Come funzionano i rilevatori di fulmini

Vi siete mai chiesti come si formano i fulmini? Avete mai pensato a come i meteorologi possono rilevare i fulmini? Il fulmine è un fenomeno misterioso nella previsione meteorologica; è impossibile da prevedere con precisione, ma può essere rintracciato con una rilevatore di fulmini. I fulmini si verificano migliaia di volte al giorno e questi dispositivi forniscono avvisi anticipati di forti temporali, rendendo le apparecchiature di rilevamento dei fulmini uno strumento utile. Siete curiosi di sapere come funzionano i rilevatori di fulmini? Vi risponderemo in questo articolo.

I meteorologi possono prevedere la probabilità di un temporale con forti fulmini. Purtroppo, i singoli fulmini sono attualmente impossibili da prevedere e i fulmini sono apparentemente casuali e si verificano troppo rapidamente e frequentemente per poterli prevedere. Il lampo è il nostro unico avvertimento, a parte l'accumulo di elettricità statica che a volte precede il fulmine.

Che cos'è il fulmine?

Il fulmine è una potente scarica elettrica. Il fulmine si verifica quando c'è una differenza di carica elettrica in una nube temporalesca. Le particelle con carica negativa si spostano verso il fondo della nube, attirate dalle particelle con carica positiva al suolo: il fulmine da nube a terra convoglia gli elettroni dalla nube al suolo, bilanciando la carica. I fulmini da nube a nube avvengono in modo analogo, ma si verificano tra due nubi.

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Come funzionano i rilevatori di fulmini

I fulmini sono come scintille elettriche giganti; ogni volta che si verifica un fulmine, vengono emessi impulsi elettromagnetici che possono essere rilevati nelle vicinanze da una radio. Li avete già sentiti: se ascoltate la radio AM, l'impulso è il rumore delle scariche elettrostatiche che sentite.

Ma c'è un problema nell'utilizzo di queste frequenze per il rilevamento dei fulmini. Esistono altre potenziali fonti di interferenza elettromagnetica. Ad esempio, altre sorgenti che emettono segnali elettromagnetici potrebbero causare una falsa lettura del rilevatore, come motori elettrici o telefoni cellulari. Anche l'alternatore dell'auto può interferire: è il fischio a bassa tonalità che a volte si sente alla radio AM quando l'auto accelera.

Come si fa a capire dove colpisce un fulmine e come funzionano i rilevatori di fulmini?

Quando si verifica un fulmine, si produce un'onda elettromagnetica. Questo modello di onda viene rilevato a una frequenza ultrabassa di 500 Hz. Sintonizzando l'antenna su 500Hz è un modo per filtrare il maggior numero possibile di segnali di interferenza.

Esistono tre tipi di rilevatori di fulmini: mobili, a terra e spaziali. I sistemi mobili e quelli a terra utilizzano metodi simili per rilevare i fulmini e condividere i dati per determinare la posizione del fulmine.

Rilevatori di fulmini portatili utilizzano un'antenna a 500 Hz per rilevare le onde radio che indicano i fulmini. Altri rilevatori mobili utilizzano lo stesso metodo per localizzare i fulmini. Sebbene i rilevatori portatili siano meno precisi di quelli a terra, mobili o spaziali, sono comunque una soluzione più precisa. opzione conveniente per rilevare un fulmine.

Uno dei modi più precisi per rilevare un fulmine è il metodo della triangolazione. Il metodo della triangolazione utilizza due o più rilevatori di fulmini a terra per approssimare la distanza e l'entità del fulmine. Inoltre, l'utilizzo di più dispositivi riduce gli errori causati dalle interferenze del segnale. La Rete nazionale di rilevamento dei fulmini utilizza questo metodo, che era la forma più accurata di rilevamento dei fulmini fino al lancio dei nuovi satelliti GOES.

Il metodo più moderno di rilevamento dei fulmini è l'uso dei satelliti. I rilevatori satellitari forniscono informazioni più precise sull'intensità dei fulmini perché possiamo osservarli direttamente. GOES utilizza le radiazioni per determinare la posizione di un fulmine utilizzando uno strumento denominato Mappatore di fulmini geostazionario (GLM)che rileva i fulmini dallo spazio.

Utilizzi del rilevatore di fulmini

I potenziali utilizzi di un rilevatore di fulmini sono molteplici. Ecco un paio di usi più comuni:

• Attività sportive all'aperto
• Nautica
• Attività all'aperto (piscine, parchi di divertimento, parchi, ecc.)
• ...e altro ancora

Perché è importante il rilevamento dei fulmini?

Secondo l'International Lightning Detection Conference, il numero di vittime di fulmini nel mondo varia da 6.000 a 24.000 ogni anno. La sicurezza contro i fulmini è diventata sempre più critica e, anche se il detto "quando il tuono ruggisce, vai in casa" è da seguire, se si sente un tuono, i fulmini sono già troppo vicini. Ecco perché consigliamo di installare un rilevatore di fulmini se si trascorre molto tempo all'aperto durante la primavera e l'estate.

Anche se non disponiamo di un metodo accurato per prevedere i fulmini, il luogo e il momento in cui si verifica un fulmine sono dati preziosi. I meteorologi possono creare avvisi di tempesta più efficaci con più dati sui luoghi in cui i fulmini si verificano più comunemente.

Un metodo di previsione dei fulmini sviluppato di recente

In un 2019 pubblicazioneI ricercatori utilizzano i dati relativi alla pressione atmosferica, alla temperatura, alla velocità del vento e all'umidità relativa per prevedere i fulmini. Utilizzano l'intelligenza artificiale per correlare le condizioni atmosferiche con le registrazioni dei dati sui fulmini e prevedere la posizione di un fulmine. Questo metodo è in grado di rilevare i fulmini in un raggio di 30 km in 10-30 minuti. Pur essendo impreciso, questo metodo è in grado di prevedere l'area colpita e l'intervallo di tempo molto più velocemente di altri metodi di previsione.

Con il tempo e con l'aumento dei dati, questo metodo diventerà più accurato e preciso. Da quando stazione meteo I dati delle stazioni meteorologiche possono essere abbinati ai dati di rilevamento dei fulmini per migliorare l'accuratezza degli algoritmi.

Conclusione

Speriamo di aver risposto alle vostre domande sul funzionamento dei rilevatori di fulmini. Le tecnologie di rilevamento dei fulmini sono in continua evoluzione. Più metodi abbiamo per prevedere con precisione la posizione di un fulmine, più accurati possono essere i futuri avvisi meteo sui fulmini.