Kilat adalah nyala yang terlihat ketika terjadi pelepasan elektrostatik mendadak yang terjadi di awan, biasanya muncul pada saat terjadinya badai. Pelepasan listrik ini terjadi akibat arus negatif bergerak menuju arus positif. Pergerakan ini bisa terjadi dari awan ke awan, atau dari awan ke tanah. Satu sambaran petir dapat memuat hingga 300 juta volt dalam 100.000 ampere.
Walaupun kelihatannya sama-sama bersifat cahaya, namun kecepatan kilat jauh lebih lambat daripada kecepatan cahaya. Kecepatan kilat hanya 150.000 km/detik, sementara kecepatan cahaya adalah 1.079.252.848,8 kilometer per jam (km/h). Lalu bagaimana proses terjadinya kilat?
Saat suhu tanah cukup panas, dia akan memanaskan udara di atasnya. Udara panas ini kemudian naik, menjadi uap air dan membentuk awan. Ketika udara panas terus bertambah, awan akan menjadi semakin besar. Di bagian atas awan, temperaturnya berada di bawah titik beku, mengakibatkan air yang menguap ini membeku menjadi es. Pada saat inilah awan berubah menjadi awan bermuatan listrik. Banyak partikel es yang saling bertumbukan satu sama lain saat mereka saling bergerak. Tabrakan-tabrakan ini membangkitkan tegangan listrik.
Pada akhirnya awan tersebut akan dipenuhi dengan tegangan listrik. Tegangan positif yang lebih ringan itu terbentuk di bagian atas awan, sementara tegangan negatif yang lebih berat turun ke bagian bawah awan. Ketika arus positif dan negatif tumbuh cukup besar, percikan besar (petir) muncul di antara dua tegangan di dalam awan ini.
Saat terjadi badai, benturan antara partikel hujan, es, dan salju yang terjadi di dalam awan meningkatkan ketidak-seimbangan di antara awan dan tanah. Seringkali arus negatif menurunkan jangkauan dari awan-awan berbadai itu. Sementara, benda-benda di atas tanah seperti menara, pepohonan, dan tanah kemudian menjadi arus positif dan membuat petir akhirnya menghantar ke sana.
Suhu petir lebih berada di 27.000 derajat celsius, itu berarti lebih panas daripada suhu permukaan matahari yang hanya sekitar 5.500 derajat celsius. Kilatan yang menyambar dapat memanaskan udara di sekitarnya lima kali lipat lebih panas daripada panas matahari. Panas ini mengakibatkan udara di sekitarnya itu mengalami pemuaian dan vibrasi mendadak dalam jumlah besar, dan akibatnya menimbulkan suara gemuruh.
Ke mana petir akan menyambar? Listrik mencari konduktor terdekat untuk melepaskan hantarannya. Seringkali adalah awan lainnya atau sisi lain dari awan asalnya. Namun paling berbahaya adalah petir yang menyambar dari awan menuju permukaan tanah, karena sambaran ini dapat melukai kita.
Ketika badai bergerak di atas tanah, ada muatan negatif yang kuat di awan itu menarik muatan positif di atas tanah. Muatan positif ini bergerak ke benda-benda yang lebih tinggi seperti pohon, tiang listrik, atau atap gedung dan bangunan tinggi lainnya. Tempat tinggi memang paling sering menjadi sambaran petir, karena merupakan objek paling terjangkau dari awan. Namun tidak selalu petir menyambar tempat paling tinggi tersebut.
Petir bermuatan positif seringkali dianggap lebih berbahaya karena wilayahnya lebih kuat, dan durasi kilatannya relatif lebih lama, dan kekuatan sambarannya bisa lebih kuat daripada yang bermuatan negatif. Ditambah lagi petir bermuatan positif bisa terjadi di penghujung awan, dan menyambar lebih dari puluhan kilometer jauhnya. Sambaran seperti ini yang biasanya tidak disadari oleh manusia.
Planet bumi mendapatkan banyak keuntungan dari fenomena petir ini. Petir membantu bumi menjaga keseimbangan elektrik. Permukaan bumi dan atmosfernya dengan mudah mengkonduksi muatan listrik, dimana Bumi mendapatkan konduksi negatif dan lapisan atmosfer mendapatkan konduksi positif. Selalu ada arus elektron yang seimbang mengalir ke atas dari seluruh permukaan bumi.
Badai bermuatan petir membantu untuk mengalirkan muatan negatif itu kembali ke bumi (biasanya petir bermuatan negatif). Tanpa petir, keseimbangan antara bumi dan atmosfer akan menghilang dalam waktu singkat. Petir juga membantu menciptakan senyawa kimia yang menyusun lapisan ozon.
Kilat adalah hantaran cahaya yang tampak ketika perpindahan arus listrik terjadi, yang pada umumnya bersumber dari awan. Karena konduktor dan media hantaran yang bermacam-macam ini, dan juga proses terbentuknya petir tidak selalu karena satu faktor saja, maka bentuk penampakan kilat juga bervariasi.
Inilah beberapa macam tipe-tipe kilat:
- Staccato. Jenis staccato adalah tipe kilat yang durasinya pendek dengan garis-garis yang hampir selalu tampak seperti satu tarikan saja dan sangat terang. Pada satu tarikan tersebut terdapat beberapa cabang-cabang.
- Awan ke Bumi – Negatif. Petir jenis ini merupakan petir yang paling umum.
- Awan ke Bumi – Positif. Petir ini dapat dikenali dari bentuk kilatannya yang tunggal dan biasanya tidak memiliki banyak cabang. Jenis petir bermuatan positif ini lebih berbahaya daripada petir bermuatan negatif. Karena kekuatannya jauh lebih besar daripada petir bermuatan negatif, yaitu sekitar 1 miliar volt (petir bermuatan negatif hanya 300 juta volt), sepuluh kali lipat ampere lebih banyak daripada petir bermuatan ion negatif. Meskipun temperaturnya sama panas, namun bertahan lebih lama daripada yang negatif.
- Bumi ke Awan. Petir ini dapat dikenali dari kilatannya yang berasal dari tanah menuju awan. Kebalikan dari petir awan ke bumi, cabangnya menyebar di bagian atas. Biasanya sambaran ini terjadi setelah petir menyambar bumi dan tertangkap oleh benda penghantar listrik seperti menara, yang kemudian mengembalikan sambaran itu ke langit.
- Awan ke awan, dalam awan yang sama. Kilatannya menyambar seperti merambat di dalam wilayah awan yang sama, biasanya membentuk seperti jaring laba-laba di antara awan tersebut.
- Anvil crawler. Petir ini dapat dikenali dengan rambatannya yang lambat dan jangkauannya yang luas, menjelajahi langit.
- Sambaran dari awan ke udara. Seperti namanya, kilatannya berawal dari awan dan menyambar ke udara kosong.
- Petir ini (sebelah kiri) memiliki kilatan yang berbentuk seperti butiran-butiran manik. Jenis petir ini termasuk cukup jarang terjadi.
- Ada juga petir yang kelihatannya berganda. Namun fenomena ini terjadi karena efek kamera saja. Jadi, ketika pengambil gambar memotret gambar ini, kameranya bergerak sehingga tampaknya petir ini terduplikasi.
Demikian penjelasan mengenai proses terjadinya kilat dan jenisnya. Semoga bermanfaat dan berhati-hatilah selalu bila mendengar suara petir maupun melihat kilat.