TROVÕES & RELÂMPAGOS

Em um dia desses uns alunos me perguntaram sobre os TROVÕES E RELÂMPAGOS. Respondi, mas superficialmente. Aí lembrei que tinha pouco conhecimento sobre esses fenômenos atmosféricos. Resolvi pesquisar. Encontrei coisas maravilhosas. Veja um resumo do que encontrei.

Existem diversos tipos de raios provocando relâmpagos e trovões das mais variadas formas. A classificação dos relâmpagos está baseada no modo como acontecem os raios. Os cientistas têm descoberto muita coisa sobre os relâmpagos de bola. É um tipo raro de relâmpago, considerado por muito tempo como pura imaginação, mas que agora ganhou inúmeras pesquisas.

1. Os raios em nuvens
Os raios em nuvens são chamados assim por iniciarem dentro de uma nuvem. Eles são menos perigosos para nós. Os pilotos das aeronaves recebem treinamento especial caso enfrentem uma nuvem de tempestade durante um vôo e cheguem a ser atingidos por uma descarga elétrica. Nesse caso, o avião está protegido com pára-raios. Os relâmpagos que esses raios geram podem ser vistos por nós e fazem cerca de 70% do total que atingem nosso planeta. O fato de estarem escondidos pelas nuvens impossibilita que se saiba detalhes sobre sua formação. Suas descargas podem ocorrer de três maneiras: no interior das nuvens que são chamados de descargas intra-nuvem, entre duas ou mais nuvens que chamamos as descargas de nuvem-nuvem, e para fora da nuvem, sem atingir o solo e aí denominadas de descargas para o ar.

2. Os raios entre nuvens e solo
Este tipo de raio inicia na superfície de uma nuvem ou no chão, abaixo ou próximo de uma nuvem de tempestade. Sua denominação é feita de acordo com o sentido de movimento da carga que o origina. Dessa maneira, os raios entre nuvens e solo podem ser do tipo nuvem-solo ou solo-nuvem. Eles também se classificam quanto ao sinal da carga líder que inicia uma descarga, podendo ser negativos ou positivos. A maioria das descargas nuvem-solo são negativas. Esses raios são os que realmente preocupam os homens. A formação de raios entre nuvens e solo é bem conhecida. Os nuvem-solo correspondem a quase 99% dessas descargas, enquanto que os solo-nuvem são raros, ocorrendo geralmente no topo de montanhas ou em estruturas altas, como torres e edifícios.

3. Os relâmpagos de bola
Existe ainda outra forma de relâmpagos que não está incluída na classificação tradicional. São os relâmpagos de bola, também conhecidos como relâmpagos globulares, bolas de fogo ou relâmpagos raros. No interior do Brasil, eles são chamados de mãe do ouro e segundo a lenda, seu aparecimento indicaria a existência desse metal no subsolo daquela região. Ainda se sabe muito pouco a respeito dos relâmpagos de bola. Eles têm tempo de duração de aproximadamente 4 segundos em média, forma quase sempre esférica (de diâmetros entre 10 e 40 cm) e cores que variam entre branco, amarelo e azul. Têm brilho semelhante ao de uma lâmpada fluorescente, emitem um som sibilante (som muito agudo, como um forte assobio) e desprendem um odor forte, geralmente de enxofre, terminando numa explosão ou desaparecendo repentinamente. Segundo li, ele é capaz de atravessar as paredes e janelas das casas e a fuselagem dos aviões. Esses relâmpagos muitas vezes são confundidos com ÓVNIs ou fantasmas e até meados do século passado eram considerados ilusão de óptica ou uma interpretação errada de outros fenômenos naturais.
Com a publicação de artigos de alguns famosos cientistas em revistas conceituadas, relatando suas observações sobre as bolas de fogo, a comunidade científica teve que rever seus conceitos. Surgiram várias teorias para explicar a sua origem. Pesquisadores da Universidade de Canterbury, Nova Zelândia, afirmam que o intenso calor gerado pela penetração de um relâmpago comum no solo produz pequenas partículas de Silício e outros compostos. Essas partículas, denominadas de nanoparticulas, se unem formando uma rede de filamentos e armazenam certa energia química. Ao cessar a descarga elétrica, esses filamentos se vaporizam e adquirem a forma de uma esfera. À medida que se oxidam lentamente no ar, essas partículas perdem a energia armazenada e emitem luz e calor. Tudo isso em alguns poucos milisegundos. Como a esfera se forma apenas no fim desse processo, ou seja, da vaporização à oxidação, o observador tem a impressão que ela se materializou no ar. Esta nova teoria também explicaria como o relâmpago de bola é capaz de atravessar as portas e janelas das residências sem causar danos. A rede de filamentos, sendo flexível e movendo-se com o ar, poderia passar pelas fendas existentes nas portas e janelas, se reorganizando do outro lado. Mas, outra particularidade deles é o poder de atravessar objetos maciços, como paredes ou fuselagem de aviões, o que ela não consegue explicar corretamente. Ainda assim, os estudos prosseguem. O próximo passo deverá ser o de criar um relâmpago de bola em laboratório, tarefa que os pesquisadores já estão tentando realizar.

4. TROVÕES
As ondas sonoras geradas pelo movimento das cargas elétricas na atmosfera são denominadas trovões. Resultado do aumento da temperatura do ar por onde o raio passa, os trovões podem ser perigosos, nas proximidades de onde o fenômeno acontece. Entretanto, na maioria dos casos, causam apenas medo aos mais sensíveis.

4.1 - Formação
O trovão é uma onda sonora provocada pelo aquecimento do canal principal durante a subida da Descarga de Retorno. Ele atinge temperaturas entre 20 e 30 mil graus Celsius em apenas 10 microssegundos (0,00001 segundos). O ar aquecido se expande e gera duas ondas: a primeira é uma violenta onda de choque supersônica, com velocidade várias vezes maior que a velocidade do som no ar e que nas proximidades do local da queda é um som inaudível para o ouvido humano; a segunda é uma onda sonora de grande intensidade a distâncias maiores. Essa constitui o trovão audível.

4.2 - Características
Os meios de propagação dos trovões são o solo e o ar. A freqüência dessa onda sonora, medida em Hertz, varia de acordo com esses meios meios, sendo maiores no solo. A velocidade do trovão também varia com o local onde se propaga.
O trovão ocorre sempre após o relâmpago, já que a velocidade da luz é bem maior que a do som no ar. O que escutamos é a combinação de três momentos da propagação da descarga no ar: primeiro, um estalo curto (um som agudo que pode ensurdecer uma pessoa) gerado pelo movimento da Descarga de Retorno no ar. Depois, um som intenso e de maior duração que o primeiro estalo, resultado da entrada ou saída da descarga no solo e por último, a expansão de sons graves pela atmosfera ao redor do canal do relâmpago. Podemos ter uma percepção do som diferente, mas essa ordem é a mesma. Por isso, é muito perigoso ficar próximo ao local de queda de um relâmpago. A energia acústica ou energia sonora gasta para provocar esses estrondos é proporcional a freqüência do som. A maior parte dela, cerca de 2/3 do total, gera os trovões no solo e o restante (1/3) provoca som do trovão no ar. Mesmo assim, eles costumam ser bem violentos, como podemos perceber. Por causa da freqüência, os trovões no ar são mais graves (como batidas de bumbo). Aqueles estalos característicos dos trovões, os sons bastante agudos, além de dependerem da nossa distância à fonte, se relacionam com as deformações do canal e de suas ramificações. Quanto mais ramificado o canal, maior o número de estalos no trovão. Se o observador estiver próximo do relâmpago (a menos de 100 metros, por exemplo) o estalo será parecido a de uma chicotada. Isso está associado a onda de choque que antecede a onda sonora.
A duração dos trovões é calculada com base na diferença entre as distâncias do ponto mais próximo e do ponto mais afastado do canal do relâmpago ao observador. Por causa dessa variação de caminhos, o som chega aos nossos ouvidos em instantes diferentes. Em média, eles podem durar entre 5 e 20 segundos.

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