Clima severo 101
Tipos de raios
A maioria dos raios começa dentro de uma tempestade e passa por a nuvem. Ele pode então permanecer dentro da nuvem ou continuar a viajar ao ar livre e, eventualmente, ao solo. Existem cerca de 5 a 10 vezes mais flashes que permanecem na nuvem do que flashes que viajam para o solo, mas as tempestades individuais podem ter mais ou menos flashes atingindo o solo. O relâmpago pode atingir onde não está chovendo ou mesmo antes que a chuva alcance o solo!
Flashes nuvem-solo
Distribuição de carga em uma nuvem de tempestade típica
Os relâmpagos aumentam ou diminuem? Existem duas maneiras pelas quais os flashes podem atingir o solo: naturalmente para baixo (aqueles que ocorrem por causa da eletrificação normal no ambiente) e artificialmente iniciados ou disparados para cima. Os relâmpagos artificialmente iniciados estão associados a coisas como estruturas muito altas, foguetes e torres. O relâmpago disparado começa no “solo”, que neste caso pode significar o topo de uma torre, e segue para cima na nuvem, enquanto o relâmpago “natural” começa na nuvem e segue para o solo. Os relâmpagos disparados para cima geralmente ocorrem em resposta a um relâmpago natural, mas em raras ocasiões podem ser “disparados automaticamente”, geralmente em tempestades de inverno com ventos fortes. Os relâmpagos também podem ser disparados por aeronaves voando em campos elétricos fortes. Se o avião for abaixo da nuvem, um flash CG pode resultar.
No tipo mais comum de relâmpago nuvem-solo (CG), um canal de carga negativa, chamado de líder escalonado, ziguezagueia para baixo em aproximadamente Segmentos de 50 jardas em um padrão bifurcado. Este líder escalonado é invisível ao olho humano e atira no solo em menos tempo do que leva para piscar. À medida que se aproxima do solo, o líder escalonado com carga negativa causa canais de streamer de carga positiva para alcançar o topo, normalmente de objetos mais altos na área, como uma árvore, casa ou poste de telefone. Quando o líder de carga oposta e o streamer se conectam, uma poderosa corrente elétrica começa a fluir. Essa corrente de retorno de luminosidade brilhante viaja cerca de 60 , 0 00 milhas por segundo de volta para a nuvem. Um flash CG negativo consiste em um ou talvez até 20 golpes de retorno. Vemos o brilho de um relâmpago quando o processo se repete rapidamente várias vezes ao longo do mesmo caminho. O diâmetro real da corrente do canal de relâmpago é de uma a duas polegadas, cercado por uma região de partículas carregadas.
O flash nuvem-solo mais comum tem um líder escalonado negativo que viaja para baixo através da nuvem, seguido por um curso de retorno para cima. O efeito líquido desse flash é reduzir a carga negativa da nuvem para o solo, por isso é comumente referido como CG negativo (ou -CG). Menos comumente, um líder positivo viajando para baixo seguido por um curso de retorno para cima reduzirá a carga positiva para a terra, referida como CG positivo (ou + CG). Flashes + CG normalmente têm apenas um único curso de retorno e são mais propensos do que -CGs a ter um fluxo de corrente sustentado. Algumas tempestades produzem mais + CGs e, mais comumente, alguns mais -CGs (e alguns ambos) por causa das distribuições de carga dentro das tempestades. Tempestades que produzem principalmente CGs negativos tendem a produzir CGs mais cedo no ciclo de vida da tempestade e produzem significativamente mais CGs do que tempestades semelhantes que, em vez disso, produzem CGs positivos.
Um “raio do azul” é um CG que começa dentro uma nuvem, sai do lado da tempestade, em seguida, viaja horizontalmente para longe da nuvem antes de ir para o solo. Um raio do azul pode atingir o solo em um ponto com “céu azul” acima dele. Portanto, mesmo uma tempestade a 6 milhas de distância pode ser perigosa.
Flashes de nuvem
Há muitos flashes que não alcançam o solo. A maioria deles permanece dentro da nuvem e são chamados de relâmpagos intra-nuvem (IC). Os flashes de nuvem às vezes têm canais visíveis que se estendem para o ar em torno da tempestade (nuvem para o ar ou CA), mas não atingem o solo. O termo folha de relâmpago é usado para descrever um flash IC embutido em uma nuvem que acende como uma folha de luminosidade durante o flash.
Outros termos relacionados a relâmpagos
Um termo relacionado, relâmpago de calor, é qualquer relâmpago (IC ou CG) ou iluminação induzida por relâmpago que esteja muito longe para que o trovão seja ouvido . Pode ter uma cor avermelhada (“calor”), como o pôr do sol, devido à dispersão da luz azul. Existem muitos equívocos sobre os raios de calor, mas não é diferente dos raios normais. Os raios também podem viajar de uma nuvem para outra, ou Nuvem para nuvem (CC). O relâmpago de aranha se refere a flashes longos que se deslocam horizontalmente, geralmente vistos na parte inferior de nuvens estratiformes. O relâmpago de aranha costuma estar vinculado a flashes + CG.
Eventos luminosos transitórios
Grandes tempestades são capazes de produzir outros tipos de fenômenos elétricos chamados eventos luminosos transitórios (TLEs) que ocorrem no alto da atmosfera. Eles raramente são observados visualmente e não são bem compreendidos. Os TLEs mais comuns incluem sprites vermelhos, jatos azuis e elfos.
Os sprites podem aparecer diretamente acima de uma tempestade ativa como uma descarga grande, mas fraca. Eles geralmente acontecem ao mesmo tempo que poderosos raios positivos de CG. Eles podem se estender até 60 milhas do topo da nuvem. Sprites são em sua maioria vermelhos e geralmente não duram mais do que alguns segundos, e suas formas são descritas como semelhantes a águas-vivas, cenouras ou colunas. Como os sprites não são muito brilhantes, eles só podem ser vistos à noite. Eles raramente são vistos com o olho humano, então, na maioria das vezes, são fotografados com câmeras altamente sensíveis.
Curiosidade: os pilotos de aeronaves ocasionalmente relataram ter visto relâmpagos acima das tempestades por muitos anos antes que os pesquisadores documentassem sprites e outros TLEs com câmeras de vídeo sensíveis.
Jatos azuis e gigantescos emergem do topo de a nuvem de tempestade, mas não estão diretamente associados a relâmpagos nuvem-solo. Eles se estendem em cones estreitos que se espalham e desaparecem em alturas de 25-35 milhas. Jatos gigantescos vão ainda mais alto para a ionosfera. Os jatos azuis duram uma fração de segundo e foram testemunhados por pilotos.
Os elfos estão expandindo rapidamente regiões brilhantes em forma de disco que podem ter até 300 milhas de diâmetro. Eles duram menos de um milésimo de segundo e ocorrem acima de áreas de nuvem ativa para aterrar os raios. Elfos surgem quando um pulso energético eletromagnético se estende até a ionosfera. Os elfos foram descobertos em 1992 por uma câmera de vídeo com pouca luz no ônibus espacial e agora são conhecidos por estarem associados a flashes de raios gama terrestres (TGFs). Os TGFs foram descobertos nos anos 2000 por satélites projetados para detectar raios gama cósmicos, mas descobriu-se que alguns sinais vinham de tempestades na Terra! O TGF parece se originar onde existem fortes campos elétricos em uma região profunda para atuar como um acelerador de partículas semeado por partículas de raios cósmicos. Isso também pode produzir feixes de elétrons relativísticos. Relâmpagos normais também produzem raios X que podem ser detectados no solo.
Uma ilustração de diferentes tipos de eventos luminosos transitórios (TLEs)