Fırtına, şimşek ve gök gürültüsü oluşturabilecek türbülanslı hava oluşumlarının bir türüdür. Fırtınalara genellikle çok kuvvetli rüzgarlar, şiddetli yağmur ve bazen dolu veya kar eşlik eder. Bir gök gürültülü fırtına, tek bir kümülonimbus bulutundan kaynaklanabilir veya süper hücreler olarak bilinen birkaç dönen fırtına içerebilir. Fırtınalar, atmosferdeki sıcak, nemli havanın hızla yükselmesiyle oluşur. Fırtınalar, sıcak, nemli hava kütlelerinin ve ön bölgelerin içinde, eşit olmayan yüzey ısıtma bölgelerinde gelişme eğilimindedir. Bir fırtınanın mesafesi genellikle şimşek anından gök gürültüsünün duyulduğu ana kadar geçen saniyelerin sayılmasıyla belirlenir.
Bulut oluşumu
Güneşin radyasyonu Dünya’nın kabuğunu ısıttığında fırtına bulutları oluşur ve sıcak havanın Dünya atmosferine yükselmesine neden olur. Sıcak hava yükseldikçe soğur ve su damlacıkları halinde yoğunlaşır ve büyük miktarlarda gizli ısı açığa çıkarır. Bu, bulutun içindeki yükselen havayı çevreleyen havadan daha sıcak tutar. Yükselen daha sıcak hava, kararsız atmosferde büyümeye devam eden bulutu iter. Zamanla, bulut geniş bir dikey genişleme gösterebilir ve birkaç dakika içinde 12 km’den (40.000 ft.) fazla uzayabilen devasa bir kümülonimbus bulutuna dönüşebilir ve birkaç km çapında olabilir.
Fırtınadaki aşamalar
Tipik olarak tüm orajlar üç farklı gelişme aşamasından geçer; gelişen bir aşama, olgun bir aşama ve bir dağılma aşaması. Gelişme aşamasında, atmosfere sıcak nem kütleleri yükselir; nem hızla soğur ve damlacıklar halinde yoğunlaşır, gizli ısıyı serbest bırakır ve gökyüzünde kümülüs bulutları olarak görünür. Olgun evrede ısınan hava, yatay olarak taşındığı tropopoza ulaşana kadar yükselmeye devam eder ve örs şeklini alır. Olgun evrede, yukarı ve aşağı hava akımları en büyük güçlerine bulutun orta kısmında ulaşır ve yüzeyde yağmur, şimşek ve fırtına cephesi oluşturur. Dağılma aşaması, olgun aşamadan 15-30 dakika sonra yukarı hava akımları zayıfladığında meydana gelir.
Şimşek ve gök gürültüsü
Zıt elektrik yükleri bir elektrik kıvılcımı ürettiğinde, bir fırtına içinde yıldırım üretilir. Yıldırım bir bulutun içinde, bir buluttan diğerine veya bir buluttan yere doğru olabilir. Yıldırım çarpması, içinden geçtiği çevredeki havayı yaklaşık 30.000 ºC’ye (54.000 ºF) ısıtabilen sıcaklıklar üretebilir, bu da Güneş’in yüzeyinden 5 kat daha sıcaktır. bu aşırı sıcaklıklar, atmosferik havanın patlayıcı bir şekilde genişlemesine neden olarak, yıldırımdan her yöne doğru genişleyen kükreyen bir ses dalgasına dönüşen bir şok dalgası üretir.
Bir fırtına mesafesi
Doğru atmosfer koşullarında sesin alt atmosferdeki hızı 330 metre/saniyedir (1 mil/5 saniye), bir gök gürültülü fırtınanın şimşek çakma bölgesindeki mesafesini belirlemek istiyorsanız, saniyeleri saymanız gerekebilir. şimşek anından gök gürültüsünün kulaklarınıza ulaştığı ana kadar geçen süre. Bu size mesafeyi metre veya mil olarak verecektir. Örneğin, gök gürültüsünü üç saniye sonra duyarsanız, o zaman fırtınanın tam yıldırım alanındaki mesafesi 1 km veya 0,62 mildir. Bir gök gürültüsü patlaması genellikle her beş saniyede bir mil yol alır.
Normal atmosferik koşullar altında gök gürültüsü, ortalama 8-10 km (5-6.2 mil) mesafede duyulabilir. Sonik patlamalar, ses hızını aşan ve dışarıya doğru hareket eden bir şok dalgası üreten uçaklar tarafından üretilir. Sonik patlamalar genellikle gök gürültüsü ile karıştırılır. Hakim kuvvetli rüzgarlar ve düşük atmosferik sıcaklıklar bu tahminleri önemli ölçüde değiştirebilir. weatherfaqs.org.uk’a göre sesin havadaki hızı ışık hızından çok daha düşük; bu nedenle, normal atmosfer koşullarında, 8-10 kilometre (5-6.2 mil) mesafedeki şimşek ve fırtınayı gözlemleyebildiğiniz sürece, bir gök gürültülü fırtınanın mesafesini hesaplamak mümkündür.
