อุณหภูมิในสายฟ้าผ่าสูงแค่ไหน

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

คืนที่เมฆฝนปิดฟ้า แสงขาวอมฟ้าจะฉีกท้องฟ้าเพียงชั่วพริบตา ก่อนเสียงฟ้าร้องตามมาหลังจากนั้นไม่กี่วินาที สิ่งที่ตาเห็นเหมือนเป็นเส้นแสงบาง ๆ นั้นคืออากาศบริเวณหนึ่งถูกกระแสไฟฟ้าทำให้ร้อนและเปลี่ยนสภาพอย่างรุนแรง

ตัวเลขที่ยืนยันได้สูงถึง 50,000 องศาฟาเรนไฮต์ หรือราว 27,760 องศาเซลเซียส สำหรับอากาศภายในช่องทางของสายฟ้า ตามข้อมูลของหน่วยงานอุตุนิยมวิทยาสหรัฐฯ ตัวเลขนี้อยู่ในระดับประมาณ 5 เท่าของอุณหภูมิบริเวณผิวที่มองเห็นได้ของดวงอาทิตย์ ซึ่งราว 5,500 องศาเซลเซียส

สายฟ้าไม่ได้เป็นแค่แสง แต่คืออากาศที่ถูกเผาจนกลายเป็นพลาสมา

ก่อนเกิดฟ้าผ่า ประจุไฟฟ้าในเมฆและพื้นดินมีความต่างศักย์สูงมาก เมื่ออากาศที่ปกติเป็นฉนวนถูกเจาะทะลุ กระแสไฟฟ้าจึงพุ่งผ่านช่องทางแคบ ๆ อย่างฉับพลัน โมเลกุลของอากาศได้รับพลังงานจนแตกตัวเป็นไอออน เกิดสภาพที่เรียกว่า พลาสมา

ความร้อนมหาศาลนี้ทำให้อากาศรอบช่องทางขยายตัวแทบจะทันที หลังแสงวาบผ่านไป อากาศเย็นตัวและหดกลับอย่างรวดเร็ว การขยายและหดตัวฉับพลันสร้างคลื่นความดันที่เดินทางมาถึงหูเราในชื่อ “ฟ้าร้อง” นั่นเอง

อุณหภูมิสูงกว่าไม่ได้แปลว่าสายฟ้ามีพลังงานรวมมากกว่าดวงอาทิตย์ สายฟ้าร้อนจัดในปริมาตรที่เล็กมากและอยู่เพียงช่วงสั้นมาก ส่วนดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลาสมาขนาดมหึมาที่ปล่อยพลังงานออกมาอย่างต่อเนื่อง

ทรายอาจกลายเป็นแก้วได้เมื่อถูกฟ้าผ่า

ร่องรอยหนึ่งที่ทำให้เห็นผลของความร้อนนี้ได้คือ ฟุลกูไรต์ (fulgurite) แท่งแก้วธรรมชาติรูปร่างคดเคี้ยวซึ่งพบได้ในพื้นที่ทรายหรือดินบางชนิด เมื่อสายฟ้าผ่าลงพื้น ความร้อนสูงมากสามารถหลอมเม็ดทรายที่มีซิลิกาให้เชื่อมติดกัน แล้วแข็งตัวเป็นโครงสร้างคล้ายท่อใต้ดิน

ฟุลกูไรต์จึงไม่ได้เกิดจากสายฟ้าทุกครั้ง เพราะต้องมีทั้งจุดตกกระทบ วัสดุในพื้นดิน และสภาพที่เหมาะสม แต่การมีอยู่ของมันช่วยให้มองภาพได้ชัดว่าเหตุการณ์ซึ่งเกิดขึ้นเพียงเสี้ยววินาทีสามารถเปลี่ยนวัสดุบนพื้นดินได้จริง

สิ่งที่ควรจำเมื่อได้ยินฟ้าร้อง

ความร้อนในช่องทางสายฟ้าอยู่ห่างจากร่างกายเราเพียงไม่กี่กิโลเมตรได้ในวันที่มีพายุ หากได้ยินเสียงฟ้าร้อง แปลว่าอยู่ใกล้พอที่จะเสี่ยงถูกฟ้าผ่า ควรเข้าอาคารที่ปิดมิดชิดหรือรถยนต์หลังคาแข็ง หลีกเลี่ยงพื้นที่โล่ง ต้นไม้เดี่ยว เสาโลหะ และแหล่งน้ำจนกว่าพายุจะผ่านไป

สายฟ้าจึงเป็นตัวอย่างชัดเจนของพลังงานที่รุนแรงมากในเวลาสั้นมาก: อากาศในช่องทางฟ้าผ่าอาจร้อนถึงราว 27,760 องศาเซลเซียส หรือประมาณห้าเท่าของผิวดวงอาทิตย์ และความร้อนนั้นมากพอจะทำให้อากาศระเบิดตัวจนเกิดเสียงฟ้าร้อง รวมถึงหลอมทรายเป็นแก้วได้ในบางพื้นที่