1379398021_lightning-wallpaper

يحدث كثيراً أن نجلس قرب النافذة مذهولين نتأمل البرق في الليالي الماطرة، سائلين أنفسنا "كيف يتكون البرق؟" وفي هذا المقال ستفاجئكم الحقيقة كما يفعل الرعد بعد التأمل. إن الوميض شديد الإضاءة الذي نراه هو تيار كهربائي متجه من الأرض إلى الغيوم وليس العكس. فكيف يحدث ذلك؟ وما هو البرق وما هو الرعد؟
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<h2>كيف يحصل الرعد والبرق؟</h2>
بعد تبخرّ المياه من على سطح الكرة الأرضية، يحدث ما يسمّى بالتكثف، حيث أن بخار المياه يمر عملية تبريد تدريجيّة وذلك بسبب العلاقة العكسية بين الإرتفاع ودرجات الحرارة.

ومع انخفاض درجة حرارة البخار، تتراجع الجزيئات عن حركتها العشوائية وتبدأ بالإستقرار، مما يمنحها ذالك الشكل التّكتُّلي الذي نسميه نحن بالغيوم. ولكن الطبيعة لا تحب الهدوء، فالرياح الهائجة وضغط الهواء المتقلب في المستويات المرتفعة تحول بيئة الغيوم الساكنة إلى بيئة أكثر إضطرابا.

وجود هذه الإضطرابات خلال عملية التبخر والتكثف يمهد لحدوث ظاهرة أخرى وهي تأيُّن الهواء الذي يُكوّن الغيوم، أي أن الجسيمات موجبة الشحنة "البروتونات" تنفصل عن الجزيئات سالبة الشحنة "الإلكترونات". بعد خسارتها مقداراً كافيا من الطاقة الحرارية، تبدأ جزيئات المياه والجليد الناعم التي تكونت نتيجة لتكثف البخار بالسقوط وتحتك خلال سقوطها مع جزيئات الهواء، ونتيجة لذلك الاحتكاك تتكون لدينا شحنات سالبة.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
تبدأ الالكترونات بالنزول إلى أسفل الغيمة وتتوزع في قاعدتها، بينما تتجمع البروتونات في أعلى الغيمة. تصنع عملية التأيُّن هذه حقلاً كهربائياً داخل الغيمة نفسها، وآخر بين الغيمة والكرة الأرضية، حيث أن البروتونات الموجودة في الأجسام على سطح الكره الأرضية تبدأ بالصعود عن طريق الأجسام المرتفعة عادة، باحثةً عن الإلكترونات في أسفل الغيمة.

في هذه الأثناء، تبدأ الإلكترونات بشق طريقها نحو الكرة الأرضية منجذبةً إلى الشحنات المعاكسة، ويظهر ذلك على شكل تيارٍ كهربائي متفرع ومنخفض الوميض يميل لونه إلى البنفسجي ويسمى بالمرشد الخطيّ.

من الجهة الأخرى تتحفز الشحنات الموجبة الموجودة على سطح الكرة الأرضية وتبدأ بالصعود إلى أعلى، ويسمى هذا بالشريط المتحور الموجب. وفي لحظة إلتقاء المرشد والشريط تتكون قناة بين الأرض وبين الغيمة المشحونة، وكون الأرض مصدراً للشحنات يتيح التفريغ بتيارات كهربائية كبيرة جداً.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
عند توصيل القناة ينطلق من الأرض تيار شديد الإضاءة اخذاً أحد مسارات المرشد الخطيّ، وهو ناتج عن تدفق الشحنات بالاتجاه المعاكس، وهذا هو ما نسميه ب"صاعقة البرق". أي أن جواب "ما هو البرق" هو تدفق شحنات كهربائية من الأرض نحو الغيوم.

<a href="http://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/how_lightning_works560-300x225-1.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-42961" src="http://ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/how_lightning_works560-300x225-1.jpg" alt="" width="300" height="225" /></a>

المذهل في الأمر أن عمليتي الشحن والتفريغ تحدثان في غضون أقل من ثانية واحدة، وحدوثها بتلك السرعة هو ما يسبب الرعد. فعند حدوث عملية التفريغ بين الكرة الأرضية والغيوم، يتسبب التيار الكهربائي الهائل بتسخين الهواء من حوله إلى درجات حرارة تصل إلى 3000 درجة مئوية، ونتيجة لذلك يتمدد الهواء، وعند اختفاء التيار يعود الهواء ليتقلص بسرعة شديدة وبعنف، وهكذا يصدر الصوت المفزع الذي نسمعه، وهذا هو جواب سؤال ما هو الرعد.

يظن الكثيرون أن البرق يستهدف الأجسام المرتفعة، ولكن ذالك ليس صحيحاً. فمن الصعب معرفة المسلك الذي سيتخذه المرشد الخطّي عند نزوله إلى الأرض، مما يأكد خطورة البرق وضرورة الاحتماء منه.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
يساعدنا الرعد في معرفة بُعد العاصفة عنّا لكي نسارع في إيجاد مخبأ، حيث أن الرعد من عاصفة تبعد عنّا كيلومترا واحدا يصل إلينا خلال ثلاث ثوانٍ. فإذا بدأت بالعدّ ولم تصل إلى الثانية الثالثة، إعلم أنك لست في أفضل مكان!

<hr />

<ul>
 	<li>الترجمة: بشار زحالقه.</li>
 	<li>التدقيق: أسامة القزقي.</li>
</ul>
<a href="https://science.howstuffworks.com/nature/natural-disasters/lightning.htm">المصدر1</a> / <a href="https://www.canada.ca/en/environment-climate-change/services/lightning/science/how-lightning-works.html" target="_blank" rel="noopener noreferrer">المصدر2</a>

ما هو البرق وكيف ينتج صوت الرعد؟

coal-power-plant-in-the-city

مجرّدَ التفكيرِ بهذا السؤال يبعثُ الرهبةَ في عقولنا، فعلى الرغم من كوننا على دراية بخطورة الاحتباس الحراري منذُ زمن طويل نسبيًّا، لكنّ الحكومات لم تنتهِج السياسات الواقية إلا حديثًا، حتّى الشركات التي تزوّدنا بالطاقة، ما زالت إلى الآن تبحثُ عن مصادر أُخرى للوقود.

تُرى هل سيصمد كوكبنا العزيز أمام هذه الكارثة؟
<h3>كيف يحدث الاحتباس الحراري؟</h3>
&nbsp;
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
عند حرق الوقود الأحفوري ينبعث ثاني أكسيد الكربون وغازات أخرى في الجوّ.

تتراكم هذه الغازات في الغلاف الجوّي، وتسمى بغازات الدفيئة (greenhouse gas)، ذلك لأنها تمتص أشعة الشمس المرتدة عن السطح، مانعةً إياها من الخروج من الغلاف الجوي؛ فيترجم المناخ تلك الأشعّة إلى حرارة، وبذلكَ يصبح صيفنا أكثرَ حرارةً من ذي قبل.

إذا استمرينا بحرقِ الوقود الأحفوريّ، ستتراكم غازات الدفيئة في الغلاف الجوي أكثر وأكثر، مما يعني استيعاب كميّة أكبر من هذه الأشعة، والسماح لكوكبنا بامتصاص حرارةً أكثر.

تمتصُّ اليابسة والمحيطات حاليًّا الكثير من مخلفات حرق الوقود الأحفوري.

لكن في إحدى الدراسات الجديدة، تمّ بحث تأثير حرق 5000 جيجا طن، وهو المخزون المقدّر من الأحفوريات على الطبيعة، وقد توصل الباحثون إلى نتائجَ مخيفة جدًّا.

يتوقع الباحثون أن تبقى الأرض قادرة على امتصاص الكربون حتى عام 2100 تقريبًا، لكن عندَ هذه النقطة ستكون الأرض مشبَّعة بغاز ثاني أكسيد الكربون، ولن تستطيع امتصاص المزيد.

أما المحيطات ستقلّ قدرتها على استيعاب الانبعاثات، مما سيدفع بأغلب هذه الانبعاثات إلى الجو.

&nbsp;
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
كما أنّ درجات الحرارة شديدةِ الارتفاع؛ ستحدّ من نمو النباتات في المناطق الاستوائية.

وفي حلول عام 2300 يتوقّع العلماء أن يكون الارتفاع في درجات الحرارة ما بين 6.4 إلى 9.5 درجات، وما بين 15 إلى 20 درجة في القطب الشمالي.

إضافةً إلى ذلك، سيحدث تغيير ملحوظ في معدّل هطول الأمطار، حيث أنّ هطولها سيزداد بأضعاف في مناطق معينة.

دراسات أخرى تقترح أن الاحتباس الحراري الناتج عن حرق المخزون الأحفوري بأكمله سيتسبب بإذابة الجليد بكاملهِ في القارة القطبية الجنوبية (Antarctica)، بالتالي سيزداد ارتفاع سطح البحر حوالي 200 قدم، أي إغراق معظم المدن الرئيسية في العالم.

&nbsp;
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
<div class="custom-ads-5-6"></div>
بينما تتحدّث الحكومات حولَ إبقاء الاحتباس الحراري أقلّ من درجتين مئويّتين، تواصل شركات الطاقة البحث عن أماكن ومصادر أخرى لاستخراج الهيدروكربونات (hydrocarbons).

في هذه المرحلة، ليسَ من الواضح أبدًا أيّ مستقبل ينتظرنا. لكن على أي حال، لا داعي للهلع الآن، فتأثير الاحتباس الحراري لن يبدأ بليلة واحدة.

ولحسن حظّنا، إنّ إنتاج الطاقة بواسطة المصادر المتجددة مثل الرياح، الماء، وأشعة الشمس تتطوّر بشكل جيّد.

<hr />

ترجمة: بشار زحالقة
تدقيق: لؤي حاج يوسف
تحرير: ياسمين عمر

<span style="color: #0000ff;"><a style="color: #0000ff;" href="http://www.popsci.com/burning-all-fossil-fuels-could-raise-sea-levels-by-200-feet#page-2" target="_blank">المصدر الأول</a></span>
<span style="color: #0000ff;"> <a style="color: #0000ff;" href="https://arstechnica.com/science/2016/05/what-happens-if-we-burn-all-the-fossil-fuels/" target="_blank">المصدر الثاني</a></span>

بشار زحالقه

الأعمال

ما هو البرق وكيف ينتج صوت الرعد؟

ماذا سيحدث للأرض لو استهلكنا جميع مصادر الوقود الأحفوري؟