Pembentukan Kilat

Pemisahan cas

Hipotesis mekanisme pengutuban

Hipotesis ini mempunyai 2 komponen:

  1. Titisan ais dan hujan yang turun mengutub secara elektrik sebagaimana ia melalui medan elektrik atmosfera semula jadi.
  2. Perlanggaran partikel ais sesama sendiri menghasilkan cas oleh aruhan elektrostatik.

Angin kencang memukul ais dan air yang terlampau sejuk menyebabkan perlanggaran berlaku. Kesannya sesetengah ion negatif berpindah dari partikel ke partikel lain. Partikel yang lebih kecil hilang ion negatif dan menjadi positif manakala partikel yang lebih besar memperoleh ion negatif dan menjadi negatif.[16]

Hipotesis aruhan elektrostatik

Hipotesis ini menerangkan cas yang bertentangan telah dibawa jauh oleh aruhan elektrostatik dan tenaga disimpan dalam medan elektrik di antaranya. Pengelektrikan awan muncul bagi membentuk gerakan angin menegak yang kuat yang membawa titisan air ke atas, membekukannya secara mendadak antara -10 dan -20 °C. Perlanggaran berkenaan dengan kristal ais bagi membentuk campuran air-ais yang dikenali sebagai graupel.Perlanggaran ini menyebabkan cas positif yang sedikit sahaja akan berpindah ke kristal ais manakala sedikit cas negatif berpindah ke graupel. Draf atas membawa kristal ais yang ringan ke atas, menyebabkan puncak awan berkumpul dan meningkatkan cas positif. Graupel yang bercas negatif yang lebih berat turun menghala ke bahagian awan tengah dan bawah menyebabkan pertambahan cas negatif. Pemisahan dan pengumpulan cas menjadi cukup untuk memulakan nyahcas kilat yang berlaku apabila mengumpulkan cas positif dan negatif yang membentuk medan elektrik yang kuat.

Pembentukan perintis

Sebagaimana awan petir bergerak di atas permukaan bumi, sama tetapi cas teraruh di permukaan bumi dan cas tanah teraruh mengikut pergerakan awan adalah bertentangan.

Nyahcas dwikutub permulaan atau laluan udara terion bermula dari kawasan campuran air dan ais bercas negatif dalam awan petir. Saluran nyahcas terion dipanggil perintis. Cabang utama bercas negatif disebut "perintis tetingkat", secara umumnya bergerak ke bawah dalam beberapa lompatan cepat, tiap-tiapnya lebih 50 meter panjang. Di sepanjang laluan, perintis tetingkat mungkin bercabang kepada beberapa laluan sebagaimana ia meneruskan untuk turun. Janjang perintis tetingkat memerlukan masa yang panjang secara perbandingan (seratus milisaat) untuk mencecah tanah. Fasa permulaan ini melibatkan arus elektrik yang agak kecil (sepuluh atau seratus milisaat) dan pendahulu hampir tidak dapat dilihat jika dibandingkan dengan laluan kilat berikutnya.

Ketika perintis tetingkat menghampiri bumi, cas yang bertentangan hadir di atas tanah lalu meningkatkan medan elektrik. Medan elektrik adalah paling tinggi di atas pokok dan bangunan tinggi. Jika medan elektrik cukup kuat, cas beraliran (dipanggil panahan positif) boleh berkembang dari titik berkenaan. Ini pertama kali diteorikan oleh Heinz Kasemir. Sebagaimana medan elektrik meningkat, panahan positif barangkali berkembang kepada pemanas, arus perintis yang semakin tinggi yang akhirnya bersambung kepada perintis tetingkat menurun dari awan. Fanomena ini mungkin berlaku bagi kebanyakan panahan untuk berkembang daripada banyak objek yang berlainan secara serentak dengan hanya satu yang bersambung dengan perintis lalu membentuk laluan cas utama. Ini bermaksud jika dua perintis bertemu, arus elektrik naik secara mendadak. Kawasan arus tinggi menguatkan perambatan perintis tetingkat positif ke dalam awan dengan "panahan balik".

Nyahcas

Urutan kilat (Jangka masa: 0.32 saat)

Semasa medan elektrik menjadi cukup kuat, nyahcas elektrik (halilintar kilat) berlaku di dalam awan atau antara awan dan bumi. Ketika menyambar, bahagian udara berikutnya menjadi saluran nyahcas konduksian sebagaimana elektron dan ion positif molekul udara telah ditarik keluar antara satu sama lain dan daya untuk mengalir dalam arah yang bertentangan.

Nyahcas elektrik dengan pantas memanaskan saluran nyahcas menyebabkan udara berkembang dengan cepat dan menghasilkan gelombang kejutan yang dikenali sebagai guruh. Guruh yang berderam-derum dan beransur-ansur hilang berpunca daripada tunda masa bunyi yang datang dari kawasan yang berlainan.[17]

Teori pemecahan luar kawalan Gurevich

Rencana utama: Pemecahan luar kawalan

Teori tentang permulaan kilat, dikenali sebagai "teori pemecahan luar kawalan" menyebut bahawa panahan kilat telah dicetuskan oleh sinar kosmos yang mengion atom, membebaskan elektron yang dipecut oleh medan elektrik, mengionkan molekul udara yang lain dan membuatkan udara beraliran oleh pemecahan luar kawalan maka berlakunya panahan kilat.[18][19][20]

Teori pemecahan luar kawalan dan sinar gama

Hipotesis awal mengatakan bahawa kilat menghasilan medan elektrik yang tinggi pada altitud betul-betul di atas awan yang atmosferanya yang nipis membenarkan sinar gama untuk dibebaskan dengan mudah di dalam angkasa lepas, dikenali sebagai "pemecahan luar kawalan kerelatifan", serupa dengan cara kilat atmosfera atas dihasilkan.

Sebilangan saintis mencadangkan denyar sinar gama bumi (TGF) mungkin dihasilkan di puncak awan petir. Walaupun pembebasan sinar gama dihalang oleh penyerapan atmosfera, teori ini tidak memerlukan medan elektrik yang tingginya luar biasa yang masih menggunakan teori altitud tinggi daripada penghasilan TGF.

Peranan TGF dan kaitannya dengan kilat tetap menjadi subjek kajian saintifik yang sedang dilaksanakan.

Sambar semula

Kilat yang dapat dilihat dengan jelas membentuk pemindahan tenaga.

Video berkelajuan tinggi (diteliti bingkai demi bingkai) menunjukkan kebanyakan panahan kilat dibentuk oleh aruhan individu berganda. Panahan yang normal dibentuk oleh 3 hingga 4 aruhan dan mungkin lebih.[17]

Setiap sambar semula dipisahkan oleh bilangan masa yang agak besar, biasanya 40 hingga 50 milisaat. Sambar semula boleh menyebabkan kesan "lampu strob" yang ketara.[17]

Tiap-tiap aruhan berikutnya didahului oleh aruhan penahan perintis pertengahan sekali lagi tetapi lebih lemah berbanding sebelumnya, perintis tetingkat permulaan. Aruhan biasanya menggunakan semula saluran nyahcas yang diterima oleh aruhan sebelumnya.[17]

Variasi dalam nyahcas seterusnya adalah kesan daripada kawasan cas yang lebih kecil di dalam awan yang telah dikurangkan oleh aruhan berikutnya.

Bunyi guruh yang berasal daripada panahan kilat dipanjangkan oleh aruhan seterusnya.

Rujukan

WikiPedia: Kilat http://www.aldis.at http://amsglossary.allenpress.com/glossary/search?... http://www.archaeophysics.com/pubs/LIRM.html http://books.google.com/books?id=4L80AAAAMAAJ&pg=P... http://www.howstuffworks.com/Lightning.htm http://infoniac.com/science/terawatt-laser-beam-sh... http://green.nationalgeographic.com/environment/na... http://www.nature.com/news/2004/040906/pf/431120a_... http://www.newscientist.com/article/dn9293-physici... http://www.newscientist.com/channel/fundamentals/d...