Os relâmpagos são clarões que ocorrem devido a descargas elétricas normalmente associadas a tempestades e eventos climatológicos de grande intensidade, mas acorrem também em tempestades de gelo, areia, erupções vulcânicas, explosões nucleares e até mesmo em nuvens que não geram tempestades, apesar de que nesse último caso a intensidade dos relâmpagos é menor. Esse fenômeno ocorre devido a diferença de carga dentro das nuvens. A eletrificação das nuvens apesar de ser um fenômeno estudado ainda não é totalmente esclarecido, mas existe um consenso de que é através do choque entre partículas de água, gelo e granizo que a nuvem se eletrifica. Essa diferença de carga acaba por criar uma tensão elétrica e quando o ar no entorno já não consegue mais isolar essa tensão a descarga elétrica ocorre para fora da nuvem. Importante notar que a maioria dos relâmpagos ocorre no interior das nuvens, mas existe relâmpagos entre nuvens, nuvem-ar e os raios que são relâmpagos que tocam o solo.
Relâmpagos. Foto: Stephen Cullum / Shutterstock.com
Os relâmpagos dentro das nuvens ocorrem justamente pela diferença de carga e são os responsáveis pelos outros tipos de relâmpagos, já que é através deles que o ar e o solo acabam sendo carregados permitindo essa tensão elétrica escapar da nuvem. Essas descargas ficam entre 100 mil e 1 bilhão de volts e 30 mil amperes de corrente podendo a chegar a 300 mil amperes, corrente usada por 300 mil lâmpadas de 100 volts cada. A corrente aquece e expande o ar de maneira muito repentina, gerando um estrondo muito alto conhecido como trovão.
Os raios ocorrem devido aos relâmpagos dentro das nuvens que começam a liberar carga em direção ao solo, conhecida como ‘líder escalonado’. Quando essa carga se encontra a poucos metros do chão ela se encontra com uma carga chamada de ‘descarga conectante’, essas duas cargas opostas criam o canal do raio, área intensamente ionizada e condutora. Quando a ‘descarga de retorno’, fluxo enorme de cargas elétricas, passa pelo canal temos o raio propriamente dito e podemos observar o clarão comumente conhecido como relâmpago. Os raios podem ser ascendentes ou descendentes, de acordo com sua origem na nuvem ou no solo, sendo o mais frequente o do tipo descendente, sendo mais de 99% dos casos. Os raios ascendentes são raros e ocorrem em lugares mais altos. Os raios normalmente são associados a nuvens do tipo cummulus ninbus.
Os relâmpagos seguem um caminho parecido com os raios, apenas não tocam o solo, ocorrendo em sua maioria dentro das próprias nuvens. 70% do total de relâmpagos são desse tipo, ou seja o canal do relâmpago ocorre dentro da própria nuvem, saindo normalmente da carga negativa para a área positiva e aumentam a quantidade quando relacionados a tornados. Os relâmpagos nuvens são aqueles em que o canal liga duas nuvens. Os relâmpagos intranuvem podem variar sua ocorrência entre 30% até 100% dependendo do tipo de tempestade. Existe ainda dois tipos raros de relâmpagos: o esférico e o bipolar. Os esféricos são bolas luminosas que pairam a poucos metros do solo emitindo uma luz constante até apagar-se, apresentam luminosidade em diversas cores. Os bipolares são relâmpagos que apresentam correntes das duas polaridades, acredita-se que seja um caso raro do já raro relâmpago solo-nuvem.
Relâmpagos. Foto: Balazs Kovacs Images / Shutterstock.com
Referencial Bibliográfico:
http://www.inpe.br/webelat/homepage/
http://www.fpcolumbofilia.pt/meteo/main0611.htm
https://tempojoaopessoa.jimdo.com/raios/tipos-de-raios/
http://www.sbfisica.org.br/v1/novopion/index.php/publicacoes/artigos/59-a-fisica-das-tempestades-e-dos-raios