أظهرت دراسة حديثة أن صواعق البرق الفائقة تصيب بشكل أكبر كلما اقتربت منطقة الشحن الكهربائي للسحابة العاصفة من سطح الأرض أو المحيط.
وهذه الظروف هي المسؤولة عن “النقاط الساخنة” للصواعق الفائقة فوق بعض المحيطات والجبال الشاهقة.
الصاعقة الفائقة تشكل أقل من 1% من إجمالي الصواعق، ولكنها تتميز بقوتها الهائلة عندما تضرب. ويقول العلماء إن معدل الفولتية في ضربة الصاعقة العادية يبلغ حوالي 300 مليون فولت، في حين أن الصواعق الفائقة تكون أقوى بمرة 1000 وتمكن من تسبب أضرار كبيرة للبنية التحتية والسفن.
أفيخاي إفرايم، عالم الفيزياء في الجامعة العبرية في القدس والمؤلف الرئيسي للدراسة، أوضح: “رغم أن الصواعق الفائقة نسبياً نادرة في البرق العام، إلا أنها ظاهرة مذهلة”.
تشير التقارير إلى أن الصواعق الفائقة تتجمع بشكل أكبر فوق مناطق محددة مثل شمال شرق المحيط الأطلسي والبحر الأبيض المتوسط ومنطقة ألتيبلانو في بيرو وبوليفيا، والتي تُعد واحدة من أعلى الهضاب على وجه الأرض.
إفرايم يضيف: “أردنا فهم ما يُحفز تكوين هذه الصواعق القوية في بعض المناطق أكثر من غيرها”.
هذه الدراسة الجديدة تقدم تفسيرًا أوليًا لتكوين وتوزيع الصواعق الفائقة فوق اليابسة والبحر في جميع أنحاء العالم.
عادةً ما تصل ارتفاعات السحب العاصفة إلى ما بين 12 و18 كيلومترًا (7.5 إلى 11 ميلاً) وتغطي نطاقًا واسعًا من درجات الحرارة. ولكن لتكوين البرق، يجب أن تمتد السحب على طول خط حيث تصل درجة حرارة الهواء إلى 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت).
فوق خط التجمد، في الأجزاء العليا للسحب، يحدث تفريغ كهربائي وتشكل “منطقة الشحن” للبرق.
إفرايم يتساءل عما إذا كان تغيير ارتفاع خط التجمد وبالتالي منطقة الشحن يمكن أن يؤثر على قدرة العاصفة على إنتاج صواعق قوية.
درست الأبحاث السابقة مدى تأثير رذاذ البحر أو انبعاثات الممرات الملاحية أو ملوحة المحيط أو حتى غبار الصحراء على قوة الصواعق الفائقة. ولكن كانت هذه الدراسات محصورة في المناطق المائية الإقليمية ولا يمكن أن تفسر سوى جزء صغير من توزيع الصواعق الفائقة على الصعيدين الإقليمي والعالمي.
لفهم أسباب تجمع الصواعق الفائقة في مناطق معينة، احتاج إفرايم وفريقه إلى معرفة توقيت وموقع وطاقة الصواعق الفائقة المحددة، والتي جمعوها باستخدام أجهزة الكشف عن الموجات الراديوية.
استفادوا من بيانات البرق هذه لاستخراج معلومات أساسية عن بيئات العواصف، بما في ذلك ارتفاع سطح الأرض والماء، وارتفاع منطقة الشحن، ودرجات الحرارة في الأجزاء العليا والقاعدية للسحب، وتركيز الهباء الجوي. ثم قاموا ببحث العلاقات بين هذه العوامل وقوة الصواعق الفائقة، ووصلوا إلى تفاهمات حول أسباب تكوين الصواعق القوية.
اكتشف العلماء أنه على عكس الأبحاث السابقة، لا يكون للهباء الجوي تأثير كبير على قوة الصواعق الفائقة. بدلاً من ذلك، اتضح أن المسافة القريبة بين منطقة الشحن وسطح الأرض أو الماء تزيد من نشاط البرق بشكل ملحوظ.
وتسمح العواصف القريبة من السطح بتكوين مسامير ذات طاقة أعلى، لأن المسافة الأقصر عمومًا تعني مقاومة كهربائية أقل وبالتالي تيارا أعلى. والتيار الأعلى يعني صواعق أقوى.
والمناطق الثلاث التي تشهد أكبر عدد من الصواعق الفائقة – شمال شرق المحيط الأطلسي، والبحر الأبيض المتوسط، وجبال ألتيبلانو – تشترك جميعها في شيء واحد: فجوات قصيرة بين مناطق الشحن البرقي والأسطح.
وقال إفرايم: “الارتباط الذي رأيناه كان واضحا وكبيرا للغاية، وكان من المثير للغاية أن نرى حدوثه في المناطق الثلاث. هذا إنجاز كبير بالنسبة لنا”.
وأشار إفرايم إلى أن معرفة أن المسافة القصيرة بين السطح ومنطقة شحن السحابة تؤدي إلى المزيد من الصواعق الفائقة، سيساعد العلماء على تحديد كيفية تأثير التغيرات في المناخ على حدوث البرق الفائق في المستقبل. وأضاف أن درجات الحرارة الأكثر دفئا يمكن أن تسبب زيادة في البرق الأضعف، لكن زيادة الرطوبة في الغلاف الجوي يمكن أن تبطل ذلك. ولا توجد إجابة محددة حتى الآن.
ويخطط الفريق لاستكشاف عوامل أخرى يمكن أن تساهم في تكوين الصاعقة الفائقة، مثل المجال المغناطيسي أو التغيرات في الدورة الشمسية.
