Raios, Relâmpagos e Trovões

Os relâmpagos são descargas elétricas que ocorrem dentro de uma nuvem, entre duas nuvens, entre uma nuvem e a atmosfera, ou entre uma nuvem ou entre o solo (os chamados raios, que representam tipicamente 20% das descargas.

Os relâmpagos podem ser verticais e, normalmente predominam na parte da frente de uma trovoada (tempestade) e os horizontais na parte de trás. Eles estão sempre presentes em qualquer trovoada, aquecem localmente o ar e as temperaturas podem chegar aos 30000ºC. Esse aquecimento causa a expansão explosiva do ar ao longo da descarga elétrica, resultando numa violenta onda de pressão, composta de compressão e rarefacção, que os nossos ouvidos ouvem como um trovão. Uma trovoada típica produz três ou quatro descargas por minuto.

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

Estes fenômenos são produzidos pelas diferenças de potencial nas atmosferas da Terra e de outros planetas. Um exemplo de ocorrência de raios em outros planetas é em Jupiter, cujas tempestades são detectadas da terra através de radiotelescópicos tal sua magnitude. Geralmente os raios acontecem para restabelecer o equilíbrio das massas elétricas entre as nuvens, entre as nuvens e o solo, entre o solo e as nuvens.

O raio ocorre no momento em que as cargas elétricas atingem energia suficiente para superar a resistência elétrica do ar, ocorrendo então a descarga de forma esplosiva, luminosa e violenta.

Um trovão consiste num conjunto de fenômenos intensos associados cumulonimbus :relâmpagos, trovões, rajadas de vento, inundações, granizo e, possivelmente, tornados.

Para uma trovoada se formar é necessário que exista elevação de ar húmido numa atmosfera inatável. A atmosfera fica instável quando as condições são tais que uma bolha de ar quente em ascensão pode continuar a subir porque continua mais quente do que o ar ambiente. (A elevação do ar quente é um mecanismo que tenta restabelecer a estabilidade. Do mesmo modo, o ar mais frio tende a descer e a afundar-se enquanto se mantiver mais frio do que o ar de sua vizinhança.) Se a elevação do ar é suficientemente forte, o ar arrefece (adiabaticamente) até temperaturas abaixo do ponto do orvalho e condensa, libertando calor latente que promove a elevação do ar e "alimenta" a trovoada. Formam-se cumulonimbus isolados com grande desenvolvimento vertical (podendo ir até 10 ou 18 mil metros de altitude) alimentado pelas correntes ascendentes de ar.

As trovoadas podem-se formar no interior da massas de ar (a partir da elevação do ar por convecção - comum em terra nas tardes de Verão - quando o aquecimento da superfície atinge seu pico e sobre o mar nas madrugadas de inverno, quando as águas estão relativamente quentes); por efeito orográfico , ou estar associadas a frentes sendo mais intensas no caso das frentes frias. As trovoadas mais fortes são geradas quando ar quente e húmido sobe rapidamente, com velocidades que podem chegar aos 160 km por hora, até altitudes mais elevadas e mais frias.

Os trovões são o ruído que os relâmpagos (luz) fazem quando atravessam o ar. A atmosfera funciona como um isolador entre a nuvem e o solo. Quando a energia envolvida numa tempestade ultrapassa a resistência do ar, gera-se uma descarga entre pólos de carga oposta. Esta descarga é caracterizada por um raio com temperaturas elevadas que aquecem o ar à sua passagem. O rápido aumento da pressão e temperatura fazem expandir violentamente o ar envolvente ao raio a velocidades superiores às do som, gerando-se uma onda de choque. O rimbombar posterior a um trovão é conseguido pelo eco da onda de choque nas altas camadas da atmosfera e na geografia envolvente. Nas proximidades do ponto de contato do raio com o solo registra-se um nível sonoros de 120dB. A proximidade do trovão pode produzir surdez temporária e até mesmo rotura da membrana do tímpano e consequentemente, surdez permanente.

Porque Primeiro Vemos o Relâmpago e Depois o Barulho?

Hoje se sabe que os relâmpagos estão relacionados à eletricidade na atmosfera. Eles iniciam com os raios, que nada mais são do que cargas elétricas em movimento ordenado, ou seja, uma corrente elétrica na atmosfera produzindo dois efeitos: a iluminação (luz) de uma região específica, do espaço onde elas se movimentam, que é o relâmpago propriamente dito e o brusco aquecimento do ar nessa região, causando uma onda sonora denominada trovão (barulho). É muito comum aplicar-se os termos raios e relâmpagos como sendo sinônimos, apesar de eles serem diferentes e o segundo ser conseqüência do primeiro (SOUSA, 2005).

O relâmpago é a luz liberada quando uma nuvem descarrega sua eletricidade. Esse fenômeno produz calor, que provoca a rápida expansão do ar. O trovão nada mais é do que o som provocado por esse deslocamento do ar. Como a luz é cerca de 100 vezes mais rápida que o som, primeiro vemos o relâmpago e depois ouvimos o trovão.

Entretanto, no decorrer do texto o autor passa a utilizar o termo relâmpago com o significado que ele atribuiu inicialmente a raio. As expressões “queda do relâmpago”, “atingir as pessoas”, “atrair relâmpagos”, “relâmpagos do tipo solo-nuvem” sugerem, a nosso ver, o sentido de raio. Da mesma forma, o significado dado a raio (descarga) parece significar relâmpago pela utilização do verbo ‘refletir’(quem sofre reflexão é a luz!).

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http://www.pucrs.br/eventos/sbpc/pucrs/oficina/002.doc

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