¿Cómo se forman los rayos en el cielo?

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Copyright futura-sciences.com
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Respuesta corta: Una “nube de tormenta” acumula diferencias de potencial eléctrico, a través del intercambio de aire ascendente y descendente. La base de la nube está cargada negativamente, el suelo positivamente. Por lo tanto, los dos cargos buscan encontrarse: nace el rayo.

Según Météo France, cada año se producen en la Tierra unos 16 millones de tormentas eléctricas. Mientras lees estas líneas, entre 1.500 y 2.000 tormentas eléctricas están haciendo estragos en nuestro planeta, provocando entre 6 y 8 millones de relámpagos diarios, que pueden superar intensidades de casi 200.000 amperios (observa las tormentas en curso en nuestro planeta en tiempo real en la web de meteorage). Este fenómeno atmosférico, que desencadena truenos, series de relámpagos, lluvias torrenciales y ráfagas de viento, ha sido durante mucho tiempo objeto de numerosas mitologías, desde los griegos hasta los chinos, pasando por los mayas y los hindúes.

Ukko, el dios finlandés del trueno y el rayo, poco conocido por el común de los mortales – crédito: ancient-origins.net

Empecemos por el origen… las tormentas eléctricas

Las tormentas eléctricas son fenómenos de corta duración (de 30 minutos a un máximo de 2 horas) y suelen producirse en verano (julio es el mes con más rayos), en las montañas y en tierra. Su formación está estrechamente ligada a la aparición de los cumulonimbos, estas enormes nubes con cabeza de yunque que tienen una gran extensión vertical con una parte superior formada por cristales de hielo que pueden alcanzar hasta 21 km de altura. Para que aparezcan estas grandes nubes, se requiere una atmósfera inestable (aire caliente en el suelo y aire frío en altura), humedad (naturaleza del suelo y de la vegetación) y un desencadenante (aire caliente en el suelo que sube rápidamente en altura gracias al relieve o a los rayos del sol)

Ejemplo de una nube cumulonimbus que puede alcanzar los 21 km de altura en su pico y contener más de 3 millones de litros de agua – crédito: DATA.ABULEDU.ORG

¿Por qué tenemos rayos?

Las condiciones inestables dentro de un cumulonimbo provocan una acumulación de carga negativa en la base de la nube. Cuando esta carga es de unos 3 a 4 kvoltios/cm, el aire se calienta y se produce un intercambio de carga en la nube o con el suelo. Este intercambio toma la forma de un flash. En sólo unas milésimas de segundo, el aire se calienta hasta alcanzar las temperaturas del Everest: hasta 30.000°C

Existen cuatro formas de rayos: los visibles dentro de una nube, entre una nube y el aire claro, entre dos nubes y, el más conocido de todos, entre una nube y el suelo (o un avión). Este último se denomina comúnmente“rayo” y, según Martin Allan Uman, ingeniero estadounidense especializado en rayos, y Philip Krider, profesor emérito, más de la mitad de los rayos que se ven en el hemisferio norte son de esta naturaleza. un tercio de las descargas de rayos que se observan van del suelo a la nube, pero suelen ser visibles durante las grandes tormentas.

¿Cómo se construye el rayo?

Un rayo cargado negativamente de nube a tierra se construye en 3 etapas: el trazador de saltos, el proceso de fijación y el arco de retorno.

La formación de un rayo tiene lugar en 3 fases: el trazador de saltos, el proceso de fijación y el arco de retorno. La parte inferior de la nube de tormenta está cargada negativamente mientras que el suelo está cargado positivamente – crédito: nrcan.gc.ca

Es importante saber que el rayo se origina en el interior de la nube de tormenta. La descarga negativa emerge de la nube y viaja hacia el suelo en una serie de saltos de luz sucesivos, cada uno de ellos de unos diez metros de longitud. Este es el rastreador de saltos. Este “líder”, como lo llaman los anglosajones, corre hacia el suelo a una velocidad de 0,15 a 1 metro por microsegundo, ¡una auténtica fórmula 1!

Como resultado, el rastreador de saltos provoca una intensificación del campo eléctrico a medida que se acerca al suelo cargado positivamente, creando varias descargas ascendentes desde puntos físicos altos (montañas, árboles, antenas de edificios, etc.). Se realiza un punto de unión a varias decenas de metros de altura entre el trazador y las descargas ascendentes. Estamos en el proceso de apego

Es entonces cuando se forma el primer arco de retorno que se propaga hacia la nube a una velocidad equivalente a un tercio de la velocidad de la luz en el aire (aproximadamente 1 km por microsegundo). Es en el momento del tren de retorno cuando la temperatura del canal es máxima (30 000 °C, ¡cinco veces la temperatura en la superficie del sol!) y cuando se oyen los truenos

Tras este proceso, el rayo puede desaparecer o pueden producirse nuevas secuencias, una media de 3 o 4 veces y hasta 15 arcos de retorno cuando queda una carga suficiente en la nube, durante las grandes tormentas

El transeúnte curioso puede percibir un color diferente de los destellos en función del entorno en el que se encuentre y de lo cerca que esté de la descarga. Por lo general, se produce un destello blanco con aire seco y una atmósfera pura, un destello rojo en caso de lluvia, un destello amarillo en un entorno polvoriento y un destello azul cuando cae granizo.

¿Cuáles son las consecuencias de los rayos para los seres vivos?

Los rayos nube-tierra pueden ser mortales para las personas y los animales, pero los impactos directos de rayos siguen siendo muy raros. Los seres vivos son alcanzados por el rayo sobre todo desde el lado (rayo de salpicadura) y desde el suelo (la víctima está cerca de un rayo, la corriente pasa por ambas piernas)

3 tipos de contacto con el rayo: por contacto directo (izquierda), por contacto lateral (centro), por tensión de paso (derecha) – crédito BFMTV

Aunque la temperatura y el voltaje de un rayo pueden ser extremadamente altos, el tiempo de contacto sigue siendo muy corto, del orden de una milésima a diez milésimas de segundo. Sólo unos pocos amperios atraviesan el cuerpo, lo que da a las víctimas del rayo una alta probabilidad de supervivencia (entre el 75% y el 95% de las víctimas sobreviven). En cambio, el ganado es el más afectado por un rayo lateral, ya que la corriente puede pasar por las dos patas delanteras, atravesando así el corazón por la mitad. Según los Institutos Nacionales de la Salud, la mortalidad humana en todo el mundo se estima entre 0,2 y 1,7 muertes por millón de personas cada año

Hechos excepcionales

Cada evento tiene sus propias hazañas especiales El25 de junio de 2020, laOrganización Meteorológica Mundial validó dos récords: el de la mayor distancia recorrida por un rayo y el de la mayor duración de un rayo. El primero se midió el 31 de octubre de 2018 en una distancia horizontal de 700 km en el sur de Brasil, que es la misma distancia que hay entre Londres y la frontera suiza. El segundo récord, el de mayor duración del destello, se registró en el norte de Argentina durante 16,73 segundos. Esto es aún más impresionante si se tiene en cuenta que el destello medio dura 0,2 segundos

La Organización Meteorológica Mundial validó dos récords el 25 de junio de 2020: el rayo más largo y el tiempo de descarga más largo – crédito: public.wmo.int

Fuentes


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gino

Je m’appelle Gino, jeune trentenaire et vieux blogueur ! Touche à tout du web, consultant SEO mais surtout passionné de Culture avec un grand "C" : tout ce qui m'entoure ne doit pas être ignoré, je suis un vrai boulimique culturel. S'il fallait me décrire en 2 mots et demi, je dirais "passeur de savoir"...en toute modestie ! Merci de me suivre sur le chemin de la connaissance, vous verrez, c'est un puits sans fond :)

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