Foudre

Une vidéo montre la fraction de seconde qui précède un violent éclair.

Des séquences vidéo électrisantes ont capturé le moment juste avant la foudre, lorsque de fines vrilles d’électricité descendent du ciel et remontent du sol, jusqu’à ce qu’elles entrent en collision avec un flash dramatique.

À l’aide d’une caméra à grande vitesse, les chercheurs ont capturé des images de la foudre alors qu’elle frappait une tour météorologique de 1 066 pieds de haut (325 mètres) à Pékin. Deux images consécutives, chacune d’une durée de 2,63 microsecondes, montrent le moment où les doigts descendants et ascendants de l’éclair se touchent soudainement, libérant une décharge électrique massive et un éclair lumineux.

Les images mettent en lumière la phase dite de percée, l’instant où les doigts de foudre commencent à se rapprocher mais ne se sont pas encore connectés. C’est l’un des « processus les plus mal compris de la physique de la foudre », mais il est essentiel pour comprendre où la foudre finira par frapper, ont écrit les auteurs dans un rapport publié le 1er février dans la revue Geophysical Research Letters.

Des images vidéo à grande vitesse saisissent le moment de la connexion entre un chef de foudre chargé négativement descendant d'un nuage et un chef de file chargé positivement atteignant la pointe (triangle bleu) d'une tour météorologique de 325 mètres à Pékin, en Chine
Ces images vidéo à haute vitesse capturent le moment de la connexion entre un chef de foudre chargé négativement descendant d’un nuage et un chef de file chargé positivement atteignant la pointe (triangle bleu) d’une tour météorologique à Pékin, en Chine. Chaque trame dure 2,63 microsecondes (0,0000263 secondes). 

« La cible de la foudre n’est pas déterminée au début lorsqu’elle part du nuage », a déclaré le co-auteur de l’étude, Rubin Jiang, physicien de l’atmosphère au Laboratoire d’observation de l’atmosphère moyenne et de l’environnement mondial de l’Académie chinoise des sciences. déclaration. La phase de percée « est le processus qui détermine finalement l’objet qui est frappé par l’éclair ».

Parce que la phase de percée se produit si rapidement, les scientifiques ont eu du mal à observer ce qui se passe dans ces moments critiques. Les nouvelles images de la caméra à grande vitesse fournissent une image plus claire de l’événement insaisissable.

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L’éclairage commence lorsqu’une concentration de particules chargées négativement s’accumule dans un nuage, provoquant l’accumulation d’une charge positive complémentaire dans le sol en dessous, selon le communiqué. Des canaux d’électricité à faible courant, appelés « leaders », descendent du nuage et se divisent en plusieurs branches. Au fur et à mesure que ces branches approchent du sol, elles attirent des leaders chargés positivement qui sautent des objets en dessous; cela conduit à la phase de percée, lorsque les chefs de charge opposée se rapprochent.

Il existe deux théories sur ce qui se passe lorsque ces dirigeants se rencontrent. Une théorie postule que les deux leaders émettent plusieurs lignes d’électricité, appelées « streamers ». (Pensez aux leaders comme de longues longueurs de fil, avec des banderoles comme extrémités effilochées de ce fil.) Selon la première théorie, plusieurs banderoles des deux leaders s’entrelacent pour former un seul canal de plasma brûlant. Un courant électrique peut alors circuler le long de ce canal, provoquant l’éclair.

Cependant, la nouvelle étude soutient une théorie différente. Dans les images, au lieu que de nombreux streamers fusionnent pour former un canal plasma, un seul streamer négatif et un streamer positif établissent une connexion.

La vidéo montre d’abord un seul leader descendant se dirigeant vers un leader ascendant. Lorsque les leaders s’approchent à moins de 75 pieds (23 m) l’un de l’autre, ils forment une « zone de banderoles commune » et un mince fil d’électricité brillant apparaît entre eux, reliant leurs pointes. La finesse du fil suggère que seuls deux serpentins ont fusionné pour le former, ont écrit les auteurs. Dans les images suivantes, ce fil incandescent gonfle rapidement dans un canal de plasma épais qui fusionne complètement les leaders, résultant en un flash lumineux.

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Une fois que les deux streamers chanceux ont établi une connexion, les autres streamers restants ont simplement disparu. Cela dit, les auteurs de l’étude doivent observer davantage de coups de foudre pour confirmer que le phénomène se déroule toujours de cette façon, selon le communiqué.

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