Durante un temporale, è quasi automatico osservare il cielo illuminarsi e subito dopo udire un fragore più o meno distante. Questo ritardo tra il lampo e il tuono suscita da sempre curiosità e a volte anche inquietudine. Ma non è sempre uguale. Quando il temporale è ancora lontano la distanza temporale tra lampo e tuono può essere di parecchi secondi, mentre quando il temporale è sopra le nostre teste la differenza è impercettibile. Molti di voi sapranno già perché, ma forse non tutti ci hanno pensato, o forse l’hanno studiato a scuola tanti anni fa e l’hanno rimosso (come tante cose che si studiano per forza a scuola).
Il fenomeno meteo del fulmine è tanto visivo quanto sonoro, ma la natura dei due segnali segue leggi fisiche molto differenti. Per comprendere davvero perché il tuono “arriva dopo”, dobbiamo esaminare la velocità della luce e quella del suono.
Luce e suono viaggiano con tempi diversi
Il fulmine genera contemporaneamente luce e suono, ma mentre la luce si propaga a circa 300.000 chilometri al secondo, raggiungendoci praticamente istantaneamente, il suono viaggia a soli 340 metri al secondo (a livello del mare e in condizioni standard). Questo significa che anche se il lampo e il tuono hanno origine nello stesso momento, il nostro cervello li percepisce separati da un intervallo temporale che dipende dalla distanza dell’evento. Più lontano è il fulmine, maggiore sarà il ritardo tra il bagliore e il rombo.
Il tuono, un’onda d’urto che produce onde sonore
Il suono del tuono è il risultato dell’espansione rapida dell’aria che circonda il canale del fulmine. Quando l’aria viene riscaldata in pochi millesimi di secondo fino a raggiungere temperature di circa 30.000 gradi Celsius, si espande violentemente, producendo un’onda d’urto che si trasforma in onde sonore. A seconda della distanza, delle condizioni atmosferiche e della morfologia del territorio, il tuono può giungere a noi come uno schiocco secco, un boato profondo o un lungo brontolio.
Un metodo empirico per misurare la distanza
Esiste una semplice regola mnemonica per stimare quanto è lontano un fulmine: contare i secondi tra il lampo e il tuono, e dividere per tre. Ogni tre secondi equivalgono a circa un chilometro di distanza. Se, ad esempio, si sente il tuono nove secondi dopo il lampo, il fulmine si è scaricato a circa tre chilometri di distanza. Questo metodo non è preciso come uno strumento scientifico, ma offre una stima attendibile e intuitiva, utile soprattutto per valutare il livello di rischio durante un temporale.
Quando il tuono tace: i limiti della propagazione sonora
In alcuni casi, si può osservare un lampo ma non udire alcun tuono. Ciò accade quando il fulmine è troppo lontano perché l’onda sonora raggiunga l’osservatore. Questo tipo di evento è spesso ingannevole, poiché suggerisce una distanza maggiore del reale punto di scarica. Le condizioni atmosferiche, la direzione del vento e le inversioni termiche possono inoltre deviare o disperdere il suono, rendendolo impercettibile a orecchio nudo.
Un fenomeno che ci fa riscoprire la fisica
Il ritardo tra lampo e tuono non è solo un effetto curioso: è la manifestazione concreta della diversa natura delle onde luminose e sonore, ed è un’occasione per riscoprire come la fisica si esprima nei fenomeni quotidiani.
Fonte consultata
https://www.noaa.gov/jetstream/lightning/sound-of-thunder/learning-lesson-determining-distance-to-thunderstorm
