I fulmini sono uno dei fenomeni più spettacolari e pericolosi dell'atmosfera. Ma non tutti i fulmini sono uguali! Alcune scariche sono significativamente più forti del normale, note come superbolle o super fulmini.
Distribuzione globale dei fulmini
In qualsiasi momento, sulla Terra ci sono diverse migliaia di temporali e un numero altrettanto elevato di fulmini, con una media di 50-100 scariche al secondo. Naturalmente, questi sono distribuiti in modo molto disomogeneo. Statisticamente, in un anno si verificano 1,5 scariche di fulmini per chilometro quadrato in tutta la Svizzera. I fulmini sono più frequenti lungo il Giura, ai piedi delle Alpi e soprattutto in Ticino. La frequenza è massima nel Ticino meridionale, con 3 fulmini all'anno per chilometro quadrato. Ci sono anche punti caldi globali, come in Congo e in Venezuela intorno al lago Maracaibo (temporale Catatumbo) – Qui, i fulmini colpiscono in media 233 volte all'anno!
Fig. 1: Distribuzione globale della frequenza dei fulmini in fulmini/km² annuali; Fonte: Wikipedia
Super fulmini
Come già detto, ogni secondo si verificano fino a 100 scariche di fulmini in tutto il mondo. Tuttavia, i super fulmini sono molto più rari e potenti. Solo una scarica su centomila rientra in questa categoria. Sono caratterizzati da un'energia insolitamente elevata, che può essere diverse centinaia di volte superiore a quella di una scarica di fulmini media. Questi lampi eccezionalmente potenti possono rilasciare fino a diversi miliardi di joule di energia e sono spesso accompagnati da temporali particolarmente intensi.
Tra il 1963 e il 1970, gli Stati Uniti hanno trasportato diversi satelliti nello spazio come parte del programma Vela. Dovevano essere utilizzati per il monitoraggio globale degli esperimenti nucleari, utilizzando vari sensori in diversi spettri di radiazioni – dalla luce visibile alle radiazioni gamma. Il 22 settembre 1979, si verificò il cosiddetto incidente Vela. Intorno all'1 del mattino UTC, i sensori ottici di Vela 6911 registrarono due lampi di luce in rapida successione, tipicamente causati dall'esplosione di un'arma nucleare in superficie. Tuttavia, in seguito non è stato possibile identificare o provare chiaramente tale esplosione (anche se sono rimasti alcuni sospetti). Tuttavia, è possibile che si trattasse di una causa naturale, un super flash. Questi sono fino a 100 volte più luminosi e durano fino al doppio di una scarica media.
Fig. 2: Distribuzione globale delle scariche di fulmini superiori alla media; Fonte: Journal of Geophysical Research: Atmospheres/ Efraim et al (2023), nach Holzworth et al. (2019)
Secondo uno studio del 2019, questi superflash sono particolarmente comuni in tre regioni del mondo: il Nord Atlantico, il Mediterraneo e l'Altiplano in Sud America. Anche il periodo è insolito, in quanto si verificano più frequentemente tra novembre e febbraio e principalmente sull'acqua – e non sulle masse terrestri tropicali e in estate, come si potrebbe pensare. Avichay Efraim dell'Università Ebraica di Gerusalemme ha studiato questo accumulo insolito (studio originale qui); lui e i suoi colleghi ritengono che la causa risieda nell'altezza della cosiddetta zona di ricarica.
In quest'area di una nube di tuono, le temperature sono intorno al punto di congelamento e le particelle di precipitazione esistono in varie forme e dimensioni: gocce d'acqua, cristalli di ghiaccio e grani di graupel. Portano anche cariche diverse. La dinamica in una nube di tuoni e le forti correnti ascensionali separano queste cariche – I cristalli di ghiaccio leggeri e carichi positivamente sono spinti verso l'alto, mentre le particelle negative più grandi e pesanti cadono verso il basso. Si forma così un campo elettrico che, al di sopra di una certa forza, porta ad una scarica di fulmini (tra la nuvola e la terra, ma anche all'interno e tra le nuvole).
Lo studio citato suggerisce che nel caso del super fulmine, questa zona di carica è relativamente profonda (almeno per l'Atlantico del Nord e i mesi invernali del Mediterraneo). In questo caso, la distanza da colmare attraverso l'aria e la resistenza risultante sarebbero più basse e le correnti da raggiungere più elevate. Tuttavia, questo approccio sembra coprire solo un aspetto. Altri studi su questo tema analizzano le connessioni tra il diverso contenuto di sale nell'acqua e nel suolo o il contenuto di aerosol nell'aria. Tuttavia, questo fenomeno probabilmente non è ancora stato chiarito in modo definitivo e rimane oggetto di ricerca attuale.
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