Şimşek Nasıl Oluşur Hiç Merak Ettiniz mi?

28.02.2018

Günlük hayatımızda kullandığımız pek çok nesnenin statik elektrikle yüklendiğini biliyoruz. Örneklendirmek gerekirse; saçınıza bir kalemi sürttüğünüzde ve sonrasında bu kalemi ufalanmış kağıt parçalarının üzerine doğru tuttuğunuzda ufalanmış kağıt parçacıklarının kalemin ucuna ve çevresine yapıştığını görürüz. İşte bunun sebebi statik elektriktir.

Bunun dışında, yorucu bir günün ardından eve geldiniz ve üzerinizi değiştireceksiniz. Süveterinizi çıkarırken birtakım çıtırtılar duydunuz. Duyduğunuz çıtırtı seslerinin sebebi, süveterinizin statik elektrik yüklü olmasından ve siz onu çıkarırken de bu yükün boşalmasından kaynaklanır. Bunlar her gün yaşanabilen sıradan olaylardandır. Peki bunun şimşek ile ne alakası var? Gelin, şimdi bundan bahsedelim.

Bilindiği üzere; bulutlar yer altındaki su kaynaklarının, denizlerin vb. su kaynaklarının güneş ışığı veya yapay enerji kaynaklarıyla buharlaşarak yerküreden uzaklaşması, uzaklaştıkça yoğunlaşması ve bir araya gelerek kümeleşmesi ile oluşmaktadır. Bir bulutun yüksek miktarda + (pozitif) yüklendiği veya yüksek miktarda – (negatif) yüklendiği durumların sonunda bir elektrik boşalması olayı gerçekleşir. Bu da bizlerin şimşek olarak bildiğimiz olayları oluşturur.

Tanımlamak gerekirse şimşek, bir bulutun tabanı ile yerküre arasında, iki bulutun arasında veya bir bulut içindeki elektrik boşalımı sırasında oluşan kırık çizgi biçiminde geçici ışık olarak ifade edilmektedir.

Şimşek oluşması için bahsettiğimiz elektrik yükünün hava direncini kırabilecek düzeyde olması gerekmektedir. Şimşek olayına genellikle kümülonimbüs olarak adlandırılan fırtına bulutlarında oluşur ancak stratüs tipinde ufka doğru yayılım gösteren bulut tiplerinde de şimşek oluşumu görülmektedir.

Kar ve kum fırtınalarında ve hatta volkanlardan çıkan gaz ve toz bulutlarında da şimşeklere rastlanır. Dünya genelinde saniyede 50 ila 100 şimşek olayının yaşandığı tespit edilmiştir.

Gök gürültüsü ise şimşek hattı boyunca havanın aniden ısınarak hava basıncının artması nedeniyle oluşan bir doğa olayıdır. Gök gürültüsünü karakterize eden yüksek sesli şimşek hattının karmaşık geometrisi, atmosferin özellikleri, yerel arazi şekilleri ve yansımalar nedeniyle oluşmaktadır.

Özetle, gök gürültüsü olayı şimşek çakması sırasında oluşan ve patlama sesine benzer yüksek ses olarak ifade edilebilir. Ses, ışıktan çok daha yavaş hareket ettiği için gök gürültüsü olayı gözlemcilerin şimşek olayına bulundukları mesafeye de bağlı olarak şimşek olayının gözlenmesinden kısa bir süre sonra duyulur.

Anlaşılabileceği üzere gök gürültüsü şimşek olmadan gerçekleşemez. Gök gürültüsü için havanın sıcaklığının artması ve hızlıca genleşmesi gerekmektedir. Bu noktada yıldırım olayını dışarıda tutmak gerekir. Çünkü yıldırım, özel bir şimşek türü olarak sınıflandırılmaktadır.

Bu noktaya kadar pek çok bilgi edindik. Burada akıllara şu soru gelebilir: “Bulutlar nasıl elektrik yükleniyor?”

Aslında bu durum tümüyle saçınıza sürttüğünüz bir kalemin elektrik yüklenmesi ile aynı mantığa sahiptir. Bulutları oluşturan su moleküllerinin atmosferde dolaşırken diğer hava molekülleriyle sürtünmesi sonucunda statik elektrik yüklenmesiyle gerçekleşir.

Biraz önce yıldırımın özel bir şimşek türü olarak sınıflandırıldığından bahsetmiştik. Yıldırım, tanım olarak gök gürültüsü ile şimşekten oluşan, gökyüzü ile yeryüzü arasındaki elektrik boşalması olarak ifade edilebilir. Yıldırım olayının gerçekleşmesi genellikle yeryüzüne negatif yük dağılımına sebep olur ancak pozitif yük dağılımına yol açan yıldırımlar da mevcuttur. Pozitif dağılımlı yıldırım olayları, kış aylarında gerçekleşen yıldırımların çoğunluğunu oluşturmaktadır.

Bulutlar ve yeryüzü arasındaki elektrik potansiyeli farkı, 10 ila 100 milyon volt olarak ifade edilir ve yıldırım olayının oluşturduğu elektrik akımının şiddetinin yaklaşık 30.000 ampere, sıcaklığının da 30.000°C’ye ulaştığı ölçümlenmiştir. Yıldırımın oluşması çok hızlı bir şekilde gerçekleşir. Öncül olarak adlandırılan ilk darbenin buluttan yeryüzüne yaklaşık 30 milisaniyede ulaştığı ve yeryüzünden bir bulutun merkezine geri dönüşünün de yaklaşık 100 milisaniyede gerçekleştiği belirlenmiştir.

 

Not: Şimşek bilimi fülminoloji olarak adlandırılmıştır ve şimşek veya gök gürültüsünden kaynaklanan korku da astrafobi olarak ifade edilmektedir.

 

Kaynaklar

  1. “Şimşek.” Güncel Türkçe Sözlük, Türk Dil Kurumu. (tdk.org.tr)
  2. “Lightning.” Encyclopedia Britannica. (britannica.com)
  3. “NWS Lightning Safety: Understanding Lightning: Thunderstorm Electrification”. National Oceanic and Atmospheric Administration. (https://web.archive.org/web/20161130080723/http://www.lightningsafety.noaa.gov/science/science_electrication.htm)
  4. Oliver, John E. (2005). Encyclopedia of World Climatology. (http://danida.vnu.edu.vn/cpis/files/Books/Encyclopedia%20of%20World%20Climatology.pdf)
  5. “Lightning”. GSU Edu. (http://hyperphysics.phyastr.gsu.edu/hbase/electric/lightning2.html)
  6. New Lightning Type Found Over Volcano? Archived February 9, 2010, at the Wayback Machine. News.nationalgeographic.com (February 2010). Retrieved on June 23, 2012. (http://news.nationalgeographic.com/news/2010/02/100203-volcanoes-lightning/)
  7. Hurricane Lightning, NASA, (https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2006/09jan_electrichurricanes/)