Lightning Science: ఆకాశంలో ఉరుములు, మెరుపులు వచ్చినప్పుడు విద్యుత్ మెరుపులు నేరుగా ఒక గీతలా కాకుండా వంకరలు తిరుగుతూ జిగ్‌జాగ్ ఆకారంలో కనిపిస్తాయి. దీని వెనుక ఆసక్తికరమైన ఉన్న శాస్త్రీయ కారణాలు ఏంటో ఇప్పుడు తెలుసుకుందాం.
సాధారణంగా గాలి విద్యుత్‌ను సులభంగా ప్రసారం చేయలేదు. అందుకే మేఘాల్లో విద్యుత్ ఛార్జ్ ఎక్కువగా పేరుకుపోయినప్పుడు, అది నేలవైపు ప్రయాణించడానికి అనువైన మార్గాన్ని వెతుకుతుంది. ఈ క్రమంలో గాలిలోని విద్యుత్ క్షేత్రం బలంగా ఉన్న ప్రాంతాల్లో గాలి కణాలు అయనీకరణకు గురవుతాయి. అంటే గాలిలోని అణువులు, అణు సమూహాలు విద్యుత్ ఛార్జ్‌ను పొందుతాయి. దీంతో ఆ ప్రాంతం ద్వారా విద్యుత్ ప్రవహించడం సులభమవుతుంది. అయితే గాలిలో ఈ పరిస్థితులు అన్ని చోట్లా ఒకేలా ఉండవు. అందువల్ల విద్యుత్ ఒకే సరళమైన మార్గంలో కాకుండా వేర్వేరు దిశల్లో ముందుకు సాగుతుంది.
25
చిన్న చిన్న అడుగులతో ముందుకు సాగే మెరుపు
మెరుపు మేఘం నుంచి నేల వరకు ఒకేసారి నేరుగా ప్రయాణించదు. మొదట మేఘం నుంచి కిందికి చిన్న చిన్న దశల్లో విద్యుత్ మార్గం ఏర్పడుతుంది. ఈ ప్రక్రియను శాస్త్రవేత్తలు స్టెప్డ్ లీడర్ (Stepped Leader) అని పిలుస్తారు. ఇది సాధారణంగా కొన్ని పదుల మీటర్ల పొడవున్న చిన్న దశలుగా ముందుకు సాగుతుంది. ప్రతి దశ తర్వాత విద్యుత్ మార్గం మరింత విస్తరిస్తూ, తదుపరి ప్రయాణానికి అనువైన దిశను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ మార్గం ఎప్పుడూ ఒకే దిశలో ఉండకపోవడంతో వంకరలు తిరుగుతూ జిగ్‌జాగ్ ఆకారాన్ని సంతరించుకుంటుంది. ఈ ప్రారంభ ప్రక్రియ మన కంటికి సాధారణంగా స్పష్టంగా కనిపించదు.
35
గాలిలోని పరిస్థితులు కూడా ఒక కారణమే
వాతావరణంలో ఉష్ణోగ్రత, గాలి పీడనం, తేమ, గాలి సాంద్రత వంటి అంశాలు ప్రాంతాన్ని బట్టి మారుతుంటాయి. వీటితో పాటు గాలిలోని విద్యుత్ క్షేత్రం కూడా ఒకేలా ఉండదు. ఈ మార్పులు విద్యుత్ మార్గం ఎలా ఏర్పడుతుందనే విషయాన్ని ప్రభావితం చేస్తాయి. విద్యుత్ ఛార్జ్ ముందుకు వెళ్లే క్రమంలో కొన్ని ప్రాంతాల్లో గాలి అయనీకరణ సులభంగా జరిగితే, మరికొన్ని ప్రాంతాల్లో ఎక్కువ ప్రతిఘటన ఎదురవుతుంది. దీంతో విద్యుత్ మార్గం ఒకే సరళ రేఖలో సాగకుండా దిశను మార్చుకుంటుంది. ఈ విధంగా ఏర్పడే వంకరలే మనకు ఆకాశంలో జిగ్‌జాగ్ మెరుపులుగా కనిపిస్తాయి.
దుమ్ము, నీటి బిందువులు మెరుపుల ఆకారాన్ని నిర్ణయిస్తాయా?
గాలిలో దుమ్ము, నీటి బిందువులు, ఇతర సూక్ష్మ కణాలు ఉంటాయి. అయితే మెరుపులు జిగ్‌జాగ్ ఆకారంలో కనిపించడానికి వీటిని మాత్రమే ప్రధాన కారణంగా చెప్పలేం. ముఖ్యంగా విద్యుత్ క్షేత్రం, గాలి అయనీకరణ, విద్యుత్ ప్రవహించడానికి ఏర్పడే మార్గంలోని మార్పులే కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. మేఘాల్లో పేరుకుపోయిన విద్యుత్ ఛార్జ్ కారణంగా గాలి నిరోధక లక్షణాలు మారి, విద్యుత్ ప్రయాణించగల మార్గం ఏర్పడుతుంది. ఆ మార్గం అనేక దిశల్లో విస్తరించవచ్చు. అందువల్ల మెరుపులు ప్రతి సందర్భంలో ఒకే ఆకారంలో కనిపించవు. కొన్నిసార్లు ఎక్కువ వంకరలతో, మరికొన్నిసార్లు శాఖలుగా విడిపోయినట్లుగా కనిపిస్తాయి.
55
మెరుపు వెలుగు ఎలా ఏర్పడుతుంది?
మేఘం నుంచి కిందికి ఏర్పడే స్టెప్డ్ లీడర్ మార్గం భూమికి దగ్గరగా చేరినప్పుడు, నేల నుంచి లేదా ఇతర వస్తువుల నుంచి విద్యుత్ మార్గం దానితో అనుసంధానమవుతుంది. ఆ తర్వాత ఆ మార్గంలో భారీ విద్యుత్ ప్రవాహం వేగంగా సాగుతుంది. ఈ ప్రక్రియను రిటర్న్ స్ట్రోక్ (Return Stroke) అంటారు. విద్యుత్ ప్రవాహం వల్ల మార్గంలోని గాలి ఒక్కసారిగా అత్యధిక ఉష్ణోగ్రతకు చేరి ప్రకాశిస్తుంది. మన కంటికి కనిపించే ప్రకాశవంతమైన మెరుపు ప్రధానంగా ఈ దశలోనే ఏర్పడుతుంది. ఆ సమయంలో గాలి వేగంగా వేడెక్కి విస్తరించడం వల్లే ఉరుము శబ్దం కూడా వినిపిస్తుంది.
