Trovoadas IV – A formação dos relâmpagos e dos trovões

 Por: Emanuel Oliveira

Podemos dizer que o relâmpago é a manifestação visível e mais espetacular da trovoada e o trovão é manifestação sonora da trovoada.

Como já vimos nos artigos anteriores, quando se forma a nuvem associada à trovoada – cumulonimbus – a corrente ascendente de ar quente continua a subir e as gotículas de água combinam-se para criar gotículas maiores, as quais em contacto com o ar frio nas capas altas da atmosfera (5 000 metros) congelam e formam cristais de gelo. Como resultado, estes cristais de gelo, mais pesados já não são sustentados pelas corrente de ar ascendente e caem sob a forma de granizo.

Esquema exemplificativo da obtenção de cargas pelo granizo e cristais de gelo. Crédito: John Jensenius. Fonte: NOAA 

À medida que o granizo se move no interior da nuvem, fluindo para cima e para baixo no ar turbulento, ganha uma carga negativa ao chocar contra cristais de gelo menores, com carga positiva. Este processo separa as cargas positivas (+) e negativas (-) da nuvem, ficando o topo da nuvem que alberga os cristais de gelo mais leves com carga positiva, enquanto que a base da nuvem, onde se acumula o granizo, fica com carga negativa. Assim, na nuvem existe um polo negativo e um polo positivo. Esta dupla polaridade da nuvem é reforçada pelos raios solares que interagem com moléculas de ar na região da ionosfera, formando mais iões negativos.

Distribuição das cargas negativa e positiva nas nuvens e solo

 

Comos os opostos se atraem, a carga negativa da base da nuvem é atraída para a superfície terrestre que possui carga positiva. À medida que a trovoada se desloca sobre o solo, a intensa carga negativa da base da nuvem atrai as cargas positivas do solo. Conforme a tensão aumenta, o ar ao redor da nuvem é ionizado, pelo que se forma um caminho de plasma em direção ao solo, permitindo que a tensão da nuvem possa ser descarregada. Por outro lado, as cargas positivas subirão pelos elementos da superfície mais elevados (árvores, postes elétricos, antenas ou mesmo pessoas), até se conectar com a carga negativa descendente, pelo que então ocorre o relâmpago. 

Processo de descarga atmosférica. Fonte: NOAA

O relâmpago é o resultado do contacto da eletricidade com os gases da atmosfera e do aquecimento do ar (numa fração de segundo, um raio aquece o ar ao seu redor a cerca de 30 000° C), enquanto que o trovão é o som provocado pela onda de choque resultante da rápida expansão do ar.

Para que se produzam raios quer no solo quer na nuvem, são necessárias duas zonas de cargas elétricas opostas, podendo ocorrer na mesma nuvem, entre duas nuvens, da nuvem ao céu ou desde o solo à nuvem. Não existe um ponto de início, ainda que pareça que os raios caem das nuvens para o solo, porém pode ocorrer precisamente o contrário, em que a energia sai a partir do solo.