Fırtına Bulutları ve Elektriklenme

"Yine O'nun delillerindendir ki size korku ve ümit vermek üzere şimşeği gösteriyor, gökten su indirip ölümün ardından arzı onunla diriltiyor. Doğrusu bunda, aklını kullanan kavim için dersler vardır" (Rum Sûresi: 24).

Gökyüzü insanoğlu için sonsuz bilinmezlerle doludur. Onun sırlarını keşfetme yönünde her gün yeni araştırmalar başlatılıp yeni teknikler geliştirilmekte ve insanın bilgi dağarcığına yeni bilgiler eklenmektedir. Gökyüzü, sonsuz bir araştırma sahası olarak astronomlar kadar atmosferimiz ve atmosferik hâdiseler bakımından fizik ve meteoroloji uzmanlarını da ilgilendirmektedir.

Gökyüzündeki şimşek ve yıldırımların bir elektrik boşalması olduğunu öğrenen her insan, bu elektriğin nasıl meydana geldiğini merak etmektedir. İnanan bir insan ise bu, ruhta korku ve dehşet uyandıran hâdiseler arkasında Rabb (c.c.)'in hikmetlerini araştırır, O'nun büyüklüğünün ve celali isimlerinin tecellilerini müşahede ettiğini bilir.

Bulutlarda şimşek ve yıldırımların meydana gelmesine sebep olan elektriğin nasıl meydana geldiği, yapılan son araştırmalar ile biraz daha anlaşılır hale gelmiştir.

YILDIRIM VE ŞİMŞEK HAKKINDA ÖN BİLGİLER

Sızıntı'nın muhtelif sayılarında incelenen yıldırım ve şimşek ile ilgili bazı bilgileri, hatırlatmak bakımından özet olarak zikredelim;

-Şimşek buluttan buluta, yıldırım yerden buluta elektrik boşalmasıdır.

Bir kış günü karşınızdaki şahsın yün elbisesine üzerinizdeki yün ceketinizin kolunu sürttükten sonra parmaklarınızı yaklaştırdığınızda meydana gelen ark, şimşeğin basit bir halidir.

-Tipik bir yıldırım, birkaç milyon voltluk potansiyel farkı sebebi ile gerçekleşir.

-Bir yıldırımda on coulomb'luk yük, bir saniyeden daha az bir sürede taşınır.

-Küçük bir fırtına bulutunda meydana gelen birkaç şimşek yüzlerce megawatt'lık güç ortaya çıkarır ki bu da küçük bir nükleer güç merkezinde üretilen kadardır.

BULUTLARDA ELEKTRİKÎ DAĞILIM

Fırtına bulutları üzerinde yapılan araştırmalar, bulutların tripol (üç kutuplu) yapıda olduğunu göstermektedir. Bulutun merkezinde büyük bir alan negatif yüklüdür. Negatif yüklü alanın üzerinde pozitif yüklü bir bölge ile altında yine ikinci bir pozitif fakat daha küçük bir alan vardır. Negatif yüklü alanın kalınlığı 1 km.den az iken, kapladığı saha birkaç kilometre kareden fazladır. Negatif yüklü alan ortalama -15 °C sıcaklıkta ve yerden ortalama 6 km. yüksekliktedir. Bu bölgedeki mevcut şartlarda suyun üç fazı (yani, buhar, su ve buz halleri) beraberce gözlenebilir. Fırtına bulutlarında en büyük elektriki alanlar, negatif yüklü bölgenin en alt ve en üst sınırlarında bulunmaktadır. Üst kısımdaki pozitif yüklü bölge, negatif yüklü tabakaya göre daha yaygın ve kalındır. Bu kalınlık birkaç kilometreye kadar uzanabilir. Alt kısımdaki pozitif yüklü bölge çok küçük olduğu için yıldırımın meydana gelmesinde asıl sebep, büyük negatif yüklü bölgedir. Pek çok bulutta tesbit edilen diğer bir husus da bulutun üst kısmındaki pozitif yüklü alanın üzerindeki 100 metre kalınlığında bir negatif yüklü tabakadır. Bu "perdeleme" tabakası bulutun daha üstünde ve dışında meydana gelen negatif iyonların buluttaki damlacıklar ve buz parçacıkları tarafından yakalanmasıyla meydana gelir. Görüldüğü gibi zıt elektrikî hususiyete sahip iyonik yapıların birbirini çekip nötrleşmemesi ve burada da şahit olunan enteresan denge kainat kitabının bu sayfasında da Müellifin ilim ve kudretini insana alkışlatıyor.

ARAŞTIRMALAR

Bulutun bir noktasının aşırı yüklenmesiyle meydana gelen elektrik alanı, havanın dielektrik kuvvetini aşabilecek seviyede olursa şimşek hâdisesi vukû bulur. Burada oluşan elektrikî alanda, metre başına milyonlarca voltluk potansiyel fark vardır. Bu potansiyel fark, (kaba açıklama ile) yüz milyon ampulun harcadığı güce eşit bir güç oluşturur. Şimşeğin meydana gelmesi, elektrostatik enerjinin elektromanyetik enerjiye çevrilmesinin sonucudur. Şimşeğin takip ettiği yol ve bu yolun buluttaki elektrikî yapıyla ilişkisi, halen araştırılan konular arasındadır. Teorik modeller elektrik akımının rolü üzerinde odaklanmıştır. Yakın zamana kadar elektrikî yükün kendisine pek az dikkat edilmiştir. Değişik yük dağılımları aynı elektrik alanı oluşturabilir. Yük dağılımı ve elektrik alan arasında dinamik bir denge mevcuttur. Bu sebeple şimşeğin, içinde ilerlediği ortamın elektrikî alan değeri, devamlı değişecektir. Bu değişme, bir model kurmayı iyice güçleştirmektedir. Ama bilinen bir nokta ise şimşeğin, en yüksek yük yoğunluğuna sahip olan güzergâhı izleme meylinde olmasıdır. Bu hususdaki en önemli delil, nükleer patlamalarda meydana gelen şimşeklerin davranışıdır. 1950'de hidrojen bombasının denenmesinde çekilen fotoğraflarda, ateş topunun şimşeklerle çevrelendiği tesbit edilmiştir. Patlamanın kürevî simetrik yapısı, laboratuvarlarda gerçekleştirilebilecek yük, dağılım modellerinin geliştirilip şimşeklerin izlediği yol hakkında araştırmaları mümkün hale getirmektedir. Massasuchet Teknoloji Enstitüsü'nün (MIT) yüksek gerilim laboratuvarlarında bu tip uygulamalar gerçekleştirilmiştir. Yük teorik modeldekine uygun olarak yalıtılmış plastik bloklara enjekte edilmiş ve meydana gelen elektrik alanın, şimşekteki yük boşalmasını sağlayacak kadar büyük olduğu görülmüştür. Araştırmada, şimşek, elektrik alanın en güçlü olduğu taban üzerinde tetiklenmiş ve daha sonra şimşeğin en yukarıya, negatif yükün bulunduğu noktaya doğru ilerlediği görülmüştür. Meydana gelen güzergahlar nükleer test fotoğraflarındakilerin aynısıdır. Aynı yerde, aynı elektrik alanı oluşturmuş farklı elektrikî yük dağılımlarının, farklı güzergâhlar meydana getirmesi, şimşeğin güzergâhının öncelikle yük tarafından belirlendiğini ortaya koymuştur.

BULUTDAKİ ELEKTRİĞİN MEYDANA GELMESİ

Fırtına bulutlarının enerjisinin büyük oranda şimşek vasıtasıyla salındığı düşünülmektedir. Bu enerji, su buharının genişleyince etrafındaki havaya göre daha az yoğun hale gelip, sonuç olarak yükselmesini sağlayan ısıdan kaynaklanmaktadır. Su buharı yükselirken ya yoğunlaşır veya donar. Böylece ısı salınır ve sıvı su (veya buz), aşağı düşmeye başlar. Bunun sonucunda salınan gravitasyonel potansiyel enerji, bulut elektriklenmesi için uygun bir enerjidir. Dünyanın atmosferi, statik elektrik bakımından çok iyi iletken olan yeryüzü ile iyonosferi arasında bulunan, iyi bir yalıtkandır. Bu yapı akıllara durgunluk verecek dengelerin mevcut olduğu global elektrik devresini meydana getirmektedir. Bu devrede, meydana gelen rastgele dağılmış statik elektrik enerji dengesinin sağlanması gerekir. Şimşek ve yıldırımlar bu dengeyi sağlamaktadır.

Negatif yüklü dünya yüzeyi ve pozitif yüklü atmosfer arasında 300.000 Voltluk bir potansiyel farkı vardır. Bu 300.000 Voltluk potansiyel farkın yeryüzü, atmosfer ve iyonosfer statik elektrik devresinin pilleri, vazifesini gören fırtına bulutlarının yüklenmesi sonucu meydana geldiği, kabul gören bir düşüncedir. Global devrede, elektrik akımları, fırtına bulutlarının pozitif üst kısımlarından yükselip, yeryüzüne sakin havalı bölgelerden geriye dönmektedir.

Fizikî hâdiselerin meydana getirdiği statik elektriğin global elektrik devresindeki devr-i daimi, neticeleri itibariyle düşünenlere bir ibret levhası olmak durumundadır. Yeryüzündeki statik elektrik birikimlerini dengelemek ve her yıldırımda ortaya çıkan yoğun ozon miktarının ozon tabakasındaki dengeleri sağlayacak yönde olması, ilk akla gelen neticeler olarak insanoğluna bazı hikmet perdelerini açmaktadır.