Tipi di fulmini

Fenomeno naturale bello e mortale, il fulmine è semplicemente una scarica elettrostatica improvvisa – una ‘scintilla’ o un ‘flash’ quando le regioni cariche nell’atmosfera si equalizzano temporaneamente attraverso questa scarica. È la polarità della scarica del fulmine che può influenzare il modo in cui si diffonde e si ramifica nello spazio e nel tempo. I fulmini possono colpire il suolo, l’aria o l’interno delle nuvole, ma ci sono circa da 5 a 10 volte più lampi di nuvole che lampi da nuvole a terra.

Lampo da nuvola a terra (CG)

Nel fulmine CG, un canale di carica negativa, chiamato “stepped leader”, va a zig zag verso il basso in un modello “biforcuto” – per questo viene talvolta chiamato fulmine biforcuto. Questo leader a gradini è invisibile all’occhio umano, e viaggia verso il suolo in un millisecondo. Quando si avvicina al suolo, il leader a gradini caricato negativamente è attratto da un canale di carica positiva che si estende verso l’alto, una stella filante, normalmente attraverso qualcosa di alto, come un albero, una casa o un palo del telefono. Quando il leader e lo streamer, caricati in modo opposto, si connettono, una potente corrente elettrica inizia a scorrere (ecco perché è sconsigliato stare sotto un oggetto alto durante un temporale!) Un colpo di ritorno (il lampo visibile molto luminoso che vediamo come fulmine) viaggia a circa 60.000 miglia al secondo verso la nuvola, con un flash composto da 20 colpi di ritorno.

Lampo negativo da nuvola a terra (-CG)
I lampi CG più comuni sono iniziati da un leader che si muove verso il basso, caricato negativamente, che è seguito da un colpo di ritorno verso l’alto. L’effetto netto di questo flash è quello di abbassare la carica negativa dalla nuvola al suolo. I fulmini CG negativi possono essere identificati dalla loro caratteristica ramificazione verso il basso.

Lampo Positivo Cloud-to-Ground (+CG)
I lampi CG meno comuni sono iniziati da un leader a gradini che si muove verso il basso, con carica positiva, seguito da un colpo di ritorno verso l’alto che abbassa la carica positiva a terra. Questi fulmini sono solitamente associati ai temporali a supercella e alle regioni di precipitazione stratiforme dietro le linee di squall. I fulmini positivi nube-terra sono tipicamente molto luminosi (rispetto ad altri fulmini) e possono essere identificati dalla loro distinta mancanza di ramificazione vicino al suolo. Il tuono di questi fulmini è molto forte e può suonare come una serie di profondi boati sonici a bassa frequenza. Gli sprites (vedi riquadro laterale) sono di solito associati a CG positive più intense.

Il fulmine da nuvola ad aria (CA)
Si riferisce a una scarica che salta da una nuvola in aria chiara e termina bruscamente – infatti, i fulmini CG contengono fulmini CA attraverso i rami che si estendono dal canale principale a mezz’aria. Tuttavia, gli esempi più drammatici si verificano quando lunghi canali luminosi si estendono dai lati delle nuvole cumulonembi.

Lampo Terra-Nuvola (GC)
Una scarica tra nuvola e terra iniziata da un leader che si muove verso l’alto e che ha origine da un oggetto a terra. I fulmini Ground-to-Cloud – a volte chiamati fulmini in movimento verso l’alto – sono comuni su torri alte e grattacieli. I fulmini GC possono anche essere di polarità positiva o negativa. I fulmini che dimostrano ramificazioni verso l’alto sono una chiara indicazione di un flash terra-nuvola, anche se alcuni fulmini che si muovono verso l’alto sono privi di ramificazioni sotto la base della nuvola.

Luce intracloud (IC)
Questo è il tipo più comune di scarica e si riferisce a fulmini incorporati all’interno di una singola nube temporalesca, che salta tra diverse regioni di carica nella nube.

Sheet Lightning è un termine usato per descrivere le nuvole illuminate da una scarica di fulmini in cui il canale effettivo del fulmine è all’interno delle nuvole o sotto l’orizzonte (cioè non visibile all’osservatore). Sebbene sia spesso associato al fulmine IC, si tratta semplicemente di qualsiasi fulmine che è nascosto dalle nuvole o dal terreno a parte il lampo di luce che produce.

Un termine correlato, fulmine di calore, è qualsiasi fulmine o illuminazione indotta da un fulmine che è troppo lontano perché il tuono possa essere sentito. Il fulmine di calore ha preso il suo nome perché è spesso visto nelle calde notti d’estate, un periodo in cui i temporali sono comuni.

Luce da nuvola a nuvola (CC) (o fulmine intercloud)
Anche se raro, il fulmine può anche viaggiare da una nuvola all’altra (o più!). Il fulmine a ragno si riferisce a lunghi lampi orizzontali in movimento, spesso visti sul lato inferiore delle nuvole stratiformi. (Da non confondere con i fulmini intracloud all’interno di una singola nuvola).

I fulmini nel Regno Unito

Le più spettacolari manifestazioni di fulmini nel Regno Unito sono normalmente associate ad eventi di tipo “Spanish Plume”, soprattutto perché possono verificarsi durante la notte. Questi temporali tendono a produrre fulmini significativi in parte a causa delle loro alte basi nuvolose, che aumentano la quantità di acqua in forma di ghiaccio, necessaria per una forte carica elettrica. Questi temporali ad alta base nuvolosa tendono ad avere una maggiore proporzione di lampi di CI.

Sono i temporali invernali che di solito producono la maggior proporzione di lampi di CI sul Regno Unito. Le nuvole che producono fulmini sono associate ai fronti freddi attivi e occlusi, ma molti sono anche incorporati nella massa d’aria polare marittima successiva (i tipici rovesci invernali che colpiscono la metà occidentale del paese, producendo grandine soffice) e contrassegnati sulle carte sinottiche come troughs. Dato che il mare relativamente caldo è la fonte di instabilità, questi rovesci possono essere presenti durante il giorno e la notte, e produrre lampi CG poco frequenti ma molto potenti fino a ~300.000 ampere! (i fulmini tipici sono ~20kA). La ragione della loro tendenza a produrre lampi CG potenti si pensa sia dovuta alle loro cime di nuvole basse e tagliate. La carica positiva in cima a queste nuvole sovrasta la carica negativa inferiore che altrimenti schermerebbe la carica superiore dal suolo, incoraggiando un lampo diretto e potente tra la cima della nuvola e il suolo.

Sprite, getti e altri tipi di fulmini

Le sprite sono scariche elettriche che avvengono in alto sopra i temporali attivi. Gli sprites appaiono come colonne verticali rosse che si estendono fino a 60 miglia dalla cima delle nuvole e sono stati trovati in congiunzione con e/o come reazione ai fulmini +CG. Gli sprites sono per lo più rossi, debolmente illuminati (quindi visibili solo di notte), e durano solo pochi secondi rendendoli quasi invisibili ad occhio nudo e difficili da fotografare. La loro forma è stata descritta come somigliante a colonne, carote o meduse!

Getti blu emergono dalla cima della nuvola temporalesca, estendendosi in stretti coni che si aprono a ventaglio e scompaiono ad altezze di 25-35 miglia. I getti blu durano solo una frazione di secondo.

Gli elfi sono regioni incandescenti a forma di disco in rapida espansione che possono avere fino a 300 miglia di diametro. Durano meno di un millesimo di secondo e si verificano sopra aree di fulmini CG attivi. Gli scienziati credono che gli elfi risultino quando un impulso elettromagnetico energetico si estende fino alla ionosfera.

Gli Anvil Crawler sono scariche di fulmini IC simili ad alberi che si muovono orizzontalmente e che tendono ad apparire lungo il lato inferiore delle incudini dei temporali. Possono essere visti dall’occhio umano a causa della loro velocità più lenta (rispetto agli altri fulmini!). Questo tipo di fulmini (a volte indicati come “fulmini a razzo”) spesso coprono distanze molto grandi, dando luogo a spettacolari esibizioni che riempiono il cielo. I crawler a incudine sono spesso eventi ad alta quota, e tipicamente risultano in tuoni morbidi e rotolanti a causa della loro grande distanza dall’osservatore. I crawler a incudine possono verificarsi indipendentemente completamente all’interno della nuvola, o in connessione con una scarica da nuvola a terra.

Un fulmine dal blu (a volte chiamato “fulmine a incudine” o “fulmine da incudine a terra”) è un nome dato a una scarica di fulmini da nuvola a terra che colpisce lontano dal suo temporale padre. Di solito ha origine nelle regioni più alte di una nube cumulonembo, viaggiando orizzontalmente una buona distanza dal temporale prima di fare una discesa verticale verso terra. Dato che il punto di impatto finale si trova fino a 10 miglia di distanza dal temporale, questi fulmini possono verificarsi in luoghi con un cielo limpido e “blu” sopra la testa, da cui il nome. Infatti, questa è l’origine del termine che descrive qualcosa di inaspettato: ‘out of the blue’!

Bead Lightning è il nome dato alla fase di decadimento di un canale di fulmine che si raffredda dopo un colpo di ritorno e la sua luminosità si scompone in segmenti. Descrive una fase di una normale scarica di un fulmine piuttosto che un tipo di fulmine.

Il fulmine a nastro si verifica in temporali con forti venti trasversali e molti colpi di ritorno Il vento soffia ogni successivo colpo di ritorno lateralmente nel colpo di ritorno precedente causando un effetto a nastro (il movimento della macchina fotografica durante l’acquisizione di una fotografia del fulmine può anche provocare lo stesso effetto).
Il fulmine staccato è un fulmine CG che è un colpo di breve durata che spesso appare come un singolo flash molto luminoso con una notevole ramificazione.

E infine, cos’è il fulmine a palla…

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