De oerbalg van donder is een van de meest bekende en indrukwekkende elementen van het geluidslandschap van onze planeet – en oorverdovend genoeg van dichtbij om meer dan een paar honden, kinderen en, ja, zelfs volwassenen te laten klauteren Hoes.
Het brede scala aan woorden die we gebruiken om de geluiden van de donder te beschrijven - boem, barst, klap, rol, piemel, dreun, mopperen, brullen - weerspiegelen het feit dat wat we een bliksemschicht horen produceren varieert in volume, scherpte en looptijd.
De verschillende geluiden zijn te wijten aan onze positie ten opzichte van de betreffende bliksemschicht en het effect van luchtdichtheid, objecten en andere fysieke factoren.
De oorzaak van bliksem
De elektrische ontlading genaamd bliksem komt voor bij onweersbuien dankzij de tumultueuze luchtbeweging die erin plaatsvindt. IJskristallen en de bevroren sneeuwvlokken genaamd graupel botsen met elkaar in de onweerswolk (cumulonimbus), waardoor de kristallen positief geladen worden en de graupel negatief geladen.
Opwaartse stromingen dragen de ijskristallen naar de kruin van de donderkop terwijl de zwaardere graupel zich in het midden concentreert en lagere lagen, wat betekent dat de bovenkant van de nu geëlektrificeerde wolk een positieve lading ontwikkelt en de onderkant een negatieve een.
Spanning wordt opgebouwd tussen tegengesteld geladen gebieden, waardoor bliksemflitsen zowel binnen de donderkop als tussen wolken ontstaan. Deze in-cloud en cloud-to-cloud ontladingen zijn verantwoordelijk voor het grootste deel van de bliksem in een storm, maar cloud-to-ground stakingen komen ook voor.
Dit gebeurt omdat gelijke ladingen elkaar afstoten, wat betekent dat de negatief geladen onderkant van de onweerswolk negatieve ladingen van de grond eronder verdringt en positieve ladingen aantrekt.
De lucht ertussen isoleert aanvankelijk tegen elektrische ontlading, maar zodra de Spanning genoeg opbouwt, een eerste stroom van negatieve ladingen – de piloot leider - stroomt van de wolkenbuik naar de grond. Terwijl de stroom doorgaat, ontwikkelen zich kanalen voor de beweging van geladen deeltjes tussen de wolk en de grond in de vorm van getrapte leiders.
De terugslag is de krachtige stroomstoot van de grond terug naar de wolk langs deze kanalen, die de laaiende flits produceert die we als bliksem zien.
De bron van de donder
De afvoer van de retourslag verwarmt de lucht rond het spanningskanaal tot zo'n 50.000 graden Fahrenheit. Deze extreem snelle verwarming zorgt voor een gewelddadige uitzetting van de lucht die als een schokgolf naar buiten schiet vanuit de bliksemschicht. Die explosieve schokgolf en resulterende compressie produceren het geluid van donder.
Omdat de snelheid van het licht sneller is dan de snelheid van het geluid, zien we de bliksemflits voordat we de resulterende donder horen; het interval tussen de flits en de giek vertegenwoordigt de afstand van de waarnemer tot de bout. Elke vijf seconden kun je tellen tussen de bliksem en de donder staat voor ongeveer 1 mijl.
Klappen en rollende donder
U kunt de donder van een storm meestal binnen ongeveer 24 mijl van uw positie horen, af en toe verder weg. Bliksem van wolk tot grond die vrij dicht bij u afgaat, produceert een scherpe klap of geknetter van donder als de sterke sonische schokgolf van het deel van de bout dat zich het dichtst bij je positie bevindt, je bereikt eerste.
Een langgerekte, afnemende donderslag volgt terwijl je oor schokgolven registreert van hogere en verder weg gelegen delen van het kanaal van de bout.
De volumefluctuaties van rollende donder kunnen te wijten zijn aan de zigzag en vaak gevorkte vorm van een bout, verschillen in luchtdichtheid langs het meestal verticale bliksemkanaal en geluidsgolven weerkaatst tegen wolken, berghellingen en andere obstakels - een combinatie van geluid dat afgestompt en vervormd wordt door zowel afstand als echo's.
Als u zich op enige afstand van een onweersbui bevindt, hoort u mogelijk alleen rollende of gierende donder. Bliksem kun je zien, maar dat is te ver weg om te horen zoals donder vaak wordt genoemd hitte bliksem, maar wees gerust, het maakt nog steeds lawaai.