index.php/%D8%AC%D8%A7%D9%85%D8%B9%D8%A9_%D8%B3%D8%AA%D8%A7% D9%86%D9%81%D9%88%D8%B1%D8%AF) ربط بين ومضات أشعة جاما الأرضية وصاعقة برق فرديّة والتي تحدث خلال 1.5 ملي ثانية من وقت حدث ومضات أشعة جاما الأرضية,[13] (http://www.mesa7a.com/forum/#cite_note-12)، مما يثبت ولأول مرة أن ومضات أشعة جاما الأرضية كانت من مصدر جويّ ومتحدة من ضربات البرق.
سجل مرصد كمبتون لأشعة جاما 77 حالة خلال 10 سنوات، مهما يكن، حديثاً قامت سفينة الفضاء (RHESSI) بالتبليغ بواسطة ديفيد سميث أنه لاحظ ومضات أشعة جاما الأرضية بنسب أعلى بكثير، مما يدل على حالات حدوثها قرابة 50 مرة باليوم عالمياً (تمثل رقم كسري صغير جداً بالنسبة لمجموع حالات البرق في الكوكب). مستوى الطاقة المسجل تعدى 20 ميجا فولت. علماء من جامعة دوك، (http://www.mesa7a.com/index.php?title=%D8%AC%D8%A7%D9%85%D8%B9%D8%A9_%D8 %AF%D9%88%D9%83&action=edit&redlink=1) قاموا أيضاً بدراسة الرابط بين حالات برق ميعنة وأنبعاثات أشعة جاما الغامضة والتي تنبعث من الغلاف الجوي الخاص بالأرض، على ضوء الملاحظات الأحدث لومضات أشعة جاما الأرضية من قِبل سفينة الفضاء (RHESSI). تقترح دراساتهم أن إشعاعات أشعة جاما تنبع إلى الأعلى من نقاط بداية تقع في ارتفاعات منخفضة مثيرة للدهشة في الغيوم الرعدية.
ستيفن كومر من مدرسة الهندسة في جامعة دوك قال:
"هذه أشعة جاما ذات طاقة أعلى من التي تصدر من الشمس. وإلى الآن ها هي تأتي من نوع العواصف الرعدية الأرضية التي نراها هنا طوال الوقت."
فرضيات سابقة أشارت إلى أن البرق يولد حقول كهربائية على ارتفاعات أعلى من الغيوم، عندما يسمح الغلاف الجوي النحيل لأشعة جاما بالهروب من خلاله إلى الفضاء، معروفة بـ (هروب الإنكسار النسبي)، مشابهه لطريقة (برق الغلاف الجوي العلوي أو الأشباح). اُقترح أيضاً أنه لربما أن ومضات أشعة جاما الأرضية تنتج من أعلى الغيوم الرعدية، وإن كانت تعوَّق بواسطة امتصاص الغلاف الجوي لأشعة جاما الهاربة، هذه النظريات لا تتطلب على نحو استثنائي حقول كهربائية عالية التي تتعمد عليها نظريات المرتفعات العالية لومضات أشعة جاما الأرضية.
دور ومضات أشعة جاما وعلاقتها مع ظاهرة البرق لا زالت موضع دراسات علمية جارية.