Apa Yang Menyebabkan Terjadinya Petir?

Apa Yang Menyebabkan Terjadinya Petir?

Bagaimana pendapat anda tentang petir? Apakah anda pernah melihat atau mendengar ada orang, hewan atau yang lainnya di sambar petir? Tapi bagaimana ini bisa terjadi? Dan apa penyebabnya. Semua pasti bertanya-tanya tentang keganasan petir yang dapat memakan korban. Selain itu, suara gemuruh yang begitu keras membuat orang ketakutan dan bahkan tidak mau keluar rumah.

Badai petir tak terhindarkan dari perhatian manusia. Mereka tidak pernah diundang, tidak pernah direncanakan dan tidak pernah luput dari perhatian. Kemarahan sambaran petir akan membangunkan seseorang di tengah malam saat sedang tidur. Mereka mengirim anak-anak bergegas ke kamar orang tua, menangis untuk meyakinkan bahwa semuanya akan aman. Kemarahan pemogokan petir akan mengganggu aktivitas manusia.

Anak-anak dan orang dewasa sama-sama berkerumun di sekitar jendela untuk menyaksikan petir di langit, terpesona dengan kekuatan muatan statis. Badai petir adalah tampilan paling kuat dari segi elektrostatika. Mari anda simak ulasan tentang petir dibawah ini.

Apa Itu Petir?

Awan mungkin terlihat mengembang dan polos, tapi sebenarnya tempat itu aktif. Paling seru, mereka bisa menciptakan efek petir yang menakjubkan. Petir adalah pelepasan listrik yang disebabkan oleh ketidakseimbangan antara awan badai dan tanah atau di dalam awan itu sendiri. Sebagian besar petir terjadi di dalam awan. “Lembar petir” menggambarkan baut jauh yang menerangi seluruh dasar awan. Baut mungkin tampak seperti manik-manik, pita, atau roket.

Selama badai, partikel-partikel hujan, es, atau salju yang bertabrakan di dalam awan badai meningkatkan ketidakseimbangan antara awan badai dan tanah seringkali secara negatif mengisi arus bawah awan badai. Objek di lapangan, seperti menara, pepohonan dan bumi itu sendiri, menjadi bermuatan positif yang menciptakan ketidakseimbangan alam berusaha untuk diperbaiki dengan melewatkan arus di antara dua tuduhan tersebut.

Kilat sangat panas, lampu kilat bisa memanaskan udara di sekitarnya hingga suhu lima kali lebih panas dari pada permukaan matahari. Panas ini menyebabkan udara di sekitarnya berkembang dengan cepat dan bergetar, yang menciptakan guntur petir yang kita dengar dalam waktu singkat setelah melihat kilat petir.

Petir merupakan debit elektrostatik tiba-tiba yang terjadi saat badai petir. Pelepasan ini terjadi di antara daerah bermuatan listrik dari awan (disebut kilat intra-awan atau IC), di antara dua awan (petir CC), atau antara awan dan tanah (petir CG). Petir menciptakan cahaya dalam bentuk radiasi tubuh hitam dari plasma yang sangat panas yang diciptakan oleh aliran elektron dan suara dalam bentuk guntur.

Petir bisa dilihat dan tidak terdengar saat terjadi pada jarak yang terlalu besar agar suara bisa dibawa sejauh cahaya dari pemogokan atau kilat. Petir menabrak permukaan planet sekitar 100 kali setiap detik. Setiap kilatan petir mengandung lebih dari satu miliar volt. Lampu kilat bisa tejadi dalam waktu setengah detik. Pada saat itu, kilat petir memanaskan udara di sekitarnya sampai suhu lima kali lebih panas dari pada permukaan matahari.

Awan di udara mengembang dan bergetar, membentuk suara yang terdengar sebagai guntur. Tapi, saat suara bergerak lebih lambat daripada cahaya, sepertinya guntur terjadi setelah serangan petir. Petir adalah salah satu kejadian alami paling mematikan yang diketahui manusia, menciptakan suhu yang lebih panas daripada permukaan , matahari dan gelombang kejut yang berseri-seri ke segala arah. Pohon dan bangunan besar bisa hancur oleh petir tunggal.

  • Guntur

Guntur disebabkan oleh panas yang luar biasa dihubungkan dengan kilat petir. Dalam waktu kurang dari satu detik, udara dipanaskan sampai 15.000 sampai 60.000 dergrees fahrenheit. Bila udara dipanaskan sampai suhu ini dengan cepat, maka akan cepat mengembang. Saat sambaran petir sangat dekat, suaranya akan terdengar keras.

Durasi guntur yang terkait dengan sambaran petir terdekat akan sangat singkat. Petir yang menyerang lebih jauh akan bergemuruh untuk jangka waktu yang lebih lama karena suaranya tiba pada waktu yang berbeda karena panjang kilat petir. Guntur biasanya bisa didengar sampai jarak 10 mil.

Bagaimana kilat terbentuk?

Air dan es bergerak di dalam awan dipaksa oleh arus udara hangat, turun dengan gravitasi dan dikompres di awan. Sama seperti menggosok balon bisa membuat listrik statis, partikel di awan menjadi terisi. Tidak jelas bagaimana hal itu terjadi, tapi dakwaan terpisah di awan. Biaya positif naik dan negatif bergerak turun. Setelah pemisahan muatan yang signifikan telah terjadi, muatan positif dan negatif berusaha saling menguat.

Streamer muncul dari tanah untuk membentuk jalur. Begitu jalur selesai membuat bentuk percikan dan menetralkan muatannya, saat muatan negatif turun, udara yang mengelilinginya memanas. Percikannya sangat panas hampir mencapai 20.000 derajat celcius, dengan cepat memanaskan udara untuk menciptakan gelombang kejut. Perjalanan cahaya sangat cepat, sekitar 300 juta meter per detik dan suara itu hanya bergerak dengan kecepatan 300 meter per detik.

Cahaya sejuta kali lebih cepat daripada suara yang dihasilkan. Untuk mengetahui seberapa jauh badai itu, anda bisa menghiting berapa lama anda mendengar suaranya setelah petir. Untuk setiap 4 detik, antara lampu kilat dan gemuruh, badai petir berjarak 1,6 km.

Elektrifikasi Petir

Rincian proses pengisian masih dipelajari oleh para ilmuwan, namun ada kesepakatan umum mengenai beberapa konsep dasar listrik guntur. Area pengisian utama di badai terjadi di bagian tengah badai dimana udara bergerak ke atas dengan cepat (updraft) dan suhu berkisar antara -15 sampai -25 Celsius.

Di tempat itu, kombinasi suhu dan gerakan udara naik cepat untuk menghasilkan campuran tetesan awan super-cooled (butiran air kecil di bawah titik beku), kristal es kecil dan graupel (hujan es lunak). Updraft membawa tetesan awan super-cooled dan kristal es yang sangat kecil ke atas. Pada saat yang sama, graupel, yang jauh lebih besar dan lebih padat, cenderung turun atau tersuspensi di udara yang naik.

Perbedaan dalam pergerakan presipitasi menyebabkan terjadinya tabrakan. Ketika kristal es yang naik bertabrakan dengan graupel (hujan es lunak), kristal es menjadi bermuatan positif dan graupel menjadi bermuatan negatif. Updraft membawa kristal es bermuatan positif ke atas menuju puncak awan badai. Graupel yang lebih besar dan lebih padat tersuspensi di tengah awan petir atau jatuh ke bagian bawah badai.

Bagian atas awan guntur menjadi bermuatan positif sementara bagian tengah ke bawah awan petir menjadi bermuatan negatif. Hasilnya adalah bahwa bagian atas awan guntur menjadi bermuatan positif, sementara bagian tengah ke bawah awan petir menjadi bermuatan negatif. Gerakan ke atas dalam badai dan angin pada tingkat yang lebih tinggi di atmosfer cenderung menyebabkan kristal es kecil dibagian atas awan petir untuk menyebar secara horizontal jauh dari dasar awan guntur.

Bagian awan petir ini disebut landasan. Meskipun ini adalah proses pengisian utama untuk badai petir, beberapa biaya ini dapat didistribusikan kembali oleh pergerakan udara di dalam badai (updrafts dan downdrafts). Selain itu, ada penumpukan muatan positif kecil tapi penting di dekat bagian bawah awan petir akibat presipitasi dan suhu yang lebih hangat.

Penumpukan Statis di Awan

Komunitas ilmiah telah lama merenungkan penyebab sambaran petir. Bahkan penjelasan para peneliti ilmiah dan teori sampai saat ini. Rincian bagaimana awan menjadi statis tidak sepenuhnya dipahami. Meskipun demikian ada beberapa teori yang membuat banyak akal dan itu menunjukkan banyak konsep telah dibahas sebelumnya. Pelopor pemogokan petir adalah polarisasi muatan positif dan negatif di dalam awan badai.

Bagian atas awan badai diketahui mendapatkan kelebihan muatan positif dan dasar awan badai memperoleh kelebihan muatan negatif. Dua mekanisme tampaknya penting bagi proses polarisasi. Salah satu mekanisme melibatkan pemisahan biaya dengan proses yang memiliki kemiripan dengan pengisian friksional. Awan diketahui mengandung jutaan tetesan air yang tertunda dan partikel es bergerak dan berputar-putar dalam mode bergolak.

Air tambahan dari tanah menguap, naik ke atas dan membentuk kumpulan tetesan saat mendekati awan. Kelembaban ini naik bertabrakan dengan tetesan air di dalam awan. Dalam tumbukan, elektron merobek tetesan yang naik, menyebabkan pemisahan elektron negatif dari tetesan air bermuatan positif atau sekelompok tetesan. Mekanisme kedua yang berkontribusi terhadap polarisasi awan badai melibatkan proses pembekuan.

Ketinggian air yang meningkat mendekati suhu yang lebih dingin di ketinggian yang lebih tinggi. Suhu pendingin ini menyebabkan cluster tetesan air mengalami pembekuan. Partikel beku cenderung mengelompok lebih rapat dan membentuk daerah pusat dari kumpulan tetesan. Bagian beku dari gugusan kenaikan kelembaban menjadi bermuatan negatif dan tetesan luar memperoleh muatan positif.

Arus udara di dalam awan bisa merobek bagian luar dari gugus dan membawa mereka ke atas menuju puncak awan. Bagian beku tetesan dengan muatan negatifnya cenderung condong ke dasar awan badai. Dengan demikian, awan menjadi lebih terpolarisasi. Kedua mekanisme ini diyakini menjadi penyebab utama polidaritasi awan badai. Pada akhirnya, awan badai menjadi terpolarisasi dengan muatan positif yang dibawa ke bagian atas awan dan bagian negatif yang mengarahkan dasar awan.

Polarisasi awan memiliki efek yang sama pentingnya pada permukaan Bumi. Medan listrik awan membentang melalui ruang yang mengelilinginya dan menginduksi pergerakan elektron di Bumi. Elektron di permukaan luar Bumi ditolak oleh permukaan bawah awan yang bermuatan negatif. Ini menciptakan muatan berlawanan di permukaan bumi.

Bangunan, pohon dan bahkan orang dapat mengalami penumpukan muatan statis karena elektron ditolak oleh dasar awan. Dengan awan yang terpolarisasi menjadi berlawanan dan dengan muatan positif yang diinduksi di permukaan bumi, panggung ditetapkan untuk Act 2 dalam drama pemogokan petir.

Mekanisme Serangan Kilat

Seiring penumpukan muatan statis di awan badai meningkat, medan listrik yang mengelilingi awan menjadi lebih kuat. Biasanya, udara yang mengelilingi awan akan menjadi isolator yang cukup baik untuk mencegah keluarnya elektron ke Bumi. Namun, medan listrik yang kuat di sekitar awan mampu mengionisasi udara di sekitarnya dan membuatnya lebih konduktif. Ionisasi melibatkan pengguntingan elektron dari kulit luar molekul gas.

Molekul gas yang membentuk udara dengan demikian berubah menjadi sup ion positif dan elektron bebas. Udara isolasi ditransformasikan menjadi plasma konduktif. Kemampuan medan listrik badai awan untuk mengubah udara menjadi konduktor membuat transfer muatan dari awan ke tanah mungkin terjadi. Sebuah petir dimulai dengan pengembangan seorang pemimpin selangkah.

Kelebihan elektron di dasar awan memulai perjalanan melalui udara yang melakukan ke tanah dengan kecepatan hingga 60 mil per detik. Elektron ini mengikuti jalur zigzag menuju tanah, bercabang di berbagai lokasi. Variabel yang mempengaruhi rincian jalur sebenarnya tidak diketahui. Dipercaya bahwa kehadiran kotoran atau partikel debu di berbagai bagian udara bisa menciptakan daerah antara awan dan bumi yang lebih konduktif dibanding daerah lain.

Sebagai pemimpin sel tumbuh, itu mungkin diterangi oleh cahaya keunguan yang merupakan ciri molekul udara terionisasi. Meskipun demikian, pemimpin takhta bukanlah pemogokan petir yang sebenarnya. Ini hanya menyediakan jalan antara awan dan Bumi yang akhirnya akan segera dilalui petir. Sebagai elektron dari pemimpin langkah mendekati Bumi, ada tambahan tolakan elektron ke bawah dari permukaan bumi.

Kuantitas muatan positif yang berada di permukaan bumi menjadi lebih besar lagi. Tuduhan ini mulai bermigrasi ke atas melalui bangunan, pepohonan dan orang-orang ke udara. Peningkatan muatan positif naik dikenal sebagai streamer, mendekati pemimpin langkah di udara di atas permukaan Bumi. Penyalur bisa menemui pemimpin di tempat yang setara dengan panjang lapangan sepak bola.

Begitu kontak dibuat antara pita dan pemimpin, jalur pelurusan lengkap dipetakan dan kilat dimulai. Titik kontak antara ground charge dan cloud charge dengan cepat naik ke atas dengan kecepatan setinggi 50.000 mil per detik. Sebanyak satu miliar triliun elektron dapat melintang jalan ini dalam waktu kurang dari satu milidetik. Serangan awal ini diikuti oleh beberapa serangan sekunder atau kenaikan muatan secara cepat.

Lonjakan sekunder ini berjarak terpisah begitu dekat pada waktu yang mungkin tampak sebagai pemogokan tunggal. Aliran muatan yang sangat besar dan cepat di sepanjang jalur antara awan dan Bumi memanaskan udara di sekitarnya, menyebabkannya berkembang dengan hebat. Ekspansi udara menciptakan gelombang kejut yang kita amati sebagai guntur.

Rod Petir dan Tindakan Pelindung Lainnya

Bangunan tinggi, rumah pertanian dan bangunan lainnya yang rentan terhadap sambaran petir seringkali dilengkapi dengan penangkal petir. Pelepasan penangkal petir di sebuah bangunan adalah tindakan perlindungan yang dibuat untuk melindungi bangunan jika terjadi sambaran petir. Konsep penangkal petir awalnya dikembangkan oleh Ben Franklin.

Franklin mengusulkan bahwa penangkal petir harus terdiri dari tiang logam runcing yang meluas ke atas bangunan yang dimaksudkan untuk melindungi. Franklin menyarankan agar penangkal petir melindungi sebuah bangunan dengan satu dari dua metode. Pertama, batang berfungsi untuk mencegah awan bermuatan melepaskan segumpal petir. Dan kedua, petir berfungsi untuk dengan aman mengalihkan petir ke tanah jika awan tersebut melepaskan kilatnya melalui baut.

Teori Franklin tentang pengoperasian batang petir telah bertahan selama beberapa abad. Dan tidak sampai beberapa dekade terakhir, penelitian ilmiah memberikan bukti untuk mengkonfirmasi cara mereka beroperasi untuk melindungi bangunan dari kerusakan petir. Yang pertama dari dua teori yang diajukan Franklin sering disebut sebagai teori disipasi petir.

Menurut teori, penggunaan penangkal petir pada bangunan melindungi bangunan dengan mencegah sambaran petir. Idenya didasarkan pada prinsip bahwa kekuatan medan listrik besar di sekitar benda yang runcing. Medan listrik yang kuat yang mengelilingi benda runcing berfungsi untuk mengionisasi udara di sekitarnya, sehingga meningkatkan kemampuan konduktifnya.

Teori disipatif menyatakan bahwa saat awan badai mendekat, ada jalur konduktif yang terbentuk antara awan bermuatan statis dan penangkal petir. Menurut teori, muatan statis secara bertahap bermigrasi sepanjang jalur ini ke tanah, sehingga mengurangi kemungkinan debit tiba-tiba dan eksplosif.

Pendukung teori disipasi petir berpendapat bahwa peran utama penangkal petir adalah melepaskan awan dalam jangka waktu yang lebih lama, sehingga mencegah penumpukan muatan berlebihan yang merupakan karakteristik pemogokan petir.

Yang kedua dari teori Franklin tentang pengoperasian penangkal petir adalah dasar teori pengalihan petir. Teori pengalihan kilat menyatakan bahwa batang penerangan melindungi bangunan dengan menyediakan jalur konduktif muatan ke Bumi.

Batang petir biasanya dilekatkan pada kabel tembaga tebal ke batang pengikat yang dikuburkan di Bumi di bawahnya. Pelepasan tiba-tiba dari awan akan ditarik ke arah penangkal petir yang tinggi namun dengan aman diarahkan ke Bumi, sehingga mencegah terjadinya kerusakan pada bangunan. Batang petir dan kabel yang terpasang dan tiang tanah memberikan jalur resistansi rendah dari wilayah di atas bangunan ke tanah di bawahnya.

Dengan mengalihkan muatan melalui sistem proteksi petir, bangunan tersebut terhindar dari kerusakan yang terkait dengan sejumlah besar muatan listrik yang melewatinya. Peneliti petir sekarang umumnya yakin bahwa teori disipasi petir memberikan model yang tidak akurat tentang bagaimana batang petir bekerja. Memang benar bahwa ujung penangkal petir mampu mengionisasi udara di sekitarnya dan membuatnya lebih konduktif.

Namun, efek ini hanya meluas selama beberapa meter di atas ujung petir. Beberapa meter konduktivitas yang disempurnakan di atas ujung batang tidak mampu mengeluarkan awan besar yang membentang sejauh beberapa kilometer. Sayangnya, saat ini belum ada metode pencegahan kilat yang diverifikasi secara ilmiah.

Selanjutnya, studi lapangan baru-baru ini telah menunjukkan bahwa ujung penangkal petir tidak perlu ditunjukkan tajam seperti yang disarankan oleh Ben Franklin. Batang petir berujung tumpul ditemukan lebih mudah menerima serangan petir dan dengan demikian memberikan jalur pelepasan awan bermuatan yang lebih mungkin.

Saat memasang penangkal petir pada bangunan sebagai langkah proteksi petir, sangat penting bahwa batang tersebut ditinggikan di atas bangunan dan dihubungkan oleh kawat resistansi rendah ke tanah.

Apa Yang Menyebabkan Petir?

Guntur dan kilat. Ketika menyangkut kekuatan alam, beberapa hal lain telah mengilhami banyak ketakutan, penghormatan, atau daya tarik, belum lagi legenda, mitos dan representasi religius. Seperti semua hal di alam, apa yang pada awalnya dilihat sebagai tindakan oleh para Dewa sejak saat itu diakui sebagai fenomena alam. Tapi terlepas dari semua yang telah dipelajari manusia selama berabad-abad, tingkat misteri tetap ada saat terjadi petir.

Menurut definisi, petir adalah debit elektrostatik mendadak saat terjadi badai listrik. Pelepasan ini memungkinkan daerah bermuatan di atmosfer untuk sementara menyamakan diri mereka sendiri, saat mereka menyerang benda di lapangan. Meskipun petir selalu disertai bunyi guntur, petir yang jauh bisa dilihat tapi terlalu jauh agar guntur terdengar.

Petir dapat mengambil satu dari tiga bentuk, yang ditentukan oleh apa yang ada di “ujung” saluran cabang. Misalnya, ada pencahayaan intra-cloud (IC), yang terjadi di antara daerah bermuatan listrik dari awan. Di mana terjadi antara satu badai fungsional dan lain. Petir dari awan ke tanah (CG), yang terutama berasal dari petir dan berakhir di permukaan bumi.

Petir intra-awan paling sering terjadi antara bagian atas (atau “anvil”) dan bagian bawah dari badai yang diberikan. Dalam kasus seperti itu, pengamat hanya bisa melihat kilatan cahaya tanpa mendengar guntur apapun. Istilah “petir panas” sering diterapkan, karena hubungan antara kehangatan yang dialami secara lokal dan kilatan petir jauh.

Dalam kasus petir awan-ke-awan, muatan biasanya berasal dari bawah atau di dalam landasan dan mengacak-acak lapisan awan atas badai petir, biasanya menghasilkan petir dengan beberapa cabang. Cloud-to-ground (CG) adalah jenis petir yang paling terkenal, meskipun merupakan yang ketiga paling umum – terhitung sekitar 25% kasus di seluruh dunia. Dalam hal ini, kilat berbentuk pelepasan antara petir dan tanah, dan biasanya negatif dalam polaritas.

Pencahayaan berasal saat arus angin dan arus turun terjadi di atmosfer, menciptakan mekanisme pengisian yang memisahkan muatan listrik di awan meninggalkan muatan negatif di bagian bawah dan muatan positif di bagian atas. Sebagai biaya di bagian bawah awan terus tumbuh, perbedaan potensial antara awan dan tanah yang bermuatan positif tumbuh juga.

Ketika kerusakan di dasar awan menciptakan muatan positif, formulir pelepasan muatan elektrostatik dan mulai berjalan ke bawah dalam langkah puluhan meter. Dalam kasus petir IC atau CC, saluran ini kemudian ditarik ke kantong lain daerah muatan positif. Dalam kasus pemogokan CG, pemimpin yang melangkah itu tertarik ke tempat yang bermuatan positif.

Banyak faktor yang mempengaruhi frekuensi, distribusi, kekuatan dan sifat fisik kilat kilat “khas” di wilayah tertentu di dunia. Ini termasuk elevasi tanah, lintang, arus angin yang ada, kelembaban relatif, kedekatan dengan air hangat dan dingin, dll. Sampai tingkat tertentu, rasio antara kilang IC, CC dan CG juga dapat bervariasi pada musim di garis lintang tengah.

Sekitar 70% petir terjadi di daratan di daerah tropis dimana konveksi atmosfer adalah yang terbesar. Hal ini terjadi dari campuran massa udara yang lebih hangat dan dingin, serta perbedaan konsentrasi kelembaban dan umumnya terjadi pada batas-batas antara keduanya. Di daerah tropis, di mana tingkat pembekuan umumnya lebih tinggi di atmosfer, hanya 10% kilatan kilat adalah CG.

Pada garis lintang Norwegia (sekitar 60 ° Lintang Utara), di mana ketinggian pembekuan lebih rendah, 50% petir adalah CG. Secara umum, petir memiliki tiga efek terukur pada lingkungan sekitar. Pertama, ada efek langsung dari sambaran petir itu sendiri, di mana kerusakan struktural atau bahkan kerusakan fisik dapat terjadi.

Saat pencahayaan menabrak pohon, itu menguap getah yang bisa mengakibatkan batangnya meledak atau cabang besar bergoyang-goyang dan jatuh ke tanah. Saat petir menyambar pasir, tanah yang mengelilingi saluran plasma bisa meleleh, membentuk struktur tubular yang disebut fulgurites. Bangunan tinggi yang terkena petir mungkin rusak saat petir mencari jalur yang tidak disengaja ke tanah.

Dan meskipun sekitar 90% orang tersambar petir bertahan hidup, manusia atau hewan yang disambar petir mungkin menderita luka parah akibat kerusakan organ dalam dan sistem saraf. Guntur juga merupakan akibat langsung dari discharge elektrostatis. Karena saluran plasma memanaskan udara di sekitarnya, molekul gas mengalami peningkatan tekanan yang cepat dan dengan demikian meluas ke luar dari petir menciptakan gelombang kejut yang terdengar

Karena gelombang suara menyebar bukan dari sumber tunggal, namun sepanjang jalur petir, jarak yang berbeda dari berbagai benda dapat menghasilkan efek bergulir atau bergemuruh. Radiasi berenergi tinggi juga berawal dari sambaran petir. Ini termasuk sinar x dan sinar gamma yang telah dikonfirmasi melalui pengamatan menggunakan medan listrik dan detektor sinar-X dan teleskop berbasis ruang angkasa.

Sistematis tentang petir dilakukan pada paruh kedua abad ke-18. Sebelum ini, para ilmuwan telah mengetahui bagaimana listrik dapat dipisahkan menjadi muatan positif dan negatif dan disimpan. Mereka juga mencatat adanya hubungan antara percikan api yang diproduksi di laboratorium dan petir. Awan bermuatan listrik, dari mana ia mengikuti petir itu sendiri adalah listrik.

Jika awan bermuatan listrik seperti yang dia harapkan, maka percikan api akan melayang di antara batang besi dan kawat ground. Pada tahun 1750, dia menerbitkan sebuah proposal dimana sebuah layang-layang akan diterbangkan dalam badai untuk menarik petir. Pada musim panas 1752, diyakini telah melakukan eksperimen sendiri selama badai besar yang terjadi di Philadelphia.

Sedikit kemajuan yang signifikan dibuat dalam memahami sifat petir sampai akhir abad ke-19 ketika alat fotografi dan spektroskopi tersedia untuk penelitian petir. Fotografi yang terselesaikan waktu itu digunakan oleh banyak ilmuwan selama periode ini untuk mengidentifikasi goresan petir individu yang membentuk pelepasan petir ke tanah.

Bagaimana Bentuk Petir?

Petir adalah arus listrik. Untuk membuat arus listrik ini, pertama Anda membutuhkan awan. Bila tanahnya panas, ia memanaskan udara di atasnya. Udara hangat ini naik. Saat udara naik, uap air mendingin dan membentuk awan. Saat udara terus meningkat, awan semakin besar dan kuat. Di puncak awan, suhu di bawah titik beku dan uap air berubah menjadi es. Sekarang, awan itu menjadi petir.

Banyak potongan kecil es bertabrakan satu sama lain saat mereka bergerak. Semua tumbukan ini menyebabkan timbulnya muatan listrik. Akhirnya, seluruh awan terisi dengan muatan listrik. Bentuk partikel yang lebih ringan dan bermuatan positif terbentuk di bagian atas awan. Partikel negatif yang bermuatan negatif tenggelam ke dasar awan.

Bila muatan positif dan negatif tumbuh cukup besar, percikan api raksasa terjadi di antara dua muatan di dalam awan. Ini seperti percikan listrik statis seperti yang Anda lihat, tapi jauh lebih besar. Sebagian besar petir terjadi di dalam awan, tapi terkadang terjadi di antara awan dan tanah. Penumpukan muatan positif terbentuk di tanah di bawah awan, menarik muatan negatif di dasar awan.

Muatan positif tanah berkonsentrasi di segala sesuatu yang menempel di sekitar pohon, konduktor petir, bahkan manusia. Tuduhan positif dari tanah menghubungkan dengan muatan negatif dari awan dan percikan sambaran petir.

Fakta kilat

Gerakan udara di dalam awan dikombinasikan dengan efek gravitasi menyebabkan partikel air berukuran berbeda ini terpisah. Updir membawa partikel kecil ke puncak awan dan gravitasi menarik partikel air atau es yang lebih besar ke dasar awan. Pemisahan partikel bermuatan positif yang lebih kecil ini dan partikel bermuatan negatif yang lebih besar menciptakan ketidakseimbangan listrik dengan potensi listrik yang sangat besar dari jutaan volt di seluruh awan badai.

Sama seperti gravitasi menuntut air kembali ke laut, hukum fisika memerlukan perbedaan listrik ini untuk dinetralkan. Petir terbentuk saat arus luar biasa melintasi udara untuk memperbaiki ketidakseimbangan besar elektron negatif yang tercipta di dalam awan badai. Sebagai muatan dibangun di dalam awan badai jari tak terlihat dari elektron bermuatan negatif yang disebut pemimpin melangkah keluar dari daerah bermuatan negatif ke daerah yang lebih bermuatan positif.

Para pemimpin ini memecah udara yang mendepositokan muatan negatif dan mengionisasinya. Udara terionisasi memiliki resistansi yang lebih rendah maka udara normal dan sepanjang saluran resistansi rendah inilah arus besar masuk dalam bentuk stroke kembali. Mayoritas energi listrik (kira-kira 80% sampai 90%) dilepaskan di dalam awan itu sendiri seperti petir intra awan.

Sesekali petir melewati awan petir yang terpisah seperti petir antar petang. Bentuk kilat ini hanya berbahaya bagi pesawat yang cukup berani terbang langsung di badai petir, atau cukup malang diserang oleh petir antar petang yang melintas melalui udara bersih antara awan.

Harap diyakinkan bahwa pesawat modern memiliki bingkai logam yang berfungsi melindungi isinya dari dampak pelepasan listrik dan memiliki sistem listrik yang dirancang khusus untuk menghadapi sambaran petir. Anda harus sangat disayangkan terlibat dalam insiden penerbangan yang disebabkan oleh sambaran petir.

Bahaya nyata bagi kehidupan dan harta benda manusia adalah ketika muatan negatif di awan badai menjadi cukup kuat untuk melompat ke bumi dalam bentuk awan ke tanah petir. Fisika menyatakan bahwa muatan listrik polaritas yang berbeda saling menarik satu sama lain dan muatan listrik polaritas yang sama saling tolak.

Jadi, seiring dengan banyaknya elektron bermuatan negatif yang tumbuh di dasar awan, medan elektronik dihasilkan oleh mereka juga menumbuhkan kembali elektron di permukaan bumi yang lebih dalam ke dalam tanah membentuk muatan positif yang lebih kuat di permukaan. Negatif melangkah memimpin garpu ke bawah dari awan untuk merasakan jalan konduktif terbaik ke bumi.

1.  Setiap saat ada lebih dari 2.000 badai petir yang terjadi di seluruh dunia, masing-masing menghasilkan lebih dari 100 petir.
2. Itu lebih dari 8 juta kilat setiap hari.
3. Setiap kilat petir sekitar 3 mil panjangnya namun hanya sekitar satu sentimeter
4. Sebuah sambaran petir menyisihkan sekitar 1-10 miliar joule energi dan menghasilkan arus 30.000 – 50.000 ampli.
5. Baut petir tunggal mengeluarkan energi sebanyak meniup satu ton TNT.
6. Sebuah pemogokan sebenarnya terdiri dari tiga sampai dua belas pukulan petir individu, yang masing-masing berlangsung beberapa ribu detik.

Fakta Mengagumkan

Mereka bercabang dari area awan di segala penjuru yang menghancurkan udara di sepanjang jalan sehingga memudahkan elektron lain melewatinya. Udara terionisasi yang dipecah dikenal sebagai plasma dan jauh lebih konduktif daripada udara yang tidak terionisasi. Sebagai medan positif di permukaan bumi, jari-jari udara bermuatan positif yang disebut pita yang menjangkau dari benda-benda menawarkan jalur resistansi rendah.

Elektron bermuatan negatif akan selalu mencoba menempuh jalur termudah ke wilayah yang lebih bermuatan positif. Ini berarti benda-benda di tanah tidak harus menjadi bangunan tertinggi di suatu daerah. Suara guntur disebabkan oleh udara superheat yang sama berkembang dengan cepat dan menciptakan gelombang kejut supersonik.

Sebagai sambaran petir bukanlah satu sambaran petir yang terus-menerus, namun serangkaian ledakan petir. Pada pukulan balik, masing-masing pemimpin yang melangkah keluar dari udara super pemanasan bawah dan menciptakan gelombang kejut pada ketinggian yang berbeda.

  • Seberapa panas baut petir? Hanya sekitar 54.000 derajat Fahrenheit – kira-kira lima kali lebih panas dari permukaan matahari!
  • Petir berkedip lebih dari 3 juta kali sehari di seluruh dunia – sekitar 40 kali per detik. Tidak semua kilatan melanda tanah – beberapa terjadi antara atau di dalam awan.
  • Baut petir rata-rata dapat melepaskan energi yang cukup untuk mengoperasikan bola lampu 100 watt selama lebih dari tiga bulan berturut-turut (sekitar 250 kilowatt-jam energi).
  • Petir mulai di awan cumulonimbus (alias petir) yang memiliki muatan positif di atas dan muatan negatif di bawah ini. Kami tidak tahu bagaimana biaya mulai, tapi tetesan air dan kristal es membawa mereka.
  • Tuduhan negatif di awan menciptakan muatan positif di Bumi di bawah ini, dan kedua muatan mulai mencoba menghubungkan dan membuat sirkuit. Pernah melihat bunga api melintas di suatu tempat? Ini seperti itu, tapi jauh lebih besar.
  • Udara antara awan dan Bumi menghalangi koneksi – sampai muatannya menjadi begitu kuat sehingga dorongan listrik yang disebut “pemimpin yang melangkah” jatuh dari awan.
  • Pemimpin turun dalam tangga masing-masing sekitar 150 kaki sekitar 136.000 mph, sampai hampir mencapai tanah. Saat itulah muatan listrik yang disebut streamer naik untuk menghadapinya dan menyelesaikan rangkaian.
  • Kemudian seberkas listrik bergoyang-goyang di sepanjang jalan setapak di sekitar 62 juta mph dan menciptakan petir. Lebih banyak baut bisa naik jalur yang sama lagi setelahnya. Karena semuanya terjadi begitu cepat, yang kita lihat hanyalah satu kilat petir.
  • Semua energi itu berjalan di sepanjang jalan setebar ibu jari!
  • Perekam bisa berjalan melalui bangunan, pohon, atau bahkan seseorang, yang bisa berakibat fatal.
  • Petir membunuh sekitar 2.000 orang per tahun, jadi tetap di dalam saat badai petir.

Jenis Petir

Baut kilat awan ke bumi adalah fenomena umum, sekitar 100 pemogokan permukaan bumi setiap detik, namun kekuatan mereka luar biasa. Setiap baut bisa berisi hingga satu miliar volt listrik. Baut petir khas ke darat dimulai saat serangkaian muatan negatif yang mirip langkah, disebut pemimpin yang melangkah, berlomba turun dari dasar awan badai menuju Bumi di sepanjang saluran dengan kecepatan sekitar 200.000 mph (300.000 kph).

Masing-masing segmen ini panjangnya sekitar 150 kaki (46 meter). Ketika langkah paling bawah datang dalam jarak 150 kaki (46 meter) dari benda bermuatan positif, ia bertemu dengan gelombang kenaikan listrik positif, yang disebut pita, yang dapat naik melalui bangunan, pohon, atau bahkan seseorang.

Ketika keduanya terhubung, arus listrik mengalir saat muatan negatif mengalir ke saluran ke arah bumi dan kilatan kilat yang tampak melayang ke atas pada sekitar 200.000.000 mph (300.000.000 kph), mentransfer listrik sebagai kilat dalam prosesnya.

Beberapa jenis petir, termasuk jenis yang paling umum, tidak pernah meninggalkan awan tapi berjalan di antara area dengan muatan berbeda di dalam atau di antara awan. Bentuk langka lainnya dapat dipicu oleh kebakaran hutan ekstrem, letusan gunung berapi, dan badai salju. Bola petir, bola kecil bermuatan yang mengapung, bersinar, dan memantul tanpa melupakan hukum gravitasi atau fisika, masih membingungkan ilmuwan.

Sekitar satu sampai 20 baut petir dari awan ke tanah adalah “petir positif”, sejenis yang berasal dari topeng badai bermuatan positif. Serangan ini membalikkan aliran muatan baut petir khas dan jauh lebih kuat dan lebih merusak. Petir yang positif bisa merentang di langit dan menyerang “tiba-tiba” lebih dari 10 mil dari awan badai tempat ia dilahirkan.

Dampak dari Penyerangan Petir

Kilat tidak hanya spektakuler, tapi berbahaya. Sekitar 2.000 orang terbunuh di seluruh dunia dengan petir setiap tahunnya. Ratusan lebih selamat dari pemogokan namun menderita berbagai gejala abadi, termasuk kehilangan ingatan, pusing, kelemahan, mati rasa, dan penyakit pengubah kehidupan lainnya. Sambaran petir dapat menyebabkan serangan jantung dan luka bakar parah, namun 9 dari setiap 10 orang bertahan hidup.

Rata-rata orang Amerika memiliki sekitar 1 dari 5.000 kemungkinan disambar petir selama seumur hidup. Hujan ekstrem yang panas akan menguapkan air di dalam pohon, menciptakan uap yang bisa meniup pohon itu terpisah. Mobil havens dari petir, tapi tidak untuk alasan yang paling di percaya. Ban melakukan arus, seperti halnya rangka logam yang membawa muatan tanpa membahayakan ke tanah.

Banyak rumah yang dibangun berdasarkan batang dan perlindungan lainnya yang membuat listrik petir tidak berbahaya ke tanah. Rumah juga mungkin secara tidak sengaja dibumi oleh pipa ledeng, selokan, atau bahan lainnya. Bangunan beralas menawarkan perlindungan, namun penghuni yang menyentuh air ledeng atau menggunakan telepon darat mungkin akan terkejut dengan listrik yang dilakukan.

Petir disebabkan oleh pelepasan elektron secara elektronis yang bergerak sangat cepat dari satu tempat ke tempat yang lain. Elektron ini bergerak begitu cepat sehingga mereka memanaskan udara di sekitarnya sehingga menyebabkan cahaya bersinar. Badai petir disebabkan oleh arus udara naik yang kuat yang disebut updrafts yang membentuk awan Cumulonimbus.

Updrafts ini menciptakan angin 50 mph naik beberapa mil ke udara untuk membentuk awan Cumulonimbus. Perputaran hangat dan arus bawah yang lebih dingin membuat turbulensi di dalam guntur yang mengakibatkan interaksi partikel air kecil dan kristal es mikroskopis yang disebut hydrometeors. Tumbukan kontinu air dan es menciptakan partikel besar dan kecil.

Karakteristik gerakan yang berbeda dari partikel berukuran bervariasi ini pada gilirannya menciptakan muatan listrik di dalam awan. Untuk alasan yang belum sepenuhnya dipahami oleh para ilmuwan, diperkirakan partikel yang lebih kecil (kurang dari 100 mikrometer) memperoleh muatan positif, sementara partikel yang lebih besar mendapatkan muatan negatif.

Gelombang kejut yang berbeda pada ketinggian berbeda memberi efek gemuruh saat terjadi sambaran petir. Serangkaian stroke sekunder juga dapat berjalan di sepanjang saluran ionisasi yang sama dengan stroke awal dapat menyebabkan guntur menggelegar dalam volume saat gelombang kejut sekunder dihasilkan.

Demikianlah proses terjadinya petir. Ternyata petir itu sangat berbahaya dan dapat mengganggu aktivitas manusia. Jadi apa yang akan anda lakukan jika terjadi petir? Sebaiknya anda berhati-hati jika petir mulai datang. Ini untuk keselamat anda juga. Karena ini dapat mengancam dan mengakibatkan hal negatif bagi kesehatan dan nyawa anda. Sebaiknya anda jangan keluar rumah jika anda tidak ingin kena sambar petir.

Dan kalau anda bekerja diluar, sebaiknnya anda hentikan pekerjaan anda dulu dan carilah tempat yang aman. Sekarang anda sudah mengertikan tentang fakta dan bahaya yang dapat disebabkan oleh petir tersebut. Sekian artikel yang saya buat, semoga dapat menambah wawasan dan pengetahuan anda. Terima kasih..