اكتشاف جديد لتطور قنوات البرق قبل وبعد العودة الكهربائية.. ظاهرة لم تُرصد سابقًا

أظهرت دراسة جديدة قادها باحثون من معهد الفيزياء الجوية بالأكاديمية الصينية للعلوم (CAS) أول دليل ميداني على حدوث تفريغات جانبية سالبة على قنوات القائد السالب للبرق.

ونُشرت النتائج مؤخرًا في مجلة Geophysical Research Letters، مقدمة رؤى جديدة حول كيفية بقاء قنوات البرق نشطة كهربائيًا وتطور بنيتها قبل وبعد العودة الكهربائية.

قبل هذه الدراسة، كانت التفريغات الجانبية ذات الاستقطاب السالب تُلاحظ فقط قرب أطراف القادة الموجبة، ولم تُسجل على طول القنوات السالبة.

التصوير المتقدم والملاحظات الرئيسية

باستخدام جهاز رصد البرق بتردد عالٍ جدًا (VHF) طوره الفريق، والذي يتميز بدقة زمنية دون ميكروثانية ودقة مكانية تصل لعشرات الأمتار، تم التقاط هذه الظاهرة أثناء حدث برق موجب من السحابة إلى الأرض على هضبة تشينجهاي-التبت.

من خلال الجمع بين التصوير التداخلي بتردد VHF والقياسات الكهرومغناطيسية الأرضية، أكد الفريق أن التفريغات الجانبية قصيرة المدة ظهرت بشكل متكرر على القنوات السالبة ما قبل المؤينة—قبل وبعد العودة الكهربائية.

سلوك القنوات قبل وبعد العودة الكهربائية

قبل العودة الكهربائية، تقدم القائد الموجب بثبات بينما ضعف القائد السالب، مكونًا تفريغات جانبية صغيرة على طول القناة السالبة الأفقية تقريبًا.

انتشرت هذه التفريغات بسرعة تقريبية 8 × 10^4 م/ث، وكانت شدة إشعاع VHF مماثلة لتلك الخاصة بالتفريغات الإبرية قرب أطراف القادة الموجبة.

بعد العودة الكهربائية، كشفت البيانات عن تفريغات سريعة على القنوات السالبة القائمة، مع تفريغات جانبية جديدة تمتد إلى الهواء غير المؤين سابقًا.

ساهمت هذه الأحداث في إطالة القنوات السالبة والحفاظ على التيار المستمر طويل المدة عبر المحافظة على توصيلية القناة.

نتائج الرصد وتأثيرها على تطور قنوات البرق

قال تشيه شيوشو، الباحث المشارك وقائد الدراسة: “ما لفت انتباهنا حقًا هو العلاقة بين هذه التفريغات الجانبية وتطور فرق الجهد في القناة.

فالتغيرات التدريجية قبل العودة الكهربائية تعيد تنشيط الفروع الضعيفة، بينما تؤدي الزيادات المفاجئة بعدها إلى فتح مسارات تفريغ جديدة”.

تشير النتائج إلى أن معدل أو حجم تغير فرق الجهد في القناة يلعب دورًا حاسمًا في تحديد ما إذا كانت التفريغ الجانبي سيعيد تنشيط مسار قائم أو يبدأ مسارًا جديدًا، مما يوضح الآليات التي تحافظ على توصيلية القنوات السالبة أثناء مرحلة التيار المستمر.