Raio,Relâmpago e Trovão(Fisica)

E. E. E. B. Prudente de Morais

Professor: Jeferson Silveira                                        Disciplina: Física

Raio, Relâmpago e Trovão

Os raios são descargas intensas que ocorrem das nuvens para a Terra (chamados nuvem-terra) ou Terra para as nuvens (chamados terra-nuvem), sendo estes últimos mais raros. Os raios, segundo pesquisas, são mais frequentes em cidades e onde há poluição (aprisionada pelo efeito da inversão térmica) e onde se formam ilhas de calor. A inversão térmica é um fenômeno no qual uma camada de ar frio se estabiliza abaixo de uma camada de ar quente. Nesse caso, os gases produzidos por automóveis e casas não sobem além do topo da camada de ar frio, ficando aprisionados. É comum ver em lagos, no inverno, esse fenômeno em menor escala: se houver fumaça, ela pode ficar próxima da superfície da água e não subir, se mantendo assim por um bom tempo. As ilhas de calor são assim chamadas porque são regiões de temperatura mais elevadas do que as regiões circundantes. Em locais mal arborizados, como os que têm muitas ruas e prédios, a temperatura é maior do que em regiões afastadas, com poucas construções e mais arborizadas. Por quê? Se a radiação solar incide na superfície, esta se aquece, reemitindo radiação infravermelha. Em outras palavras, emite calor! Esse calor emitido aquece o ar. Estudos detalhados mostram, por exemplo, que ruas estreitas entre prédios, quando iluminadas por radiação solar, criam correntes de convecção (propagação solar) no ar, aumentando a temperatura ambiente. Os motores dos automóveis, as máquinas de indústrias e outros expelem certa quantidade de calor para o ambiente, também ajudando a aquecer o ar (segunda Lei da Termodinâmica). Se houvesse nessa região muitas arvores, elas ajudariam não só a resfriar o ar (pelos sues processos internos), como ainda impediriam que boa parte da radiação solar atingisse o solo, que não se aqueceria tanto. O efeito global disso é que as regiões próximas ao centro das cidades acabam por se tornar regiões de maior temperatura do que as regiões mais afastadas. Esse perfil de temperatura pode ser estável durante um bom tempo e é isso que se chamam ilhas de calor. Além disso, há indícios de que a incidência dos raios é estimulada pelo aquecimento global e pelas queimadas (essas podem estar associadas aos super-raios, descargas em torno de dez vezes mais intensas que as habituais).

O fenômeno básico que desencadeia o raio é a chamada quebra da rigidez dielétrica do ar. Em outras palavras, quando o ar passa de isolante a condutor. Se as cargas que se acumulam na nuvem induzirem na Terra uma quantidade de cargas grandes o suficiente, o ar pode passar a conduzir e a descarga se dá através dele. O raio é a descarga líder, que se inicia na nuvem e vem descendo até a Terra. Instantes antes de chegar a Terra, a essa descarga líder se adiciona a chamada descarga de retorno, produzindo o relâmpago. Essa descarga de retorno sobe da Terra para a nuvem. O escoamento de cargas pelo ar é tão intenso que aquece o mesmo a temperaturas da ordem de 30000°C, produzindo luz intensa (que pode causar cegueira temporária em alguns casos). Esse superaquecimento abrupto aumenta a pressão violentamente, gerando uma onda de compressão supersônica (onda de choque) que termina por produzir um som audível de uma explosão, o trovão. O som nada mais é do que uma onda de pressão que se propaga em um meio material. Se uma pessoa está próxima a um local onde caiu um raio e não sofreu consequências graves de eletrocussão (isso pode ocorrer), pode sofrer consequências da onda de choque. Se for atingida por uma compressão violenta do ar, ela pode sofrer, por exemplo, traumas, como ruptura dos tímpanos.