şimşek

atmosferin belirli bir bölgesinin havanın direncini yenecek düzeyde elektrik yüklenmesi durumunda oluşan, gözle görülebilir elektrik boşalması olayı.

Şimşek genellikle kümülonimbus, kimi zaman da nimbostratus bulutlarında oluşur. Boşalma olayı tek bir bulutun içinde, iki bulutun arasında ya da bir bulut ile hava ya da yer arasında gerçekleşebilir. Bulut ile yer arasında oluşan elektrik boşalmasına yıldırım denir.

Atmosferdeki bu elektrik boşalması olayına yol açan etmen, belirli bir bulutun içinde çeşitli yük aynştıncı süreçlerin sonucunda net yük bölgelerinin oluşması ve bunun buluta bir elektrik dipolü yapısı kazandırmasıdır. Bulutun üst kesiminde büyük bir net artı yük, alt kesiminde büyük bir net eksi yük ve en alt kesiminde küçük bir net artı yük birikir. Yükler su damlalarının, buz taneciklerinin ya da her ikisinin üzerinde bulunur. Çevredeki havada net bir yükün bulunması durumunda, buluttan bir boşalma gerçekleşebilir.

Buluttan yere doğru akan yıldırıma, bulutun en alt kesimindeki küçük net artı yükün nötrleşmesi yol açabilir. Yıldırım en az iki çakma biçiminde gerçekleşir: İlk boşalma, eksi yük taşıyarak buluttan yere doğru akar. Bu çok parlak bir çakma değildir ve genellikle ana kanaldan dışarı doğru saçılan pek çok dal görülür. Ender olarak, özellikle yüksek binaların, camilerin ya da ağaçların olduğu yerlerde, boşalma yerden buluta doğru olabilir.

Bu ilk çakma yere yaklaştıkça, çarpacağı noktada yoğunlaşan bir zıt yük indükler ve böylece aynı kanalın içinde yerden buluta doğru, artı yük taşıyan ikinci bir akım oluşur, iki çakma genellikle yerden yaklaşık 50 m yükseklikte karşılaşır. Birleşme noktasında bulut ile yer arasında kısa devre oluşur ve bunun sonucunda kanalın içinden buluta doğru yönelen çok parlak bir yüksek akım akışı gerçekleşir. Tipik bir yıldırım sırasında, bulut ile yer arasındaki potansiyel farkı birkaç milyon volt düzeyindedir; şiddetli çakmalardaki akım 20 bin amper dolayındadır. Kanaldaki sıcaklık ise 30 bin K kadardır. Yıldırım son derece hızlı düşer; ilk çakma birleşme noktasına ya da yere 20 milisaniyede, dönüş çakması ise buluta 70 mikrosaniyede ulaşır.

Şimşek sırasında oluşan gök gürültüsünün nedeni, şimşek kanalının çevresindeki havanın aniden çok ısınmasıdır. Bunun sonucunda hava sesüstü hızla genleşir, ama birkaç metre sonra şok dalgası normal bir ses dalgasına dönüşür. Ses dalgalan daha sonra ortamdaki hava ve yüzey şekillerince biçimlendirilir. Birbirini izleyen patlama ya da çatırdamaların nedeni budur.

Yıldırımlar çok tehlikeli olmakla birlikte, paratonerler aracılığıyla kolayca toprağa akıtılarak zararsız hale getirilebilir.