Şimşeklerin oluşumu, karmaşık bir dizi olayların sonucudur ve bu durum, Fizik ve Kimya’nın ne kadar iç içe geçmiş olduğunu gösterir. Peki ama bu güzel ve bazen de korkutucu olan şimşekler nasıl oluşur? Hadi gelin, bu sorunun yanıtını adım adım inceleyerek verelim.
Şimşekler Nasıl Oluşur?
TDK’ya göre şimşek, “Bir bulutun tabanı ile yer arasında, iki bulut arasında veya bir bulut içinde elektrik boşalırken oluşan kırık çizgi biçimindeki geçici ışık, balkır, çakım, çakın, yalabık, yıldırak” demektir.
Peki, şimşek ile yıldırım arasındaki fark nedir? Aslında, “şimşek” ve “yıldırım” terimleri genellikle birbirlerinin yerine kullanılabilir, ancak teknik olarak farklılıkları da bulunmaktadır.
“Şimşek”, bir fırtına bulutunda oluşan ve genellikle çıplak gözle görülebilen elektrik deşarjının genel adıdır. Bu deşarjlar bulutlar arasında, bulut içinde veya buluttan yere kadar olabilir. Yani şimşek, genellikle bir fırtına sırasında gökyüzünde görülen parlak ışık çizgisidir.
“Yıldırım” ise, daha spesifik olarak, şimşeğin yerle bulut arasında gerçekleşen bir türüdür. Özetle diyebiliriz ki, yıldırım, şimşeğin özel bir çeşididir. Yani, genellikle bir fırtına sırasında yeryüzüne düşen ve bazen ağaçları, binaları veya diğer yapıları vurabilen şimşeklerdir.
Sonuç olarak, tüm yıldırımlar şimşeklerdir, ama tüm şimşekler yıldırım değildir! Yıldırımlar, daha spesifik bir türdür ve doğrudan yeryüzüne düşerler. Şimşekler ise genel bir terimdir ve bulutlar arasında, bulut içinde veya buluttan yere kadar olan elektrik deşarjlarını içerir.
Atmosferde gerçekleşen bir tür elektriksel deşarj süreci olan şimşek, genel hatlarıyla aşağıdaki aşamalardan oluşur:
- Bulutların Oluşumu ve Yükleme
- Şimşeğin Oluşumu
- Gök Gürültüsü
Bulutların Oluşumu ve Yükleme
Şimşeklerin oluşumunun temelinde, yüklü parçacıkların biriktiği fırtına bulutları yer alır. Sıcak hava yükselirken ve içerisindeki su buharı yoğunlaşırken bu bulutlar oluşur. Bu bulutlar daha da yükseldikçe içlerindeki su damlacıkları donarak buz kristallerine dönüşür.
Bulut içinde oluşan bu buz parçacıkları ile henüz buzlaşmamış su damlacıkları sürekli hareket edip birbirleriyle çarpışır. Bu durumun nihai sonucu olarak, bulutun alt kısmında negatif yükler birikirken üst kısmında ise pozitif yüklerin birikmeye başlar.
Peki hangi bulutlarda şimşek oluşur? Öyle her gördüğümüz bulutta şimşek oluşmaz, değil mi? Evet, her bulutta şimşek oluşmaz. Şimşekler genellikle kümülonimbus bulutlarında oluşur ve bu özellikleri nedeniyle fırtına bulutları olarak da bilinir.
Yükseklikleri genellikle birkaç kilometreden 20 kilometreye kadar uzanabilen bu bulutlar, sahip oldukları büyüklük ve yükseklik sayesinde, içindeki hava akımlarının su damlacıklarını ve buz kristallerini aşağı ve yukarı taşımasını ve birbirleriyle çarpışmalarını sağlar. Bu çarpışmalar sonucunda elektrik yükleri ayrılır ve bu da sonunda bir şimşeğin oluşmasına yol açar.
Bu tür bulutlar genellikle sıcak ve nemli hava koşullarında oluşur ve genellikle şiddetli hava olaylarına, yıldırımlara, gök gürültülerine, dolu ve hatta tornadolara neden olabilirler. Bu nedenle, bu tür bulutları gördüğünüzde, fırtına yaklaşıyor diyebilirsiniz!
Şimşeğin Oluşumu
Yükler arasında oluşan ayrım, bir noktada o kadar büyük bir gerilim oluşturur ki, hava kırılır ve bir elektrik akımı oluşur. İşte tam da bu noktada gördüğümüz ve “şimşek” dediğimiz ortaya çıkar.
Elektrik akımı, genellikle negatif yüklü bulut tabanından pozitif yüklü yere doğru ilerler. Ancak bazen bulutlar arasında veya bulutun içinde de şimşekler oluşabilir.
Gök Gürültüsü
Şimşek aynı zamanda o çok korktuğumuz gök gürültüsünün de kaynağıdır. Şimşek, çevresindeki havayı saniyeler içinde yaklaşık 30,000°C’ye kadar ısıtarak hızla genişletir ve ardından hızla daraltır. Bu hızlı genişleme ve daralma, ışıktan sonra duyduğumuz gök gürültüsünü oluşturan şok dalgalarını yaratır.
Bir şimşeğin tüm bu süreci sadece birkaç milisaniye içinde gerçekleşir. Evet, doğru okudunuz, bir şimşek çakması ve gök gürültüsünün oluşması için gereken süre, bir göz kırpmanın onda biri kadar kısadır!