Quais são os diferentes tipos de relâmpagos?

Embora tendamos a pensar em relâmpagos como um raio que cai do céu na Terra, os relâmpagos podem atingir o solo ou dentro das nuvens ou no ar. De acordo com o Laboratório Nacional de Tempestades Severas dos EUA, há de cinco a dez vezes mais relâmpagos dentro das nuvens do que raios da nuvem para o solo. Aqui está uma olhada nos diferentes tipos de relâmpagos que podem ocorrer durante uma tempestade .

Raios nuvem-solo

À medida que a carga negativa cresce dentro da base de uma tempestade, a carga positiva começa a acumular-se na superfície da Terra abaixo, sombreando a tempestade onde quer que ela vá. Isto é responsável por quase todos os relâmpagos nuvem-solo, mostrados na imagem acima. Com relâmpagos nuvem-solo, um líder escalonado desce da base negativa da nuvem, interceptado em seu caminho por uma coluna de ar ionizado chamada “flâmula positiva” que dispara para encontrá-lo a partir do solo carregado positivamente. Quando os dois se conectam, uma violenta corrente elétrica ruge entre a nuvem e o solo, formando o raio. Vários streamers positivos às vezes competem pelo mesmo líder escalonado.

Quase qualquer objeto ou organismo aterrado sob uma tempestade pode atrair um líder escalonado, mas os raios são preguiçosos, então quanto mais perto, melhor. Árvores, prédios altos, torres e antenas são alvos favoritos e, ao contrário da sabedoria popular, os raios podem cair duas vezes.

Intracloud e Lightning de nuvem para nuvem

Cerca de três quartos de todos os raios na Terra nunca deixam a nuvem onde se formaram, contentando-se em encontrar outra região de partículas de carga oposta dentro da tempestade. Esses raios são conhecidos como “relâmpagos intranuvem”, mas às vezes também são chamados de “relâmpagos em folha”, quando, do nosso ponto de vista, eles iluminam uma folha brilhante na superfície da nuvem. “Relâmpagos de aranha” (veja a foto abaixo) ocorrem quando raios ramificados rastejam ao longo da parte inferior da nuvem.

Às vezes, o relâmpago também sai da nuvem, mas fica no céu, um fenômeno que pode assumir muitas formas. Ele pode saltar para outra nuvem ou pode simplesmente atingir o ar ao redor da tempestade se carga suficiente tiver se acumulado nas proximidades.

Embora os relâmpagos baseados em nuvens normalmente não incomodem os humanos na superfície, eles podem causar estragos em nossos aviões, foguetes e outras máquinas voadoras. As rotas de voo geralmente levam os jatos de passageiros diretamente através de grandes tempestades e, embora os relâmpagos normalmente passem do lado de fora do avião, é difícil proteger completamente qualquer sistema elétrico nessas condições. Em 2009, funcionários da empresa disseram que o voo 447 da Air France foi provavelmente atingido por um raio antes de desaparecer sobre o Atlântico – ele se transformou em uma tempestade tropical pouco antes de perder energia em ambos os sistemas elétricos – embora uma série de outros fatores provavelmente tenham agravado isso. Os engenheiros da NASA em Cabo Canaveral também são regularmente atormentados por raios das impiedosas tempestades de verão da Flórida, que podem atrasar lançamentos e danificar equipamentos caros.

Raio do Azul

A maioria dos relâmpagos são negativos, descendo da base da nuvem até o solo carregado positivamente. Mas em grandes tempestades, um raio positivo sobrecarregado pode ser lançado das regiões superiores da nuvem, afastando-se da tempestade antes de colidir com uma secção distante de terra com carga negativa. Às vezes, viajando até 40 quilômetros, esses ataques podem atingir pessoas que nem sabem que há uma tempestade por perto – daí o nome “raio vindo do nada”. Além de serem furtivos e raros, os raios vindos do azul também são muito mais poderosos do que os relâmpagos normais e, portanto, causam mais danos corporais e materiais.

Bola de iluminação

Orbes flutuantes de eletricidade foram relatadas durante tempestades em todo o mundo – e até mesmo recriadas em laboratório – mas provaram ser difíceis de verificar na natureza. Se existirem relâmpagos esféricos naturais, eles são passageiros, erráticos e raros. Ainda assim, há indícios tentadores.

Os cientistas também têm uma teoria intrigante sobre a natureza do relâmpago globular. Para um estudo publicado em março de 2018, pesquisadores criaram um estado super-resfriado da matéria chamado condensado de Bose-Einstein, então amarraram seus campos magnéticos em um nó complexo. Isso produziu um objeto quântico chamado “Shankar skyrmion”, que foi teorizado há mais de 40 anos, mas nunca foi criado com sucesso em um laboratório.

Um skyrmion é uma “configuração entrelaçada de momentos magnéticos atômicos”, de acordo com uma declaração da Universidade Amherst , essencialmente um conjunto de campos magnéticos interligados. Este tipo de campo magnético com nós é a chave para a teoria topológica dos relâmpagos esféricos, observam os pesquisadores, que descreve um plasma de gás quente magneticamente confinado pelo campo com nós. O raio esférico pode, teoricamente, durar muito mais tempo do que um raio típico devido à dificuldade de “desamarrar” o nó magnético que mantém o plasma no lugar.

Eventos luminosos transitórios

Os relâmpagos não são os únicos truques elétricos que as tempestades têm na manga. Existe outro mundo de luzes estranhas e fantasmagóricas que a maioria dos humanos nunca vê, dançando na atmosfera superior acima das tempestades. Eles não são realmente relâmpagos no sentido tradicional – “eventos luminosos transitórios” ou “fenômenos ópticos atmosféricos” são os termos preferidos – mas ainda não sabemos muito sobre eles.

Sprites são enormes flashes de luz que aparecem diretamente acima de tempestades ativas, geralmente correspondendo a relâmpagos poderosos e carregados positivamente da nuvem ao solo abaixo. Também conhecidos como “sprites vermelhos”, já que a maioria deles brilha em vermelho, essas chamas finas podem disparar até 60 milhas do topo da nuvem, embora tenham carga fraca e raramente durem mais do que alguns segundos. As formas dos Sprites foram comparadas a colunas, cenouras e águas-vivas, mas a sua fraca carga e brilho suave significam que raramente são vistos a olho nu – na verdade, não havia nenhuma evidência fotográfica deles até 1989. Desde então, no entanto, milhares de sprites foram fotografados e filmados do solo, de aeronaves e do espaço.

Os jatos azuis são o que parecem: feixes de energia azul que saem do topo de uma tempestade para o céu circundante. Mas, apesar do nome simples, são um dos eventos luminosos transitórios mais misteriosos, uma vez que não estão diretamente associados a relâmpagos nuvem-solo e não estão alinhados com o campo magnético local. À medida que as faixas azuis e brancas brilhantes emergem de uma nuvem, estendem-se para cima em cones estreitos, espalhando-se gradualmente e dissipando-se em alturas de cerca de 48 quilómetros. Os jatos azuis duram apenas uma fração de segundo, mas foram testemunhados por pilotos e até mesmo capturados em vídeo.

Elfos , como sprites, ocorrem sobre uma área de relâmpagos ativos da nuvem para o solo, e também são encontrados na ionosfera. Esses discos brilhantes e de rápida expansão podem se estender por 300 milhas, mas duram menos de um milésimo de segundo, o que tornaria difícil avistá-los mesmo se não houvesse uma tempestade no seu caminho. A NASA descobriu os elfos em 1992, quando uma câmera de vídeo de baixa luminosidade no ônibus espacial filmou um em ação, e os cientistas acreditam que eles são causados ​​por um pulso eletromagnético disparado de uma tempestade para a ionosfera.

Segurança contra raios

Nos últimos 30 anos, mais americanos foram mortos por raios por ano do que por furacões ou tornados, mas como as mortes estão espalhadas por mais tempo e distância, é “ o perigo climático mais subestimado ”, de acordo com a NOAA. Por alguma razão, morrem muito mais homens devido a quedas de raios do que mulheres – desde 2006, mais de 78% das vítimas mortais de raios nos EUA eram homens. Os relâmpagos também são mais frequentes e severos em certas partes do país, especialmente na Flórida, no Texas e em outros estados próximos ao Golfo do México.

Raios de nuvem para o solo podem atacar pessoas de várias maneiras. Estar ao ar livre durante uma tempestade — ou 30 minutos antes ou depois de uma — não é uma boa ideia, e nem ficar perto de algo alto como uma árvore ou poste. Mas o ideal é que você esteja dentro de casa, de qualquer forma.

O melhor lugar para estar é um prédio com encanamento e fiação elétrica, pois eles conduzem a eletricidade melhor do que o corpo humano . Estruturas com aberturas expostas não são seguras, incluindo galpões, garagens, abrigos para piquenique, abrigos de beisebol e estádios ao ar livre. Se você estiver preso do lado de fora, tente entrar em um veículo fechado de metal com as janelas fechadas, evitando coisas com cabine aberta, como conversíveis, carrinhos de golfe, tratores ou equipamentos de construção.

As piscinas são notoriamente perigosas durante tempestades porque a água conduz eletricidade com muita facilidade. Junto com o metal, outro condutor importante, a água também pode ajudar os raios a invadir nossas casas e empresas, deixando-os passar pelos sistemas hidráulicos e elétricos. O raio pode atingir diretamente o prédio ou passar pelas linhas de energia, potencialmente eletrocutando qualquer pessoa que esteja tomando banho, usando um computador ou falando ao telefone no momento (linhas fixas são o principal risco; telefones celulares geralmente são seguros para uso em um tempestade). Mesmo que não sejam esperados tornados, a parte mais segura de um edifício é o interior, longe de janelas, água e aparelhos elétricos.