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Raios
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Eletrização das Nuvens |
O campo elétrico da atmosfera estável é caracterizado por uma carga negativa na superfície e uma carga positiva na alta
atmosfera. Para ocorrer o raio, é necessário que existam regiões separadas contendo cargas elétricas opostas numa
nuvem cúmulunimbus.
Uma forma para eletrização das nuvens é quando partículas de gêlo (como
granizos) caem sobre uma região de gôtas liquidas super-frias e gêlos cristalizados. Assim que gôtas liquidas collidem
com um gêlo cristalizado, elas se congelam e soltam calor latente. Isso permite que a superfície da particula
de gêlo permaneça mais quente do que os gêlos cristalizados ao redor. Quando a particula de gêlo quente entra em
contato com um gêlo cristalizado frio, existe ai uma transferência de ions positivos dos objetos quentes para
os objetos frios. Dai, a particula de gêlo recebe uma carga negativa e o gêlo cristalizado recebe uma carga positiva.
De qualquer maneira, as particulas de carga positiva mais leves são elevadas para o topo da nuvem pelas correntes
de ar ascendentes. Enquanto que as maiores particulas de carga negativa caem para baixo da nuvem. Esta distribuição
induz uma carga positiva no solo, porque cargas opostas se atraem.
Relâmpagos nuvem-solo começam dentro da nuvem quando o campo elétrico localizado excede o valor
critico num trajeto provàvelmente de 50 metros de comprimento. Esta situação causa uma onda de eléctrons serem
lançados para a base da nuvem e depois para o solo numa série de escalas. Assim que os eléctrons
saem da nuvem, eles colidem com moléculas de ar que as idionizam e produzem um canal condutor facilitando o trajeto
para outros eléctrons.
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Figura 10-6 O desenvolvimento de uma descarga de raio animado.
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Cada onda de eléctrons cobre cêrca de 50 ou 100 metros, depois pára por uns 50 milionésimos de segundo, e
ocorre novamente mais ou menos 50 metros mais. Este lider escalonado é muito indistinto e normalmente invisíble
ao olhos humanos. Assim que a ponta do lider escalonado se aproxima do solo, a corrente da carga positiva começa a se
levantar do solo aonde eles se encontram. Depois deste encontro, um grande número de eléctrons fluem
para o solo e uma maior, mais luminosa descarga de retorno muitos centimetros em diametro, ascende para a nuvem
no mesmo trajeto do lider escalonado. Daí os eléctrons descendem estabilizando um claro canal de
corrente que se propaga acima. Ainda que a descarga de retorno clara ascenda do solo para a nuvem, isto acontece tão
ràpdidamente (em dez milésimos de segundo) que nossos olhos não conseguem perceber êste movimento, e nós vemos o que parece ser
uma continuação do flash do raio.
Frequentemente o processo de lideres e descargas é repetido no mesmo canal ionizado em intervalos de mais ou menos
um milionésimo de segundo. O lider subsequente, chamado lider contínuo, procede da nuvem no trajeto do mesmo canal como
o lider escalonado original. Contudo, porque a resistência elétrica do trajeto é agora baixa, o lider contínuo descende
rapidamente. Quando o lider se aproxima do solo, normalmente uma descarga de retorno fraco trajeta do solo para a nuvem.
Tìpicamente, um flash do raio contem trêz ou quatro lideres e cada lider é seguido de uma descarga de retorno.
Um flash do raio consiste de muitas descargas (até mesmo vinte e seis) normalmente durando apenas um segundo. Durante
este periodo, nossos olhos podem perceber vagamente as descargas individuais, e o flash parece tremer.
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