Precursor, a parte invisível e inaudível do relâmpago

Por , em 3.06.2014
Precursor ascendente

Precursor ascendente

Os poderosos relâmpagos só podem ser criados pela igualmente poderosa tempestade.

Tudo começa quando a atmosfera se torna instável. O sol aquece a superfície da Terra, que por sua vez aquece a atmosfera perto do chão.

A diferença de temperatura entre o ar do chão e o ar logo acima dele torna a área instável. Se esta instabilidade for grande o suficiente, colunas de ar quente podem começar a subir na atmosfera em um processo chamado de convecção.

Conforme o ar sobe, condensa e resfria. Se houver umidade suficiente, esse processo cria as imponentes nuvens cumulonimbus, e uma tempestade nasce.

Uma frente fria que se aproxima também pode forçar ar quente e úmido da superfície para cima, iniciando uma tempestade.
Embora existam várias teorias, o mecanismo exato de geração de raios dentro de uma tempestade ainda não é conhecido. Uma hipótese é que a eletrificação de uma tempestade está relacionada com o congelamento de pequenas gotas de água à medida que sobem para a nuvem cumulonimbus.

Alguns também creem que a condensação de vapor de água em gotículas durante o processo convectivo é a fonte de geração de carga.
Qualquer que seja essa fonte, a grande nuvem eventualmente desenvolve regiões de carga positiva e negativa. A carga negativa, que geralmente fica na base da nuvem, induz uma carga positiva no solo, como um ímã que induz polaridade em um clipe de metal.

A tempestade fica sobrecarregada com energia elétrica, conforme a atividade convectiva continua. Quando o ar isolante entre as regiões de carga oposta não consegue mais separá-las, um relâmpago começa a se desenvolver.

Acabamos de usar o termo “ar isolante”, e o ar de fato não é um bom condutor elétrico, mas quando é submetido a um nível crítico de tensão, “quebra” (isso ocorre quando as cargas elétricas atingem energia suficiente para superar a rigidez dielétrica do ar). Esse “ar quebrado” pode conduzir eletricidade facilmente.

O ar não “quebra” de uma só vez, mas sim em uma espécie de reação em cadeia, começando na região de carga na parte inferior da nuvem.
As quebras de ar formam caminhos estreitos que se separam e se ramificam em direção ao chão. Essas ramificações vão sendo “colocadas” uma atrás da outra para “aumentar” o relâmpago e fazê-lo chegar ao chão, e são chamadas coletivamente de “precursor”.

O precursor, como o nome sugere, vêm antes da segunda descarga que é a que vemos e ouvimos, e que irá finalmente equilibrar as cargas iônicas da nuvem e do solo.

O precursor geralmente não é visível ao olho humano devido à sua velocidade e duração (uma pequena fração de segundo), mas gravação em câmera lenta às vezes pode revelar parte do precursor antes de ele se conectar à terra, como a animação acima.

Já a animação abaixo é uma simulação do precursor até chegar ao chão:

Precursor descendente

Precursor descendente

A imagem seguinte é uma sequência de quadro a quadro do vídeo de um relâmpago, que mostra o precursor até o momento em que fica perto da terra, e uma de suas ramificações atinge o chão primeiro.

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Em resumo, o ramo que toca o chão primeiro “ganha”, ou seja, completa o caminho que liga o solo e a nuvem como um grande fio longo, e, quando esta conexão é feita, as cargas opostas igualam-se rapidamente. É nesse momento em que o precursor toca o chão e se torna um relâmpago que presenciamos o fenômeno. [StormHighway, IFT]

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2 comentários

  • Ermindo Cecchetto Jr.:

    Pois é! Um relâmpago aqui, um vento lá… e tá resolvida a questão.

  • Adler Santos:

    Acho muito lindo os trovões .. Mas tenho medo de ficar em lugar aberto quando a agua começa a cair em mim.
    Talves um dia a humanidade saiba usar essa poderosa carga elétrica como solução energética.

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