FULMINI

i fulmini

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Lavoro svolto da: Alida Costa, Sabrina Formati, Marra Arianna e Minutillo Ilaria

cosa sono i fulmini

come si generano

tipi di fulmine

danni alla salute

dove e quando cADONO PIù FREQUENTEMENTE

indice

I FULMINI A PALLA

LAGO MARACAibo

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fulmini in tempo reale

curiosità

inquinamento elettromagnetico

COSA SONO I FULMINI?

Un fulmine è una scarica elettrica che si verifica nell’atmosfera, ad alta intensità di corrente. La causa della scarica è una differenza di potenziale elettrico. La stragrande maggioranza dei fulmini si genera nelle nuvole, e in particolare in quelle temporalesche (cumulonembi).

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COME SI GENERANO I FULMINI?

Un fulmine si origina per la presenza di cariche negative nella parte più bassa di una nube temporalesca, di solito un cumulonembo, con grande sviluppo verticale; le cariche negative sono figlie dell’interazione che si instaura fra particelle di acqua e cristalli di ghiaccio. In risposta si generano al suolo delle cariche positive che preludono a una differenza di potenziale; che potrà essere compensata solo con una potente scarica elettrica. Lo scompenso elettrico che ne deriva, provoca il caratteristico tuono che, per via della minore velocità del suono rispetto alla luce, si percepisce con un po’ di ritardo. Immediatamente la temperatura dell’aria raggiunge nel punto di impatto i 15mila gradi centigradi. La lunghezza di un fulmine può, dunque, arrivare a quindici chilometri, con punte medie di due-tre chilometri.

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Il fulmine si può suddividere in due fasi ben distinte: il momento del lampo e l’onda d’urto generata nota come tuono. Il fulmine non è sempre solitario, è molto frequente si presentino casi di più scariche che si susseguono rapidamente. Queste scariche hanno tra loro intervalli di tempo generalmente dai 5 ai 500 millisecondi e tutta l’attività può durare anche 1,5 secondi. Quando l’intervallo fra due scariche successive è superiore a 50 ms esse vengono percepite dall’occhio umano così che il fenomeno luminoso si presenta intermittente. Nella scarica di un fulmine si possono identificare principalmente tre momenti: la formazione del canale di fulmine, la formazione della contro scarica ed infine lo sviluppo della scarica di ritorno. La maggior parte dei fulmini avviene tra le nuvole oppure da una nuvola al suolo.

MOMENTI DEL FULMINE

Il fulmine si può suddividere in due fasi ben distinte: il momento del lampo e l’onda d’urto generata, nota come tuono. Il fulmine non è sempre solitario, è molto frequente si presentino casi di più scariche che si susseguono rapidamente. Queste scariche hanno tra loro intervalli di tempo generalmente dai 5 ai 500 millisecondi e tutta l’attività può durare anche 1,5 secondi. Quando l’intervallo fra due scariche successive è superiore a 50 ms esse vengono percepite dall’occhio umano così che il fenomeno luminoso si presenta intermittente.

TIPI DI FULMINI

I fulmini che si originano nelle nuvole si distinguono in diverse categorie:

CHE SI TRASMETTONO DA UNA NUVOLA ALL'ALTRA

CHE SI SCARICANO AL SUOLO

SCATENATI ALL'INTERNO DI UNA NUVOLA

• 10% di tutti i fulmini
• maggiore impatto sulla salute e sulle attività umane

• grande nube a sviluppo verticale, con un appiattimento sulla sommità e una forma vagamente “a fungo”.

• sono i più facilmente osservabili

A seconda del territorio e della presenza di punte, il fulmine può essere:

DISCENDENTE

ASCENDENTE

cioè che scende dalla nuvola a terra

cioè che va dalla terra alla nuvola

seguono percorsi di aria ionizzata chiamati scariche leader o scariche pilota di solito una scarica pilota con carica negativa scende dalle nuvole e costringe una leader con carica positiva a salire dal suolo

Si creano campi elettrici così elevati da superare la rigidità dell'aria, caratterizzata da una conducibilità elettrica molto bassa

+60%

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discendenti

99%

1%

ascendenti

DANNI ALLA SALUTE

I fulmini sono la seconda causa di morte per eventi atmosferici dopo le piene improvvise e le alluvioni. Solo il 20-30% delle persone colpite da un fulmine muoiono. L’effetto della scarica elettrica è di produrre profonde bruciature nel punto in cui è passata la corrente (tipicamente nella testa, nel collo e nelle spalle).

UOMINI

DONNE

È stato appurato che negli ultimi anni però c’è stata una diminuzione dei morti a causa di fulmini.

20%

80%

La teoria sui fulmini a palla

Compaiono all'improvviso, danzano nel cielo e passano attraverso le porte e le finestre... Ma cosa sono i fulmini globulari?

Un fulmine globulare è un raro, a volte brevissimo e particolare fenomeno luminoso dell'atmosfera. Si tratta di un piccolo globo luminoso, di forma pressoché sferica e di diametro variabile, fermo o, più frequentemente, in rapido e casuale movimento. Si può avvistare sia in presenza sia in assenza di temporali. Questo fenomeno atmosferico è ancor oggi poco compreso; di tutte le manifestazioni energetiche che prendono forma nella troposfera risulta ancora una delle più misteriose, nonostante venga studiato ormai da secoli.

Le prime osservazioni

Teorie

Molte sono state le osservazioni occasionali del fenomeno. Le prime testimonianze scritte risalirebbero al 1596: gli annali raccontano che nella cattedrale di Wells, in Inghilterra, poco prima di un violento temporale, entrò dalla vetrata ovest una sfera luminosa, che in seguito esplose con un enorme boato.Nei secoli successivi si verificarono numerosi altri avvistamenti del fenomeno, registrati un po' in tutto il mondo e pressappoco con le stesse caratteristiche. Alcuni fulmini globulari risultarono anche letali, colpendo a morte degli esseri umani . I fulmini globulari ispirarono le più bizzarre credenze popolari, che li vollero legati ai fantasmi o agli UFO. Questo atteggiamento indusse alcuni scienziati a negarne l'esistenza. La tendenza a ricondurre i fulmini globulari a illusioni ottiche o allucinazioni bloccò, negli anni a venire, la ricerca intorno al fenomeno.

Sulla formazione dei fulmini globulari esistono diverse teorie, anche se, ad oggi, la più accreditata è quella formulata nel 2000 da Graham Hubler degli U.S. Naval Research Laboratory di Washington. La teoria poggia sulla ormai certa origine di una particolare combinazione di fenomeni elettrici e chimici, da cui anche il termine "fulmine": al divenire di un temporale, un comune fulmine colpirebbe il terreno, disintegrando alcuni elementi chimici come il silicio che, trasportato dal vento e ancora incandescente si mescolerebbe con l'ossigeno, dando così luogo a del plasma luminoso. Tuttavia, questa teoria non spiegherebbe fulmini globulari apparsi in giornate totalmente serene.

i fulmini a palla

Dove e quando i fulmini cadono più frequentemente?

• le regioni più colpite dai fulmini sono quelle tropicali e subtropicali. Risulta inoltre evidente che i fulmini cadono più spesso sulla terraferma che sui mari. Ciò è dovuto al diverso influsso della radiazione sulla terraferma rispetto agli oceani. Durante la stagione calda la terraferma si scalda molto di più dei mari. I processi convettivi che possono portare alla formazione di temporali (condensazione di vapore acqueo e formazione di nuvole generata dalle masse di aria ascendenti) sono pertanto molto più presenti sulla terraferma.Questo effetto spiega anche perché il numero di fulmini è molto più elevato sull’emisfero nord: qui la terraferma è più estesa che sull’emisfero sud.

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Grafico in media dei fulmini caduti durante il 2018

Le regioni al mondo con più fulmini

Da uno studio sui fulmini ad elevata risoluzione, è emerso che l’Africa è il continente maggiormente toccato dai fulmini. Su scala regionale l’analisi ha mostrato che la regione con il maggior numero di fulmini non è, come a lungo presupposto, il bacino orientale del Congo, in Africa, bensì il Lago di Maracaibo, in Venezuela. Anche se i dati più recenti utilizzati in questo studio risalgono al 2013, i risultati sono tuttora validi. Nonostante il riscaldamento globale della Terra, la distribuzione delle regioni della Terra maggiormente colpite dai fulmini non è cambiata in modo significativo.

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Le regioni maggiormente colpite dai fulmini sono situate tra l’Equatore e il 38° parallelo di latitudine settentrionale e meridionale. Durante la missione del satellite TRMM, per un periodo di 17 anni si è misurata la frequenza dei fulmini in queste regioni con il cosiddetto strumento LIS (Lightning Imaging Sensor). Questi dati sono stati utilizzati in diversi studi scientifici per elaborare un’ampia climatologia dei fulmini.

IL LAGO MARACAIBO

In Sudamerica ci sono cinque regioni con una forte densità di fulmini. Esse sono distribuite tra la Colombia e il Venezuela. Con 233 fulmini per anno e chilometro quadrato, il Lago di Maracaibo è la regione al mondo con più fulmini. Sul Lago di Maracaibo in Venezuela, il più grande mare interno (lago-estuario) del Sudamerica, le notti offrono un eccezionale spettacolo naturale: durante fino a 260 notti all’anno i fulmini dei temporali illuminano l’oscurità tropicale, soprattutto attorno alla foce del Río Catatumbo. Qui si rilevano fino a 60 fulmini al minuto o complessivamente circa 1 176 000 fulmini all’anno, questo fenomeno è addirittura iscritto nel libro del Guinness dei primati. Di notte i fulmini sono talmente frequenti, che nel periodo coloniale questa regione era utilizzata come faro dalla gente di mare dei Caraibi. Il fenomeno – denominato in spagnolo “Relámpago del Catatumbo” – è stato per anni avvolto dal mistero ed sono sorte diverse teorie sull’inusuale attività di fulminazione.

IL LAGO MARACAIBO

In realtà la ragione è relativamente semplice: il Lago di Maracaibo è situato tra due catene montuose del massiccio delle Ande. Poiché le sue acque hanno una temperatura superficiale media di 30 °C, di giorno evaporano grandi quantitativi di vapore acqueo. Anche il Mare dei Caraibi, situato più a nord, apporta ulteriore umidità. Di notte l’aria sulle vicine alture delle Ande si raffredda rapidamente e sopra le due catene montuose a est e a sud si sviluppano venti che si incrociano sopra il lago caldo. Insieme alla presenza di strati di aria umida e instabile, questa spiccata convergenza di venti funge da ulteriore innesco per il processo di sollevamento che porta alla formazione di temporali. Nel corso della sera e durante la notte sopra il Lago di Maracaibo e nei dintorni si formano così regolarmente celle temporalesche a forte sviluppo verticale.

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FULMINI IN TEMPO REALE

5 COSE CHE FORSE NON SAPETE SUI FULMINI

In caso di fulmini, l’auto costituisce un riparo valido. La protezione non viene dalla gomma delle ruote ma dalla carrozzeria in metallo, che funziona come una gabbia di Faraday: conduce l’elettricità in superficie, senza farla entrare nell’abitacolo.

Mentre togliete una maglia sintetica a volte sentite una scossa, perché vi siete caricati di elettricità. Lo stesso vale per le nuvole: lo sfregamento di miliardi di gocce d’acqua ghiacciata le carica di elettroni, che poi si scaricano a terra o su un’altra nube, generando un fulmine.

Quando un fulmine colpisce un terreno sabbioso, il calore scioglie la sabbia, formando ammassi vetrosi detti folgoriti. Lo studio di queste formazioni trovate nel Sahara ha permesso di ricostruirne il clima di 15 mila anni fa, scoprendo che il deserto era ricco di piante e arbusti.

I fulmini non sono sempre bianchi. Con forti piogge in corso sono rossastri, azzurri quando c’è grandine e tendono al giallo se c’è polvere sollevata dal vento. Se sono bianchi, indicano scarsa umidità dell’aria e quindi maggior pericolo di incendi.

Ogni giorno cadono al suolo circa 6 milioni di fulmini, ma la possibilità di venire colpiti è piuttosto bassa: 1 su 250 milioni. Cosa che rende ancora più unico il record di Roy Sullivan, ranger americano, che tra il 1942 e il 1977 è stato folgorato per ben sette volte.

L'INQUINAMENTO ELETTROMAGNETICO

L'inquinamento elettromagnetico, o elettrosmog definisce la generazione di campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici artificiali prodotti dalle tecnologie utilizzate dall’uomo che interferiscono con il fondo elettromagnetico naturale della Terra.Le principali fonti di tali campi sono costituite dagli impianti radio e TV, dagli impianti di telefonia mobile e dagli elettrodotti, ma un apporto non trascurabile, in ambito domestico, è costituito anche dagli elettrodomestici e da tutti gli apparecchi alimentati a corrente elettrica, cellulari compresi.

Ad oggi, non possiamo parlare di danni, ma solamente di effetti biologici siano essi positivi o negativi, generati dai campi elettromagnetici. Un effetto biologico è, semplicemente, la risposta dell’organismo a uno stimolo indotto e, quando negativo, può provocare danni reversibili o irreversibili.

Inquinamento elettromagnetico a basse ed alte frequenze

Smartphone, televisori, computer, antenne…le onde elettromagnetiche sono generate da ogni tipo di apparecchiatura che utilizzi energia elettrica. Queste onde possono avere una frequenza che varia da pochi a centinaia di miliardi di Hertz (l’unità di misura della frequenza: 1Hz equivale a una oscillazione al secondo). In base alla frequenza si distingue tra:

• Inquinamento elettromagnetico generato da campi a bassa frequenza (0 Hz – 10 kHz), nel quale rientrano i campi generati dagli elettrodotti che emettono campi elettromagnetici a 50 Hz.
• Inquinamento elettromagnetico generato da campi ad alta frequenza (10 kHz – 300 GHz) nel quale rientrano i campi originati dagli impianti radio-TV e di telefonia mobile.

A COSA COMPORTA L'INQUINAMENTO ELETTROMAGNETICO?

Il cambiamento climatico aumenterà il rischio di incendi causati da fulmini

Uno studio pubblicato su Nature Communications ci dice che i fulmini a corrente continua prolungata, cioè più pericolosi dal punto di vista degli incendi, aumenteranno del 41% da qui al 2090 a causa del cambiamento climatico.

I ricercatori stimano che nel 2090 la frequenza dei fulmini aumenterà in generale del 43% rispetto al passato, e che quella dei fulmini a corrente continua prolungata aumenterà del 41%. Questo prevedono che porterà ad un aumentato rischio di incendi in varie zone del nostro pianeta, fra cui anche l'Europa. Secondo le loro stime, a risentire del fenomeno saranno in particolare alcune zone del Nord America e il bacino del Mediterraneo.

La spiegazione scientifica dietro questa relazione di causa effetto è che la quantità di vapore acqueo nell’atmosfera – il “carburante dei temporali” – cresce in maniera esponenziale man mano che l’aria diventa più calda. E il problema potrebbe rivelarsi un serpente che si morde la coda

Gli effetti sulla salute

Alcuni studi hanno dimostrato che un’eccessiva esposizione alle radiazioni elettromagnetiche può causare un surriscaldamento dei tessuti. Le radiazioni molto intense a bassa frequenza possono provocare impulsi nervosi e contrazioni muscolari involontarie di certi organi come cuore, polmoni, occhi e pelle. Altri studi hanno evidenziato dei danni alle capacità di apprendimento degli animali e di crescita delle piante esposti all’elettrosmog. I molluschi, per esempio, assorbono con i loro indicatori di direzione le onde prodotte dai campi magnetici, anche gli uccelli si è notato che vengono confusi da campi esterni durante il volo in stormi. Da esperimenti effettuati sui piccoli nati da maiali esposti a dei campi di 60 Hz prima del parto, è emersa un’incidenza di malformazioni maggiore del normale. Tornando agli effetti sulla salute umana, non c’è ancora nessuna evidenza scientifica sulla nocività e gli studi epidemiologici e sperimentali condotti finora non hanno mostrato associazioni significative tra l’esposizione a campi magnetici e un’aumentata insorgenza di cancro in bambini e adulti.

Come contribuire a diminuire l'elettrosmog:

1. Spegnere i cellulari di notte.
2. Staccare le prese di corrente quando non si utilizzano gli apparecchi ad esse collegate.
3. Spegnere televisori e computer quando non si usano.
4. Usare gli auricolari per le telefonate.
5. Evitate di andare ad abitare vicino a linee elettriche ad alta tensione o ripetitori delle onde radio-TV.
6. Spegnere il wi-fi in casa di notte e posizionare la sua antenna a 2,5 metri di altezza.
7. Acquistate sempre apparecchi elettrici a norma e riducete al minimo i tempi di esposizione.

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