ฟ้าผ่า

ฟ้าผ่า เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติซึ่งเกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุอิเล็กตรอนภายในก้อนเมฆ หรือระหว่างก้อนเมฆกับก้อนเมฆ หรือเกิดขึ้นระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดิน การเคลื่อนที่ขึ้นลงของกระแสอากาศ (updraft/downdraft) ภายในเมฆคิวมูโลนิมบัส ทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าในแต่ละบริเวณของก้อนเมฆและพื้นดินด้านล่าง เมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างตำแหน่งทั้งสองที่มีค่าระดับหนึ่ง จะก่อให้เกิดสนามไฟฟ้าขนาดใหญ่ โดยมีประจุบวกอยู่ทางด้านบนของก้อนเมฆ ประจุลบอยู่ทางตอนล่างของก้อนเมฆ พื้นดินบางแห่งมีประจุบวก พื้นดินบางแห่งมีประจุลบ ซึ่งจะเหนี่ยวนำให้เกิดการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้า

ปรากฏการฟ้าผ่า

การเกิดฟ้าผ่า

ฟ้าผ่านั้นเกิดขึ้นจากปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เกิดขึ้นภายใต้ก้อนเมฆฝนฟ้าคะนองหรือที่นักอุตุนิยมวิทยาเรียกกันว่าเมฆคิวมูโลนิมบัส (cumulonimbus) ซึ่งจะเป็นเมฆที่มีลักษณะเป็นก้อนขนาดใหญ่มหึมาบริเวณฐานของเมฆ (ขอบล่าง) นั้นจะสูงจากพื้นราว ๆ 2 กิโลเมตรและที่ส่วนของยอดเมฆ (ขอบบน) นั้นอาจจะสูงถึง 20 กิโลเมตร และเมื่อก้อนเมฆนั้นเคลื่อนที่ก็จะมีลมเข้าไปยังภายในก้อนเมฆและจะเกิดการไหลเวียนของกระแสอากาศภายในอย่างรวดเร็วและรุนแรง ทำให้หยดน้ำและก้อนน้ำแข็งในเมฆเสียดสีกันจนเกิดประจุไฟฟ้าและพบว่าประจุบวกมักจะรวมตัวกันอยู่บริเวณยอดเมฆ ส่วนประจุลบจะอยู่บริเวณฐานเมฆ ทั้งนี้ ประจุลบที่ฐานเมฆอาจจะเหนี่ยวนำทำให้พื้นผิวของโลกที่อยู่ “ใต้เงา” ของมันมีประจุเป็นบวก เป็นผลทำใหัเกิด สนามไฟฟ้าระหว่างกลุ่มประจุเหล่านั้น เมื่อประจุ มีการสะสมจำนวนมาก ทำให้ความเครียดของสนามไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้นจนเกินค่าความคงทน ของอากาศต่อแรงดันไฟฟ้า จนทำให้เกิดการคายประจุขึ้น อัน เป็นจุดกำเนิดของการเกิด ฟ้าผ่าขึ้น การคายประจุ อาจเกิดขึ้น ระหว่างก้อนเมฆ หรือ ระหว่าง ก้อนเมฆ กับ พื้นโลก ซึ่งเรียก ปรากฏการณ์ นี้ว่า "ฟ้าผ่า"

ลักษณะ

1.ฟ้าผ่าภายในก้อนเมฆ เกิดจากการเชื่อมต่อประจุลบด้านล่างกับประจุบวกด้านบนเข้าด้วยกัน ฟ้าผ่าแบบนี้มักจะเกิดมากที่สุด

2.ฟ้าผ่าจากเมฆก้อนหนึ่งไปยังเมฆอีกก้อนหนึ่ง เกิดจากประจุลบในเมฆก้อนหนึ่งไปยังประจุบวกในเมฆอีกก้อนหนึ่ง

3.ฟ้าผ่าจากฐานเมฆลงสู่พื้น หรือฟ้าผ่าแบบลบ เกิดจากการปลดปล่อยประจุลบออกจากก้อนเมฆ จึงเรียกว่า ฟ้าผ่าแบบ ลบ (negative lightning) และเป็นอันตรายต่อ คน สัตว์ และสิ่งต่าง ๆ ที่อยู่บนพื้นนั้นมีเพราะจะมีระยะผ่าลงบริเวณใต้เงาของเมฆฟ้าฝนคะนองเพราะพื้นที่ดังกล่าวถูกเหนี่ยวนำให้มีสภาพเป็นประจุบวก

4.ฟ้าผ่าจากยอดเมฆลงสู่พื้น หรือฟ้าผ่าแบบบวก เกิดจากการปลดปล่อยประจุบวกออกจากก้อนเมฆ จึงเรียกว่า ฟ้าผ่าแบบบวก (positive lightning) ฟ้าผ่าแบบบวกสามารถผ่าได้ไกลออกไปจากก้อนเมฆ ถึง 40 กิโลเมตร ภายในเวลา 1 วินาที โดยมักจะเกิดในช่วงท้ายของพายุฝนฟ้าคะนองคือหลังจากที่ฝนซาแล้ว

การป้องกันฟ้าผ่า

สายล่อฟ้า

การป้องกันฟ้าผ่าสามารถทำได้หลายวิธี ตั้งแต่การออกแบบและก่อสร้างอาคารตามหลักการป้องกันฟ้าผ่า รวมไปถึงการติดตั้งสายล่อฟ้า

อ้างอิง

• http://guru.sanook.com/6143/ฟ้าผ่า/
• http://www.rmutphysics.com/physics/oldfront/53/Lighting/index2.htm 2015-05-09 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน

1. การป้องกันฟ้าผ่า: มาตรฐาน วสท. เล่มที่ 3 (pdf)