Bạn đã bao giờ tự hỏi tại sao lại có sấm sét? Hiện tượng sấm sét không chỉ là một phần của những cơn dông mưa mà còn là một hiện tượng thiên nhiên thú vị với nhiều yếu tố khoa học phức tạp. Trong bài viết này, Xem thời tiết sẽ giải thích khoa học về hiện tượng sấm sét, từ nguyên nhân hình thành đến cách nó ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.
Sấm sét là gì?
Sấm sét là hiện tượng điện từ xảy ra trong bầu khí quyển, thường xuất hiện trong các cơn dông. Khi không khí bị ion hóa do sự chênh lệch điện tích giữa các đám mây hoặc giữa đám mây và mặt đất, một tia lửa điện, gọi là sét, sẽ hình thành. Sấm là âm thanh phát ra khi không khí bị nở ra nhanh chóng do sự va chạm của tia sét. Sấm sét có thể gây ra những tác động mạnh mẽ như cháy rừng, hư hỏng công trình và nguy hiểm cho sinh vật sống.
Các dạng sấm sét thường gặp
- Sét Đánh Đất (Cloud-to-Ground Lightning): Đây là dạng sét phổ biến nhất, xảy ra khi tia sét di chuyển từ đám mây xuống mặt đất. Sét đánh đất thường gây ra hỏa hoạn và hư hỏng nghiêm trọng.
- Sét Đánh Mây (Cloud-to-Cloud Lightning): Xảy ra khi tia sét di chuyển giữa hai đám mây. Dạng sét này thường xuất hiện như những tia sáng rực rỡ trong bầu trời.
- Sét Đánh Trong Mây (Intra-Cloud Lightning): Dạng sét này xảy ra bên trong cùng một đám mây, không kết nối trực tiếp với mặt đất. Sét đánh trong mây thường tạo ra những ánh sáng nhấp nháy và âm thanh sấm.
- Sét Đánh Xuyên Mây (Cloud-to-Air Lightning): Dạng sét này xảy ra khi tia sét di chuyển từ đám mây ra không khí xung quanh mà không chạm đất. Dù ít phổ biến hơn, dạng sét này có thể tạo ra những ánh sáng bất thường.
- Sét Đánh Kéo Dài (Return Stroke): Đây là phần sét chính mà chúng ta thấy và nghe thấy sau khi điện tích từ đám mây đã được giải phóng xuống đất. Sét đánh kéo dài thường là nguyên nhân chính gây ra hiện tượng sấm.
Tại sao lại có sấm sét? Nguyên nhân hình thành sấm sét
Tích điện trong mây
- Sự Va Chạm: Trong mây vũ tích, các hạt nước và tinh thể băng va vào nhau khi mây di chuyển. Va chạm này dẫn đến sự chuyển giao điện tích giữa các hạt. Các hạt băng nhẹ hơn thường mang điện tích dương và bị đẩy lên trên mây, trong khi các hạt nước nặng hơn mang điện tích âm và rơi xuống dưới.
- Phân Cực Điện: Sự phân chia điện tích trong mây tạo ra một chênh lệch điện tích lớn giữa các phần khác nhau của mây hoặc giữa mây và mặt đất. Khi sự phân cực đạt đến ngưỡng nhất định, điện tích sẽ được giải phóng, tạo ra sét.
Tích điện đến ngưỡng
- Điện Thế Cao: Khi điện tích trong mây đạt đến mức cao, không khí giữa các phần của mây hoặc giữa mây và mặt đất không còn giữ được điện tích nữa. Điều này tạo ra một “con đường dẫn” cho điện tích để di chuyển, dẫn đến việc hình thành tia sét.
- Điện Phân Giải: Tia sét là một luồng điện tích cực mạnh chạy qua không khí để cân bằng sự chênh lệch điện tích. Sét có thể xảy ra giữa các phần của mây, giữa mây và mặt đất, hoặc giữa các đám mây.
Sấm (Âm Thanh Của Sét)
Nóng và Nở:
- Khi tia sét đi qua không khí, nhiệt độ trong đường dẫn có thể tăng lên tới 30,000°C (54,000°F), tạo ra một sự giãn nở nhanh chóng của không khí xung quanh.
- Sự giãn nở này tạo ra sóng âm thanh, gọi là sấm, mà chúng ta nghe thấy sau khi thấy tia sét.
Thời Gian Truyền:
- Âm thanh của sấm truyền chậm hơn so với ánh sáng của sét. Do đó, chúng ta thường thấy sét trước khi nghe thấy sấm. Khoảng cách giữa sét và sấm có thể giúp xác định khoảng cách của cơn dông.
Ánh chớp là gì? Tại sao ta thấy chớp trước khi nghe tiếng sấm?
Ánh chớp là hiện tượng khi tia sét truyền qua không khí và ion hóa không khí trong đường đi của nó. Khi tia sét di chuyển, nó tạo ra một luồng điện tích cực mạnh, làm nhiệt độ của không khí tăng lên đến hàng chục nghìn độ C (khoảng 30,000°C hoặc 54,000°F). Sự gia tăng nhiệt độ này làm không khí giãn nở nhanh chóng, tạo ra ánh sáng rực rỡ mà chúng ta thấy dưới dạng ánh chớp. Ánh chớp thường chỉ kéo dài trong một khoảng thời gian rất ngắn, chỉ vài mili giây.
Ánh sáng di chuyển nhanh hơn âm thanh. Do đó, ánh chớp đến mắt chúng ta trước khi tiếng sấm đến tai. Ánh sáng có tốc độ khoảng 299,792 km/s (186,282 dặm/s), trong khi âm thanh di chuyển với tốc độ khoảng 343 m/s (1,125 ft/s) trong không khí. Vì vậy, khi xảy ra sấm sét, ánh chớp đến trước, và sau đó một khoảng thời gian, tiếng sấm sẽ đến.
Sự thật về sấm sét có thể bạn chưa biết
Sấm sét không chỉ gây ấn tượng với ánh sáng rực rỡ mà còn với tốc độ và nhiệt độ cực kỳ cao. Ánh sáng của tia sét di chuyển với tốc độ ánh sáng, nhanh hơn rất nhiều so với âm thanh. Do đó, chúng ta thường thấy ánh chớp trước khi nghe tiếng sấm. Nhiệt độ của tia sét có thể lên đến 30,000°C, gấp khoảng 5 lần nhiệt độ bề mặt của mặt trời, tạo ra âm thanh sấm mạnh mẽ khi không khí xung quanh nở ra đột ngột.
Sấm sét không chỉ xuất hiện trên Trái Đất. Ví dụ, trên Sao Mộc, sấm sét có thể mạnh gấp hàng trăm lần so với trên Trái Đất, và trên Sao Kim, hoạt động sấm sét cũng đã được quan sát. Điều này cho thấy sấm sét là hiện tượng phổ biến trong hệ mặt trời nhưng có thể có đặc điểm khác nhau tùy thuộc vào điều kiện khí quyển của từng hành tinh.
Nghiên cứu về sấm sét giúp cải thiện dự đoán thời tiết và phát triển các hệ thống cảnh báo sớm để bảo vệ con người và cơ sở hạ tầng. Công nghệ hiện đại cũng sử dụng thông tin từ sấm sét để thiết kế các hệ thống chống sét hiệu quả, giảm thiểu thiệt hại từ các cơn dông.
Sấm sét là một hiện tượng thiên nhiên kỳ thú và phức tạp, phản ánh sự tương tác mạnh mẽ giữa các yếu tố khí quyển và điện từ. Từ sự va chạm giữa các hạt trong mây đến sự phân cực điện và hình thành tia sét, mỗi giai đoạn đều góp phần tạo nên những tia sét rực rỡ và âm thanh sấm vang vọng.
Để luôn cập nhật các dự báo thời tiết và thông tin về các hiện tượng thiên nhiên, hãy truy cập ngay Xem thời tiết .
