Che colpo di fulmine
Una videocamera da 40.000 fotogrammi al secondo ha catturato il momento esatto in cui un parafulmine emette una scarica positiva verso l’alto prima che il fulmine lo colpisca. L’istantanea, finita sulla copertina di dicembre della rivista Geophysical Research Letters (che ha pubblicato lo studio), è stata ripresa dal fisico Marcelo Saba, ricercatore presso l’Istituto nazionale di ricerca spaziale del Brasile (Inpe - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais), insieme al dottorando Diego Rhamon.
«L’immagine è stata catturata una sera d’estate a São José dos Campos mentre un fulmine caricato negativamente si stava avvicinando al suolo a 370 km al secondo - ha dichiarato Saba, primo autore dell’articolo - Quando era a poche decine di metri dal livello del suolo, parafulmini e oggetti alti sulle cime degli edifici vicini hanno prodotto scariche positive verso l’alto per connettersi al colpo verso il basso. L’immagine finale è stata ottenuta 25 millesimi di secondo prima che il fulmine colpisse uno degli edifici».
I fulmini, che possono essere lunghi fino a 100 km e raggiungono i 33.000 °C, circa 5 volte la temperatura presente sulla superficie del sole, vengono classificati come negativi o positivi a seconda della carica che trasferiscono al suolo. In media, si legge nella nota diffusa dalla São Paulo Research Foundation (Fapesp) che ha sovvenzionato la ricerca, solo il 20% dei fulmini comporta uno scambio di scariche elettriche tra le nuvole e il suolo, mentre il restante 80% si verifica al loro interno.
«Tenete presente che le nuvole temporalesche sono strutture enormi – ha aggiunto Saba – La parte inferiore si trova a 2-3 km dal suolo, la parte superiore può raggiungere i 20 km di altitudine e il diametro può essere compreso tra 10 e 20 km».
Durante l’osservazione sono stati registrati 31 “leader” positivi di connessione vero l’alto, un numero che lo studio definisce “un totale sbalorditivo”. Questi si caratterizzano per propagarsi in modo quasi rettilineo e non ramificato, e presentano un’estremità luminosa in modo uniforme che i ricercatori assimilano alla corona di un pennello.
Le immagini ad alta velocità e ad alta risoluzione hanno inoltre permesso uno dei rari avvistamenti dei cosiddetti “steli spaziali” (space stems), luminose formazioni di plasma distaccate dal canale principale del fulmine che svolgono un ruolo chiave nella propagazione ramificata a “gradini” della scarica elettrica. Dal momento che gli space stems sono presenti solo nei canali di segno negativo, i ricercatori si chiedono se queste formazioni siano la causa principale dell’asimmetria di polarità tra leader positivi e negativi o siano semplicemente un altro sintomo.
Il parafulmine è stato messo a punto intorno alla metà del 1700 dallo scienziato, tipografo e diplomatico Benjamin Franklin, uno dei padri fondatori degli Stati Uniti d’America. Franklin era una persona curiosa: studiava i tornado inseguendoli a cavallo e, per dimostrare la relazione tra fulmini ed elettricità, attraversò una tempesta munito di un aquilone con agganciata una chiave di metallo.
A gennaio di quest’anno sono stati presentati i risultati dell’esperimento condotto sulle Alpi svizzere (il primo nel suo genere) e risultati pubblicato sulla rivista Nature Photonics, che ha utilizzato l’emissione di impulsi laser contro le nuvole temporalesche per deviare le scariche. Funziona secondo il principio per cui l’impulso laser ionizza le molecole d’aria, creando dei canali ad alta conducibilità elettrica che funzionano come corsie preferenziali per i fulmini.
Al momento una delle maggiori preoccupazioni nell’impiego di questa tecnologia riguarda le possibili interferenze dannose con il traffico aereo, inclusa la possibilità di danneggiare gli occhi del pilota.
