മേഘങ്ങൾ കൂട്ടിയിടിച്ചാണോ ഇടിമിന്നൽ ഉണ്ടാവുന്നത് ?

ദീപക് ഗോപാലകൃഷ്ണൻ

ചെറുപ്പകാലത്ത് പറഞ്ഞുകേട്ടിട്ടുള്ളതാണ്, വലിയ മേഘങ്ങൾ കൂട്ടിയിടിച്ചാണത്രേ ഉഗ്രങ്ങളായ ഇടിമിന്നലുകളുണ്ടാവുന്നത്! സത്യമാണോ, എങ്ങനെയാണ് ഇടിയും മിന്നലും ഉണ്ടാവുന്നത് ?

ഈർപ്പം കലർന്നവായു താഴെനിന്ന് ഉയർന്നുപൊങ്ങി തണുത്തുറഞ്ഞാണല്ലോ മേഘങ്ങൾ ഉണ്ടാവുന്നത്. വളരെ ചെറിയ ജലകണങ്ങളും, ഐസുകഷങ്ങങ്ങളും മറ്റും ചേർന്നതാണ് ഓരോ മേഘങ്ങളും. ഇവയെല്ലാം മേഘത്തിനകത്ത് നിരന്തരം മുകളിലേയ്ക്കും താഴേക്കും നീങ്ങിക്കൊണ്ടിരിക്കും. കൂട്ടത്തിൽ ഭാരം കൂടിയവ താഴേയ്ക്ക് നീങ്ങുമ്പോൾ, ഭാരം കുറഞ്ഞവ മേഘങ്ങൾക്കകത്തെ കാറ്റിനൊപ്പം മുകളിലേയ്ക്ക് പായുന്നു. ഇങ്ങനെ നീങ്ങുന്നതിനിടയിൽ ഇവ തമ്മിൽ ഉരസുകയും ചെറിയ ചാർജ്ജ് രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഭാരം കുറഞ്ഞവയ്ക്ക് മിക്കവാറും +ve ചാർജ്ജും ഭാരം കൂടിയവയ്ക്കെല്ലാം -ve ചാർജ്ജും ഇത്തരത്തിൽ ലഭിക്കുന്നു. ഇങ്ങനെ മേഘങ്ങളുടെ മുകൾഭാഗം ഭാരം കുറഞ്ഞ കണങ്ങൾ വഹിക്കുന്ന +ve ചാർജ്ജും അതിനുതാഴെ ഭാരം കൂടിയ കണങ്ങൾവഴി -ve ചാർജ്ജും കൊണ്ട് നിറയുന്നു. ഒരു പരിധിയിലധികം ചാർജ്ജ് ഇതുവഴി കുമിഞ്ഞുകൂടുമ്പോൾ ഒരു ഇലക്ട്രിക്കൽ ഡിസ്ചാർജ്ജ് സംഭവിക്കുന്നു. ഇതാണ് നാം മിന്നലായി കാണുന്നത്. ഇത്തരം ഡിസ്ചാർജ്ജുകൾ മൂന്നു വിധത്തിലുണ്ട്. മേഘത്തിനുള്ളിൽ തന്നെ (intra-cloud) നടക്കുന്നവ, രണ്ടോ അതിലധികമോ മേഘങ്ങൾ തമ്മിൽ (inter-cloud) നടക്കുന്നവ, പിന്നെ മേഘത്തിൽ നിന്നും ഭൂമിയിലേയ്ക്ക് (cloud to ground) സംഭവിക്കുന്നവ. ഏകദേശം 80% ഡിസ്ചാർജ്ജുകളും മേഘങ്ങൾക്കുള്ളിലോ അല്ലെങ്കിൽ വിവിധ മേഘങ്ങൾ തമ്മിലോ ആയിരിക്കും. ചെറിയൊരു ശതമാനം മാത്രമേ താഴേക്കു പതിക്കുന്നുള്ളൂ.

ഐസ് രൂപപ്പെടുന്ന കുമുലോനിംബസ് (cumulonimbus) മേഘങ്ങളിലാണ് പൊതുവിൽ മിന്നലുകൾ രൂപമെടുക്കുന്നത്. ഇത്തരം മേഘങ്ങൾ 10-14 km വരെ ഉയരത്തിൽ വളരുന്നവയാണ്. മാത്രമല്ല, ഇവയ്ക്കകത്തും, മുകളിലേയ്ക്കും താഴേയ്ക്കുമുള്ള ശക്തമായ വായുപ്രവാഹം (updrafts and downdrafts) കാണാം. ഇവയോടൊത്തുനീങ്ങുന്ന ഐസുകണികകൾ തമ്മിലുരസിയാണ് ചാർജ്ജ് രൂപമെടുക്കുന്നത് എന്ന് പറഞ്ഞുവല്ലോ. കൂടുതൽ ഉയരത്തിലേക്ക് വളരുന്ന മേഘങ്ങൾ ആവുമ്പോൾ ചാർജ്ജ് രൂപപ്പെടുന്നതിന്റെ നിരക്ക് കൂടുതലായിരിക്കും. അതിനാൽ തന്നെ ശക്തമായ ഡിച്ചാർജ്ജ് സംഭവിക്കാൻ സാധ്യത വലിയ മേഘങ്ങളിലാണ്. ഒരു ഡിസ്‌ചാർജ്ജിന്റെ സമയത്ത് ആ ഭാഗത്തെ താപനില ഏതാണ്ട് 30000 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസോളം ഉയരുന്നു! ഇത് സംഭവിക്കുന്നത് സെക്കന്റിന്റെ ചെറിയൊരംശം സമയത്തിനുള്ളിലാണ്. വായു ചൂടാക്കിയാൽ വികസിക്കുമല്ലോ. അപ്പോൾ, ഇത്ര വലിയതാപനിലയിൽ ഒരു ഇലക്ട്രിക്കൽ ഡിസ്ചാർജ്ജ് കടന്നുപോകുമ്പോൾ, ആ ഭാഗത്തെ വായു പൊടുന്നനെ വികസിക്കുന്നു (sudden expansion). ഇതിന്റെ ഫലമായുണ്ടാവുന്ന തരംഗങ്ങളാണ് – shock waves – ഇടിയായി (thunder) നാം കേൾക്കുന്നത്.

ഒരു മിന്നൽ സംഭവിക്കുന്നത്
പലഘട്ടങ്ങളിലൂടെയാണ്. ഇതിന്റെ ഒരു രേഖാചിത്രം കമന്റിൽ ചേർത്തിട്ടുണ്ട്. ആദ്യം മേഘത്തിന്റെ താഴെനിന്നും -ve ചാർജ്ജോടുകൂടിയ stepped leader എന്നൊരു branch ആയിട്ടാണ് തുടങ്ങുന്നത്. ഈ stepped leader ഭൂമിയിൽ, ഉയരം കൂടിയ മരത്തിലോ മറ്റോ ആദ്യം ഒരു ബന്ധം സ്ഥാപിക്കുന്നു. തൊട്ടടുത്തനിമിഷം ഉഗ്രപ്രകാശത്തോടെ മുകളിലേയ്ക്ക് ഒരു return stroke. ഇതാണ് നാം മിന്നലായി കാണുന്നത്. താഴേയ്ക്ക് വരുന്ന stepped leader പലപ്പോഴും അനേകം ശാഖകളായി പിരിഞ്ഞാണ് കാണപ്പെടാറ്. പക്ഷെ, തിരിച്ചുള്ള return stroke പ്രധാന branch ൽ മാത്രം ഒതുങ്ങിനിൽക്കും. സാധാരണഗതിയിൽ മിന്നൽ ഇങ്ങനെ ഒരൊറ്റ stroke ൽ അവസാനിക്കില്ല. Stepped leader വന്നതുപോലെ, അതേ വഴിയിലൂടെ dart leader എന്ന പേരിൽ അടുത്തൊരു branch ഉം താഴേക്കു വരികയും വീണ്ടും return stroke സംഭവിക്കുകയും ചെയ്യും. ഇത് പലകുറി ആവർത്തിക്കുന്നു.

എന്താണ് മിന്നൽ രക്ഷാചാലകം ചെയ്യുന്നത് ? ഭൂമിയിലേയ്ക്ക് -ve ചാർജ്ജുകൾ ഒഴുകുന്നതിന് ഒരു എളുപ്പവഴി ഒരുക്കുകയാണ് ഇവയുടെ ജോലി. നല്ല രീതിയിൽ എർത്ത് ചെയ്ത ഇത്തരം റോഡുകൾ മേഘത്തിൽ നിന്നും താഴേക്ക് പതിക്കുന്ന stepped leader നെ പിടിച്ചെടുക്കുന്നു. അതുവഴി വീടിനോ മറ്റു കെട്ടിടങ്ങൾക്കോ കേടുപാടുകൾ ഉണ്ടാക്കാതെ ഡിസ്ചാർജ്ജ് പൂർണ്ണമായും മിന്നൽ രക്ഷാചാലകത്തിലൂടെ സംഭവിക്കുന്നു.

ചുരുക്കി പറഞ്ഞാൽ, മേഘങ്ങൾ കൂട്ടിയിടിച്ചല്ല, ചെറിയ മേഘകണങ്ങൾ തമ്മിലുരസിയുണ്ടാവുന്ന ചാർജ്ജ് കുമിഞ്ഞുകൂടി, ഒരു പരിധികഴിയുമ്പോൾ ഉണ്ടാവുന്ന ഡിസ്ചാർജ്ജ് ആണ് മിന്നൽ.
(കാലാവസ്ഥ ശാസ്ത്രഞജനും സെൻട്രൽ മിഷിഗൺ യുനിവേഴ്സിറ്റിയിലെ ഗവേഷകനും ആണ് ലേഖകൻ)