Le soufflet primitif de tonnerre est l'un des éléments les plus familiers et les plus impressionnants du paysage sonore de notre planète - et à couper le souffle assez à courte portée pour envoyer plus que quelques chiens, enfants et, oui, même des adultes qui se bousculent pour couverture.
Le large éventail de mots que nous utilisons pour décrire les sons du tonnerre - boom, crack, clap, roll, peal, rumble, grognement, rugissement - reflètent le fait que ce que nous entendons produire un éclair varie en volume, en netteté et en durée.
Les différents sons sont dus à notre position par rapport à la foudre en question et à l'effet de la densité de l'air, des objets et d'autres facteurs physiques.
La cause de la foudre
La décharge électrique appelée foudre se produit dans les orages grâce au mouvement d'air tumultueux qui s'y produit. Les cristaux de glace et les flocons de neige glacés appelés graupel entrent en collision les uns avec les autres dans le nuage d'orage (cumulonimbus), entraînant une charge positive des cristaux et une charge négative du graupel.
Les courants ascendants transportent les cristaux de glace dans la couronne de l'orage tandis que le graupel plus lourd se concentre au milieu et les couches inférieures, ce qui signifie que le haut du nuage maintenant électrifié développe une charge positive et le bas une charge négative une.
La tension s'accumule entre les zones de charge opposée, provoquant des éclairs dans l'orage ainsi qu'entre les nuages. Ces décharges dans les nuages et de nuage à nuage représentent la majeure partie de la foudre lors d'un orage, mais des impacts nuage-sol se produisent également.
Cela se produit parce que des charges similaires se repoussent, ce qui signifie que le bas du nuage d'orage chargé négativement déplace les charges négatives du sol tout en attirant des charges positives.
L'air entre les deux isole initialement des décharges électriques, mais une fois le Tension s'accumule suffisamment, un flux initial de charges négatives - le chef pilote – coule du ventre du nuage vers le sol. Au fur et à mesure que l'écoulement se poursuit, des canaux pour le mouvement des particules chargées se développent entre le nuage et le sol sous forme de leaders en escalier.
le coup de retour est la puissante poussée de courant du sol vers le nuage le long de ces canaux, qui produit l'éclair fulgurant que nous considérons comme un éclair.
La source du tonnerre
La décharge de la course de retour chauffe l'air autour du canal de tension à environ 50 000 degrés Fahrenheit. Cet échauffement extrêmement rapide crée une violente expansion de l'air qui jaillit de l'éclair comme une onde de choc. Cette onde de choc explosive et la compression qui en résulte produisent le son du tonnerre.
Parce que la vitesse de la lumière est plus rapide que la vitesse du son, nous voyons l'éclat de la foudre avant d'entendre le tonnerre qui en résulte; l'intervalle entre l'éclair et la flèche représente la distance de l'observateur au boulon. Toutes les cinq secondes, vous pouvez compter entre la foudre et le tonnerre représente environ 1 mile.
Applaudissements et roulement de tonnerre
Vous pouvez généralement entendre le tonnerre d'une tempête à environ 15 milles de votre position, parfois plus loin. La foudre nuage-sol qui se décharge assez près de vous produira un claquement ou un crépitement tonnerre alors que la forte onde de choc sonore de la partie du boulon la plus proche de votre position vous atteint premier.
Un roulement de tonnerre prolongé et apaisant suit alors que votre oreille enregistre des ondes de choc provenant de parties plus hautes et plus éloignées du canal du boulon.
Les fluctuations de volume du tonnerre roulant peuvent être dues à la forme en zigzag et souvent en fourche d'un boulon, aux différences de densité de l'air le long du canal de foudre principalement vertical et les ondes sonores rebondissant sur les nuages, les montagnes et d'autres obstacles - une combinaison de sons ternis et déformés par la distance ainsi que des échos.
Si vous êtes à une certaine distance d'un orage, vous n'entendrez peut-être que des roulements ou des tintements de tonnerre. La foudre que vous pouvez voir mais c'est trop loin pour entendre car le tonnerre est souvent appelé éclair de chaleur, mais rassurez-vous, il fait toujours du bruit.