Fysikk og Fascinasjon

en blogg om ny og gammel forskning, og om den fantastiske naturen


1 kommentar

Lyn og torden: Kan skyene virkelig gnisse inntil hverandre?

Det har vel egentlig ikke vært så mye tordenvær hittil i sommer, men jeg har tenkt på torden allikevel.

For en stund siden spurte min sønn (8 år) om hvorfor det blir tordenvær. Jeg svarte at det var fordi det hadde blitt mye flere elektroner i skyen enn på bakken, eller omvendt, og så hoppet elektronene mellom skyen og bakken når de fikk sjansen. Vips så ble det et lyn.

«Men hvorfor har det blitt så mange ekstra elektroner i skyen?»

«Jeg vet ikke helt, men det er vel noe sånn som at skyene gnisser inntil hverandre, omtrent som når man gnir en ballong mot håret og så henger den fast i taket.»

«Men mamma. Skyene kan vel ikke gnisse inntil hverandre.»

Nei du, her i huset har vi tydeligvis snakket såpass mye om skyer at det er helt opplagt at man ikke kan ta en sky og gni den inntil en annen. De består jo bare av massevis av små vanndråper begge to. Som er så små at de ikke faller ned. Og det er masse plass mellom dem.

Så hvorfor blir det egentlig tordenvær?

Heldigvis, tenkte jeg, så har det hengt et oppslag fra realfagsbiblioteket inne på do på fysisk institutt i hele sommer med reklame for en bok som heter An Introduction to Lightening. Jeg lastet den ned og tenkte jeg skulle få svaret. Her står det massevis om hvordan lynene oppstår når det er store ladningsforskjeller mellom overflater (anbefales for den som vet å kose seg med ligninger), men ingenting om hvorfor disse ladningsforskjellene (altså det at det er overskudd på elektroner et sted i forhold til et annet sted) oppstår.

Et enkelt google-søk forteller at «this is not yet well understood».

Da er Google Scholar neste stopp. Det ser ut som om man begynner å få ganske god greie på hva som skjer i tordenskyene, for artiklene fra de aller seneste årene ser mest på spesifikke forskjeller mellom ulike typer tordenskyer.

Tydeligvis er det ikke helt riktig å tenke seg at to skyer gnir seg inntil hverandre. Det som skjer er at inne i en enkelt tordensky er det mye bevegelse. I enkelte områder strømmer lufta fort oppover, og når temperaturen er under null vil det dannes ørsmå iskrystaller og etterhvert også større haglkorn. Når de små iskrystallene kræsjer med haglkornene har elektroner en tendens til å hoppe over på haglkornene (men de kan også hoppe den andre veien, det kommer an på temperatur og luftfuktighet og slikt). Uansett, mange iskrystaller kolliderer med mange haglkorn, og de ender opp med å få forskjellig ladning. Iskrystallene er så små at de farer oppover i luftstrømmen. Haglkornene er tunge og treige, så de blir værende der de er, eller synker langsomt nedover. Og vips, så ble den nederste delen av skyen negativt ladet, og den øverste positivt ladet.

Siden luftstrømmene inne i slike skyer kan være ganske kompliserte, får man stort sett ikke en sky som bare er positiv øverst og negativ nederst, men man vil få områder med forskjellig ladning. Desto mer ladning man kan hope opp i ett avgrenset område, desto større sjanse for å lage et skikkelig kraftig lyn og tordenbrak.

Altså, kort oppsummert: For å lage en tordensky må man ha

  • temperatur under frysepunktet i skyen
  • luft som strømmer fort oppover
  • små og store ispartikler som kræsjer med hverandre.

Men: Man kan få lyn av skyer som ikke er laget av is også. I vulkanskyer, for eksempel. Dette er nok også noe man ikke har en fullgod forklaring på (ennå), men vi kan jo gjette at det har noe med sterke luftstrømmer og kollisjoner mellom store og små askepartikler å gjøre.