RAIOS, RELÂMPAGOS E TROVOADAS

Uma iminente tempestade com descargas elélricas

Um raio ou relâmpago é uma descarga elétrica que se produz entre nuvens de chuva ou entre uma destas nuvens e a terra . A descarga é visível com trajetórias sinuosas e de ramificações irregulares ás vezes com muitos quilómetros de distância, fenómeno conhecido como relâmpago . Ocorre também uma onda sonora chamada trovão .

A utilização dos termos raio ou relâmpago varia conforme a região. Em algumas, chamam-se relâmpagos aqueles que ocorrem entre nuvens, e raios entre nuvens e o solo.

Ocorrência

Os raios são produzidos pelas diferenças de potencial nas atmosferas da Terra e de outros planetas . Um exemplo de sua ocorrência em outros planetas é em Júpiter cujas tempestades são detectadas da terra através de receptores de rádio de alta sensibilidade e de radiotelescópios tal sua magnitude.

Existem três tipos de raios, também menos comumente chamados descargas iônicas:

Da nuvem para o solo.

Do solo para a nuvem.

Entre nuvens.

Afirmam que as descargas entre nuvens e solo representam 20% do total.

A descarga ocorre no momento em que as cargas elétricas (Quantidade de íons , cátions ou ânions ) atingem energia suficiente para superar a resistência elétrica do ar , de forma explosiva, luminosa e violenta.

O processo ainda não se encontra totalmente esclarecido, havendo controvérsias sobre seu mecanismo de formação, mas sabe-se que, na maioria dos casos, a descarga ocorre a partir de duas fases:

Na primeira libertam-se da nuvem várias descargas menores a partir do ar ionizado, criando assim, uma corrente iônica tanto maior quanto mais se aproxima do solo, favorecendo assim o trajecto do raio em formação (Este pode ser ascendente ou descendente, pois, depende da natureza dos íons que formam a nuvem iônica ).

Quando a carga iônica se aproxima do solo, ocorre no sentido inverso ao longo daquele trajecto uma corrente aniônica, ou catiônica, dependendo da carga. É esta segunda descarga que vemos e ouvimos, e que irá contribuir para equilibrar as cargas iônicas da nuvem e do solo .

Em geral, as descargas verticais normalmente predominam na frente de uma tempestade, tomando-se por base o sentido de seu deslocamento.

Os raios horizontais se formam na parte de trás, também levando-se em conta o sentido de deslocamento das massas de ar. Estas estão sempre presentes em qualquer trovoada , e aquecem localmente o ar até temperaturas muito elevadas.

O aquecimento do ar causa a expansão explosiva dos gases atmosféricos ao longo da descarga eléctrica , resultando numa violenta onda de choque (ou de pressão), composta de compressão e rarefacção, que interpretados como "trovão" .

Uma tempestade (Em algumas regiões, dá-se a nomenclatura "trovoada" ) típica produz três ou quatro descargas por minuto, em média.

O raio tem um diâmetro de 2 a 5 cm e é capaz de aquecer o ar até 39 000 ºC em alguns milisegundos. Apenas 1% da energia do raio é convertida em ruído ( trovão ) sendo o resto libertado sob a forma de luz.

Formação das descargas

Conforme descrito anteriormente, quando a atmosfera está estável, o campo elétrico local, dependendo das condições de ionização, é caracterizado por uma carga negativa na superfície e uma carga positiva na alta atmosfera. No caso dos cumulonimbus , as cargas iônicas ocorrem quando internamente surgem regiões separadas com cargas elétricas opostas.

As partículas de carga positiva mais leves são elevadas para o topo pelas correntes de ar ascendentes e as de carga negativa, descem para a base da nuvem.

As regiões com cargas elétricas opostas aparecem, por exemplo, quando partículas de gelo (como granizos ) caem sobre uma região em que há gotas líquidas superarrefecidas e cristais de gelo. As gotas congelam quando colidem com cristais de gelo e libertam calor latente que faz a superfície das partículas de gelo se manter mais quente do que os cristais de gelo à sua volta. Assim ocorre uma transferência de íons positivos das partículas de gelo quentes para os cristais de gelo. Estas ficam negativadas e os cristais de gelo positivados . Estes, estando mais leves e com carga positiva, são elevados para o topo pelas correntes de ar ascendentes e as partículas de gelo (como granizos ), mais pesadas, e com carga negativa, caem para a base da nuvem.

As cargas opostas se atraem, assim, uma carga positiva é induzida no solo . O campo elétrico resultante vai crescendo até que atinge um valor crítico a partir do qual o raio se forma.

No cimo dos objetos altos observa-se, por vezes, o Fogo de Santelmo : um brilho devido à concentração de carga positiva.

Na descarga, uma primeira vaga de elétrons é lançada para a base da nuvem e depois em direção ao solo colidindo com moléculas de ar que ionizam, formando um canal condutor que facilita o trajeto de outros elétrons. A vaga de elétrons percorre 50 a 100 metros, pára uns 50 microsegundos, voltando depois a percorrer novamente uns outros 50 metros, por exemplo.

A forma bifurcada do caminho da corrente de elétrons resulta do fato de haver pequenas variações na resistência do ar.

Trovão

Durante a descarga, o canal condutor vai crescendo até que se aproxima do solo e se começa a levantar deste uma corrente de carga positiva que vem ao seu encontro. Quando se dá o encontro, um grande número de eletrons fluem para o solo e uma maior e já perfeitamente visível descarga de retorno , brilhante e intensa, com 2 a 5 centímetros de diâmetro, ascende para a nuvem (em cerca de 10 milisegundos) seguindo o mesmo trajecto ionizado.

Frequentemente as descargas repetem-se no mesmo canal ionizado em intervalos típicos de dezena a centena de milissegundos. Tipicamente, o fulgor (flash) de um raio dura cerca de um segundo mas contem pelo menos três ou quatro descargas descendentes seguidas de descargas de retorno de que os nossos olhos só se podem vagamente aperceber. Durante este processo, ocorre um violento deslocamento de ar que gera uma onda de choque sônica, chamada trovão .

Raio

Histórico

Alguns afirmam que foram os raios que, ao causar incêndios tiraram os primatas das árvores e mais tarde mostraram aos primeiros humanos a importância do fogo .

Desde a mais remota antiguidade os raios encantam a humanidade com seu aspecto ameaçador e ao mesmo tempo intrigante, que acabou por ser utilizado nos mitos e lendas como elemento de demonstração da existência de deuses poderosos como o grego Zeus por exemplo.

Benjamin Franklin comprovou a hipótese da origem elétrica dos raios concebendo os pára-raios com a finalidade de proteger as edificações da ação dos raios.

Foi no século XVIII praticamente o início do estudo sistemático da eletricidade. Naquela época não se conhecia uma teoria que explicasse o fenômeno das tempestades e os raios que nelas se manifestavam.

Brasil

O Brasil é o país no qual mais se registra o acontecimento de raios em todo o mundo. Por ano, cerca de 100 milhões de raios atingem o território brasileiro. Uma explicação para essa grande quantidade de raios deve-se ao tamanho do território, condições de umidade , condutividade e a ausência de grandes elevações no seu relevo.

Cuidados em caso de tempestades com alto índice de descargas

De uma maneira geral as descargas fazem-se pelo caminho mais curto entre o ponto de carga eléctrica negativa na base da nuvem e o ponto de carga positiva no solo. Assim, os pontos mais altos e de melhor condutividade são os mais afectados pelos raios.

Se estiver fora de casa:

Evite ser o ponto mais alto da sua zona;

Evite campos abertos;

Não se aproxime dos pontos mais altos;

Afaste-se de bons condutores de electricidade: postes, antenas, etc.

Se estiver em casa (a melhor escolha):

Evite zonas de corrente de ar;

Afaste-se de bons condutores de electricidade: canalizações, telefone, etc;

Não tome banho (Lembre-se que apesar da água ser um péssimo condutor de energia ela pode conduzir caso a descarga elétrica seja muito forte)

Não use electrodomésticos;

Desligue o telefone (se a trovoada for intensa desligue a energia no quadro geral);

Proteja-se no centro de uma divisão no centro da casa. Os raios atingem frequentemente as chaminés.

Se vive numa zona onde as tempestades são frequentes contrate a instalação de um pára-raios por um técnico especializado.

Oeste do Sul do Brasil é uma das áreas com maior incidência de raios no mundo


Informação está em levantamento feito pela NASA a partir de dados de dois satélites de observação
Eles são ao mesmo tempo assustadores e belos como um dos sinais da imensa energia inerentes a qualquer tempestade severa. A detecção de descargas elétricas é importante para garantir a segurança do público durante eventos de tempo severoi, prevenir incêndios florestais e proteger os sistemas elétrico e de transporte. Os cientistas se interessam pelo processo de detecção de raios porque ele aponta onde e quando está se verificando movimentos convectivos. Justamente a convecção (movimento vertical ascendente do ar) é um dos mecanismos-chave para liberar o calor e a energia ao redor do globo. Mapas anuais da queda de raios ao redor do planeta podem ajudar os pesquisadores a identificar como elementos do clima do globo terrestre, como tempestades e chuva, podem estar se modificando com o passar do tempo.

Eles são ao mesmo tempo assustadores e belos como um dos sinais da imensa energia inerentes a qualquer tempestade severa. A detecção de descargas elétricas é importante para garantir a segurança do público durante eventos de tempo severoi, prevenir incêndios florestais e proteger os sistemas elétrico e de transporte. Os cientistas se interessam pelo processo de detecção de raios porque ele aponta onde e quando está se verificando movimentos convectivos. Justamente a convecção (movimento vertical ascendente do ar) é um dos mecanismos-chave para liberar o calor e a energia ao redor do globo. Mapas anuais da queda de raios ao redor do planeta podem ajudar os pesquisadores a identificar como elementos do clima do globo terrestre, como tempestades e chuva, podem estar se modificando com o passar do tempo.

O mapa acima mostra a contagem anual de descargas elétricas por quilômetro quadrado ao redor do mundo, conforme medições feitas pelos satélites da NASA entre 1995 e 2002. Locais onde houve, na média, menos de uma descarga por dia a cada ano são apresentados em cinza ou pela cor púrpura. Já os lugares com o maior número de raios são mostrados em vermelho. Um dos pontos do planeta com maior incidência de descargas atmosféricas é justamente o oeste do Rio Grande do Sul. Observe que raios são registrados muito mais sobre terra do que sobre o mar porque o aquecimento diurno é mais rápido nos continentes do que nos oceanos. A superfície mais quente esquenta o ar e ar mais quente induz maior convecção, produzindo temporais e raios. O mapa mostra ainda que ocorrem mais raios na região do Equador do que nos pólos, o que se explica justamente pela temperatura mais elevada.

O mapa é resultado da observação de dois satélites de detecção. Os primeiros dados são derivados de medições feitas entre 1997 e 2002 pelo Lightning Imaging Sensor que está a bordo do satélite TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission ) da NASA/JAXA (Agência Espacial Japonesa). O levantamento inclui ainda informações coletadas entre os anos de1995 e 2000 pelo Optical Transient Detector .

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Alexandre Amaral de Aguiar - 24/06/2006 22:04:20

Material disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Rel%C3%A2mpago

Assim como a sua respectva licença.

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