Raig
.jpg){kind=link}
.jpg){kind=link}
El raig és una poderosa descàrrega natural d'electricitat estàtica, produïda durant una tormenta elèctrica generant un pols electromagnètic. La descàrrega elèctrica precipitada del raig és acompanyada per l'emissió de llum (el llampada).
En promig, un raig medix 1500 metros; el més extens va ser registrat en Texas i va alcançar els 190 km de llongitut. Un raig pot alcançar la velocitat de 200 000 km/s en una temperatura de 30.000 graus Celsius. Els restants d'un raig en l'arena formen el mineral denominat fulgurita. Sempre va acompanyat d'un llampada (emissió intensa de radiació electromagnètica, els components de la qual s'ubiquen en la part visible de l'espectre), i d'un tro (emissió d'ones sonores), ademés d'atres fenomens associats. Encara que les descàrregues dins dels núvols i entre els núvols són les més freqüents, les descàrregues de núvol a terra representen un perill major per als humans. La major part dels rajos ocorren en la zona tropical del planeta, la més densament poblada, i principalment en els continents. Estan associats en els fenomens convectivos, la majoria de les voltes en tormentas, encara que poden tindre el seu orige en atres events, com erupció volcàniques, explosions nuclears, tormentes d'arena o violents incendis forestals.[1][2] S'utilisen métodos artificials per a crear rajos en fins científics. Els rajos també ocorren en uns atres planetas del sistema solar, particularment en Júpiter i en Saturn.[3]
Algunes teories científiques consideren que estes descàrregues elèctriques poden haver segut fonamentals en el sorgiment de la vida, ademés d'haver contribuït al seu manteniment. En la història de la humanitat, el raig va ser potser la primera font del fòc, fonamental per al desenroll tècnic. Aixina, la llampada va despertar fascinació, incorporant-se a innumerables llegendes i mits que representen el poder dels deus. Investigacions científiques posteriors varen revelar la seua naturalea elèctrica, i des de llavors les descàrregues han segut objecte d'una vigilància constant, per la seua relació en els sistemes de tormentas.
Per la gran intensitat dels voltages i de les corrents elèctriques que propaga, el raig és sempre perillós. Aixina, els edificis i les rets elèctriques necessiten pararrayos i sistemes de protecció. No obstant, inclús en eixes proteccions, els rajos encara causen morts i lesions en tot lo món.
Cóm s'inicia la descàrrega elèctrica seguix sent un tema de debat.[4] Els científics han estudiat les causes fonamentals, que van des de destorbament atmosfèrics (vent, humitat i pressió) fins als efectes del vent solar i de l'acumulació de partícules solars carregades.[5] Es creu que el gèl és el component clau en el desenroll, propiciant una separació de les càrregues positives i negatives dins del núvol.[5] Mentres que fenomen d'alta energia, el raig es manifesta generalment per un camí extremadament lluminós —en estat plasmático conseqüència de l'ionisació de l'aire per les altíssimes tensions— que recorre llargues distàncies, a voltes en branques. No obstant, existixen formes rares, com el raig globular, la naturalea del qual es desconeix. La gran variació del camp elèctric provocada per les descàrregues en la troposfera pot donar lloc a fenomens lluminosos transitoris en l'atmòsfera superior.
Cada any es registren 16 000 000 de tormentes en rajos.[6]cita requerida La freqüència de les llampades és d'aproximadament 44 (± 5) voltes per segon, o casi 1400 millons de centelleigs/centellejos per any,[7] sent la duració mija de 0.2 segons.[8] El raig de major duració va ser registrat en març del 2018 en el nort d'Argentina i va durar 16.73 segons. En octubre de 2018 es va registrar en Brasil el de major extensió horisontal a nivell mundial, en 709 km de llongitut.[9] Un raig viaja a una velocitat mija de 440 km/s, podent alcançar velocitats de fins a 1400 km/s.[10] La diferència de potencial mija sobre el sol és de mil millons de volts.
La disciplina que, dins de la meteorologia, estudia tot lo relacionat en els rajos es denomina ceraunología.[11][12]
Història
[editar | editar còdic]Els rajos provablement varen aparéixer en la Terra molt abans que la vida, fa més de Plantilla:Ma/1 millones de años. Ademés, provablement els rajos varen ser fonamentals per a la formació de les primeres molècules orgàniques, essencials per a l'aparició de les primeres formes de vida.[Um. 1] Des del començ de l'història les llampades han fascinat als sers humans. El fòc que produïxen els rajos quan colpegen el sol hauria segut l'orige del seu domesticació, i seria utilisat per a mantindre'ls calentes durant la nit, ademés de mantindre alluntats als animals salvages. El home primitiu hi hauria llavors buscat respostes per a explicar este fenomen, creant superstició i mits que es varen incorporar a les religions més antigues.[13]
Importància biològica
[editar | editar còdic]Des de la biologia es creu que els rajos varen tindre una paper important en l'aparició de la vida en la Terra. Per mig de diferents experiments tals com el de Miller-Urey es va demostrar que, en una atmòsfera primitiva, les descàrregues elèctriques varen poder haver generat les reaccions necessàries per a crear les primeres molècules de la vida i les bases que la conformen tals com els Aminoàcits (molècules fonamentals en tot sistema biològic).
Investigació científica
[editar | editar còdic]
En les cultures europees modernes, la primera explicació científica coneguda va ser escrita pel filòsof grec Aristóteles, en el IV a. C., atribuint la tormenta a la colisió entre dos núvols i el raig al fòc exhalado per eixos núvols.[14] No obstant, els primers estudis sistemàtics no es varen portar a terme fins a 1752, en Marly-la-Ville, prop de París, quan Thomas-François Dalibard va atraure els rajos per mig d'una alta barra de ferro aïllada del sol per botelles de vidre. Este experiment va demostrar la naturalea elèctrica de la descàrrega. Posteriorment es varen realisar numeroses proves. Una de les més conegudes és la de Benjamin Franklin, qui va utilisar cometas i globos per a alçar fils conductors, que varen generar chicotetes llampades gràcies al camp elèctric existent en els núvols.[Um. 2]
Franklin també va demostrar que els rajos es manifiestaban «en major freqüència en la forma negativa de l'electricitat, pero a voltes apareixen en la forma positiva». Ademés, el científic va propondre l'us de grans varetes de metal per a protegir-se contra els rajos, que segons ell, farien passar l'electricitat de forma silenciosa des del núvol al sol. Més vesprada, es va donar conte de que eixes varetes no influïen en les càrregues elèctriques presents en els núvols, sino que de fet atreen als rajos. Finalment es va donar conte de que, si ben no es podien evitar les descàrregues elèctriques, a lo manco podia atraure-les a un punt en el que no hi hauria perill, lo que es coneix com pararrayos. Per a demostrar l'efectivitat de les seues idees, Franklin va reunir a centenars de persones prop de Siena, Itàlia, en 1777, en un lloc a sovint alcançat per un raig. Despuix d'instalar el pararrayos, la multitut va observar cóm el raig colpejava la barra de metal, sense danyar-la.[Um. 2]
En 1876, James Clerk Maxwell va propondre la creació de depòsits per a la pólvora negra que estigueren completament envolts en una capa de metal per a evitar que els rajos detonaren el compost. Quan un raig colpejava eixe depòsit, la corrent elèctrica permaneixia en eixa capa exterior i no aplegava a la pólvora. Este sistema es coneix ara com gàbia de Faraday. També es pot utilisar un sistema de reixeta; no obstant, quant major siga la distància entre conductors, menys efectiva serà la protecció. Combinacions entre el pararrayos de Franklin i la caixa de Faraday encara s'utilisen en el XXI per a protegir edificacions, especialment a on es troben dispositius electrònics sensibles.[Um. 2]
L'aparició de la fotografia i de l'espectroscòpia al final de el XIX varen ser de gran importància en l'estudi dels rajos. Varis científics varen utilisar l'espectre generat pels rajos per a estimar la cantitat d'energia involucrada en el procés físic que tenia lloc durant un periodo de temps molt curt. L'us de la càmara fotogràfica també va permetre descobrir que els rajos tenen dos o més fluix elèctrics. El desenroll de nous dispositius en el XX, com els osciloscopis i els medidors de camps electromagnètics, permet una comprensió més completa de l'orige i l'aparició de descàrregues.[Um. 2]
Característiques
[editar | editar còdic]
El raig, que està més comunament associat en tormentes elèctriques, és un jagantesc arc elèctric d'electricitat estàtica pel que es forma un canal conductor i es transferixen càrregues elèctriques. Són varis els tipos de rajos que poden ocórrer: en l'interior dels propis núvols, entre dos núvols, entre un núvol i l'aire, i entre un núvol i el sol. Els punts de contacte d'un raig depenen de la forma en que es distribuïxen les càrregues elèctriques en l'interior dels núvols.[15][16]
En general, la distribució de càrregues en els núvols convectivas genera un camp elèctric intens. En la part superior del núvol, que es aplana i s'estén horisontalment, s'acumulen les càrregues positives en menuts cristals de gèl provinents de les corrents de convecció. En el centre, generalment en un ranc a on la temperatura està entre -20 i -10 °C, les càrregues negatives estan en sobreabundancia. Els dipols formats valen cada u decenes de coulombs, separats uns d'uns atres per uns pocs quilómetros verticalment. En la base del núvol generalment es forma una chicoteta regió de càrregues positives, la càrrega de les quals és de sol d'uns pocs coulombs. En tormentes més desenrollades, la distribució elèctrica és molt més complexa.[17]
Càrrega dels núvols
[editar | editar còdic]Per a que ocórrega una descàrrega elèctrica, l'interior del núvol deu tindre un camp elèctric important, que sorgix del canvi en la distribució de les càrregues, electrificando el núvol. No se sap exactament cóm es produïx eixe fenomen, encara que s'han teorizado alguns conceptes i premisses bàsiques. Els models d'electrificació es dividixen en dos, el convectivo i el colisionador.[18]
Segons el model d'electrificació convectiva, les càrregues elèctriques inicials provenen d'un camp elèctric preexistente abans del desenroll del núvol de tormenta. A mida que es desenrolla el núvol de tormenta, els ionés positius s'acumulen en l'interior del núvol, lo que induïx càrregues negatives en les seues vores. Com els vents dins del núvol són ascendantes, les corrents d'aire de direcció oposta apareixen en les vores del núvol, transportant les càrregues negatives induïdes a la base del núvol, creant aixina dos regions eléctricamente distintes. A mida que es desenrolla el procés, el núvol es torna capaç d'atraure noves càrregues per sí mateixa, lo que permet que apareguen descàrregues elèctriques. Encara que demostra l'importància de la convecció en el procés d'electrificació, este model no descriu satisfactòriament la distribució de càrrega a l'inici de la tormenta i a llarc determini.[19][20]
El model d'electrificació per colisiones, com el seu nom indica, assumix que la transferència de càrrega té lloc en el contacte entre les partícules del núvol durant el procés de convecció. No obstant, no hi ha consens sobre cóm es produïx la polarisació i la separació de càrregues en les minúscules partícules de gèl. Les teories es dividixen en dos classes, les inductivas (que depén d'un camp elèctric preexistente) i les no inductivas.
En la hipòtesis de l'inductiva, el camp elèctric preexistente, que apunta cap a avall en condicions normals, provoca l'aparició de càrregues positives en la part inferior i de càrregues negatives en la regió oposta. La separació de les càrregues sembla requerir d'una forta corrent aérea ascendent que duga les gotes d'aigua cap a dalt, superenfriándolas entre els –10 i els –20 °C. Les partícules tenen diferents tamanys, per lo que les més pesades tendixen a caure mentres que les més llaugeres són arrastrades pels vents convectivos. El contacte de la partícules més chicotetes en l'hemisferi inferior de les més grans provoca la transferència de càrregues, la més llaugera en càrrega positiva i la més pesada carregada negativament. Les colisions en els cristals de gèl formen una combinació d'aigua-gele denominada graniç i la gravetat causa que en ser més pesat (i en càrrega negativa) caiga cap al centre i les parts més baixes dels núvols. A mida que el núvol creix, s'acumulen càrregues negatives en la seua base i càrregues positives en la seua part superior, intensificant cada volta més el camp elèctric i el procés de polarisació de partícules fins al punt de produir retículas en diferències de potencial fins que es tornen suficients per a iniciar una descàrrega.[21]
L'hipòtesis d'electrificació no inductiva, en canvi, es basa en la generació de càrregues a partir de la colisió entre partícules en diferents propietats intrínseques. Els grànuls de neu (partícules esfèriques més chicotetes que el graniç) i els menuts cristals de gèl, quan entren en colisió, adquirixen càrregues opostes. Els primers, més pesats, duen càrregues negatives, mentres que els cristals alcancen la part superior del núvol, que per lo tant és aixina carregada positivament. Per a això, deuen complir-se condicions favorables, en particular la temperatura (menys de -10 °C) i la cantitat òptima d'aigua en el núvol. D'acort en les característiques observades, est sembla ser el procés més important d'electrificació del núvol de tormenta, que no elimina els atres processos d'electrificació.[22][23]
El mecanisme pel qual la separació de càrregues succeïx seguix sent objecte d'investigació i hi ha més hipòtesis adicionals.[24][25]
Descàrregues
[editar | editar còdic]En condicions normals, l'atmòsfera terrestre és un bon aïllant elèctric. La rigidea dielèctrica del aire al nivell de la mar alcança els tres millons de volts per metro, pero disminuïx gradualment en l'altitut, principalment per la rarefacción de l'aire.[26][Um. 3] A mida que les càrregues del núvol se separen, el camp elèctric es torna cada volta més intens i, finalment, supera la rigidea dielèctrica de l'aire. Aixina, un camí de plasma conductor emergix a través del com les càrregues elèctriques poden fluir lliurement, formant aixina una descàrrega elèctrica anomenada raig, que alcança a centenes de millons de volts.[27]
Els rajos es manifesten en vàries formes i se solen classifiquen pels punts de «inici» i «finalisació» del canal del centelleig:
- rajos dins d'un núvol o intranubosos (Intra-cloud, o IC), els que ocorren dins d'un únic núvol de tormenta i que són els més freqüents;
- rajos de núvol a núvol o internubosos (Cloud-to-cloud, o CC, o inter-cloud lightning), que comencen i terminen en dos núvols de tormenta «funcionals» diferents;
- rajos de núvol a terra (Cloud-to-ground, o CG), que s'originen principalment en el núvol de tormenta i terminen en la superfície de la Terra, encara que també poden ocórrer en la direcció inversa, és dir, de terra a núvol.[Es. 1][28] Hi ha variacions de cada tipo, com a centelleigs/centellejos de núvol a terra «positius» front a «negatius», que tenen diferents característiques físiques comunes que poden medir-se.
Descàrrega negativa de núvol a terra
[editar | editar còdic]
La descàrrega comença quan ocorre la primera ruptura en la rigidea dielèctrica de l'aire, des de la regió ocupada per les càrregues negatives, en l'interior del núvol, travessada per un canal en el que les càrregues circulen lliurement. La punta de la descàrrega es dirigix cap a la concentració més chicoteta de les càrregues positives, en la base del núvol. Com a resultat, una gran cantitat d'electrons descendix pel núvol, mentres que el canal continua expandint-se cap a avall, cap al sol. La punta de la descàrrega alvança per etapes, de cinquanta metros cada cinquanta microsegons. La punta del raig generalment es dividix en vàries branques i emet una llum extremadament dèbil en cada bot de descàrrega. De mija, una càrrega de cinc coulombs de càrregues negatives s'acumulen en el canal ionizado de manera uniforme, i la corrent elèctrica és de l'orde de cent amperis.[Um. 4][29]
Els electrons induïxen una acumulació de càrregues opostes en la regió situada just baix del núvol. Des del moment en que comencen a dirigir-se cap al sol, les càrregues positives tendixen a ser atretes i a reagrupar-se en els extrems dels objectes terrestres. A partir d'eixos punts, l'aire es ioniza, fent aparéixer trayectòries ascendents similars, anant a la trobada de la primera trayectòria descendent.[Um. 5][Um. 6]
En entrar en contacte en el sol o en un objecte terrestre, els electrons comencen a moure's molt més ràpit, produint una lluminositat intensa entre el núvol i el punt de contacte. A mida que els electrons i les branques comencen a guanyar velocitat i es mouen cap al sol, tot el trayecte ionizado s'allumena. Tota la càrrega negativa, inclosa la del núvol, es dissipa en el sol en un fluix que dura uns pocs microsegons. En eixe interval, no obstant, la temperatura dins del camí alcança més de trenta mil graus Celsius.[Um. 7]
Per lo general, ocorren tres o quatre descàrregues en promig en el mateix raig, cridades descàrregues de tornada posteriors, separades entre sí per un interval d'aproximadament cinquanta milisegons. En el cas de que el núvol encara continguera càrregues negatives, apareix una nova descàrrega, que es mou més ràpit que la descàrrega inicial, ya que seguix el camí ionizado ya obert, aplegant al sol en uns pocs milisegons. No obstant, la cantitat d'electrons depositats en les descàrregues de tornada posteriors és generalment menor que en la primera. Mentres que la corrent de descàrrega inicial és típicament d'uns 30 kiloamperios (ka), les descàrregues posteriors tenen una corrent d'entre 10 i 15 ka. En promig, trenta coulombs es transferixen des del núvol al sol.[Um. 8][Um. 9] És possible observar un raig principalment gràcies a les diverses descàrregues de tornada. En general, la duració mija de tot este procés és de 0,20 segons.[30][Um. 10]
Descàrrega positiva de núvol a terra
[editar | editar còdic]Els rajos no sempre provenen d'àrees carregades negativament d'un núvol. En alguns casos, les descàrregues elèctriques es produïxen en el cim dels grans cumulonimbus, la forma superior dels quals s'estén horisontalment. Encara que són relativament rars, els rajos positius tenen algunes característiques particulars. Inicialment, el canal precursor presenta una uniformitat, diferent de la que ocorre en una descàrrega negativa. Quan s'establix el contacte, solament es produïx una única descàrrega de tornada, el pico de la qual de corrent supera els 200 kiloamperios, valor molt superior al dels rajos negatius. Este procés sol durar uns milisegons. Este tipo de descàrrega oferix un potencial de destrucció molt major que les descàrregues negatius, en particular per als edificis industrials, per la gran càrrega que transporta.[31][32][33]
Descàrrega intranubosa
[editar | editar còdic]
La majoria dels rajos ocorren generalment dins dels núvols.[34] Un canal precursor de la descàrrega apareix en el núcleu negatiu de la part inferior del núvol i continua cap a dalt, a on solen concentrar-se les càrregues positives. En una duració típica de 0,2 segons, estes descàrregues tenen una lluminositat casi contínua, marcada per polsos finalment atribuïts a les descàrregues de tornada que es produïxen entre les bosses de càrrega. La càrrega total transferida en una descàrrega d'este tipo és del mateix orde que la dels rajos de núvol a terra.[Um. 11]
La descàrrega comença en el moviment de les càrregues negatives que formen un canal precursor en direcció vertical, que es desenrolla en 10 a 20 milisegons i pot alcançar alguns quilómetros de llongitut. Quan alcança al cim del núvol, este canal es dividix en branques horisontals, a partir de les quals es produïx la transferència d'electrons des de la base del núvol. Al voltant de l'inici del canal de descàrrega, les càrregues negatives es mouen en la seua direcció, estenent les branques en la base del núvol i aumentant la duració de la descàrrega. El raig termina quan es trenca la conexió principal entre les parts inferior i superior del núvol.[35]
Descàrrega de terra a núvol
[editar | editar còdic]
Des de les estructures elevades i els cims de montanyes, poden aparéixer canals precursors de descàrrega i seguir una direcció vertical cap al núvol. Per tant, les càrregues negatives almagasenades en el núvol fluïxen cap al sol o, més rarament, els electrons fluïxen cap al núvol. Per lo general, el canal precursor emergix d'un sol punt, des del que es ramifica en direcció vertical cap al núvol. La seua aparició està lligada principalment a estructures metàliques, com a edificis i torres de comunicació, l'altura de la qual alcança més de cent metros i els extrems dels quals són capaços de potenciar el camp elèctric induït i aixina iniciar una descarrega precursora. Quan s'establix la conexió, les emissions de tornada es produïxen de forma similar a les emissions negatives dels núvols al sol.[36][Um. 12][Um. 13]
Variacions observacionals
[editar | editar còdic]Alguns tipos de rajos han segut nomenats, per la gent comuna o científicament, sent els més coneguts:
- raer rastrejador d'enclusa (Anvil crawler lightning), a voltes cridat raig arrapa (Spider lightning), es crea quan els líders es propaguen a través d'àmplies regions de càrrega horisontals en tormentes elèctriques madures, generalment les regions estratiformes dels sistemes convectivos de mesoescala. Eixes descàrregues solen començar com a descàrregues intranubes que s'originen dins de la regió convectiva; l'extrem líder negatiu després es propaga be en les regions de càrrega mencionades anteriorment en l'àrea estratiforme. Si el líder s'allarga massa, pot separar-se en varis líders bidireccionals. Quan açò succeïx, l'extrem positiu del líder separat pot colpejar el sol com un centelleig positiu núvol a terra o arrastrar-se per la part inferior del núvol, creant una espectacular mostra de llampades arrastrant-se pel cel. Els centelleigs/centellejos del sol produïts d'esta manera tendixen a transferir grans cantitats de càrrega, i açò pot desencadenar llampades ascendents i llampades en l'atmòsfera superior.[37]
- raig globular (Ball lightning), també conegut com a raig esfèric, centella o esfera lluminosa és un fenomen elèctric atmosfèric la naturalea física del qual encara és controvertida. El terme es referix a informes d'objectes lluminosos, generalment esfèrics, que varien des del tamany d'un pésol fins a varis metros de diàmetro.[38] A voltes s'associa en tormentes elèctriques, pero a diferència dels rajos, que duren solament una fracció de segon, els rajos globulars duren molts segons. Els rajos globulars han segut descrits per testics presencials, pero rarament registrats per meteoròlecs.[39][40] Les senyes científiques sobre els rajos globulars són escassos per la seua poca freqüència i imprevisibilidad. La presunció de la seua existència es basa en albiraments públics informats i, per lo tant, ha produït troballes alguna cosa inconsistentes. Brett Porter,[41] un guardabosques, va informar que va prendre una foto en Queensland, Austràlia en 1987.
- raig de contes (Bead lightning), també conegut com a raig perlado, raig en cadena, perlschnurblitz o eclair en chapelet, per nomenar solament alguns,[42] és l'etapa de decaiguda d'un canal en el que la lluminositat del canal es dividix en segments.[43] Casi totes les descàrregues mostraran una formació de contes quan el canal es gele immediatament despuix d'un colp de tornada, lo que a voltes es denomina l'etapa de "eixida de contes" del raig. El raig de contes és més pròpiament una etapa de la descàrrega d'un raig normal que un tipo de raig en sí mateixa. El conteo un canal de rajos sol ser una característica a chicoteta escala i, per lo tant, a sovint solament és aparent quan l'observador/cambra està prop del raig.[44]
- raer núvol a aire (Cloud-to-air lightning) és un raig en el que un extrem d'un líder bidireccional ix del núvol, pero no resulta en una llampada terrestre. A voltes, estos centelleigs/centellejos es poden considerar com a centelleigs/centellejos de terra fallancs. Els chorrada blaves i les chorrada jagantes són una forma de raig de núvol a aire o de núvol a ionosfera a on es llança un líder des de lo alt d'una tormenta.
- raig sec (Dry lightning), denominació usada en Austràlia, Canadà i Estats Units per als rajos que ocorren sense precipitació en la superfície. Este tipo de rajos és la causa natural més comuna d'incendis forestals[45] Els núvols de pirocumulonimbos produïxen rajos per la mateixa raó que els produïxen els núvols cumulonimbucita requerida
- raig bifurcado (Forked lightning) és un raig de núvol a terra que mostra ramificacions en el seu camí.
- raig de calor (Heat lightning), és un raig que sembla no produir un tro perceptible perque ocorre massa llunt per a que s'escolte el tro. Les ones sonores es dissipen abans d'aplegar a l'observador.[46]
- raig de cinta (Ribbon lightning), que ocorren en tormentes en forts vents creuats i múltiples colps de tornada. El vent, a cada colp de tornada successiva, desplaçarà llaugerament cap a un costat la trayectòria respecte al colp de tornada anterior, provocant un efecte de cinta.[47]
- raer eixida (Rocket lightning), és una forma de descàrrega de núvols, generalment horisontal i en la base dels núvols, en un canal lluminós que sembla alvançar a través de l'aire en una velocitat que es pot resoldre visualment, a sovint intermitentement.[48]
- raig de full (Sheet lightning), és un raig internubes que mostra una lluentor difuso de la superfície d'un núvol, causat perque la ruta de descàrrega real està amagada o massa llunt. El raig en sí no pot ser vist per l'espectador, per lo que apareix solament com un centelleig o un full de llum. El raig pot estar massa llunt per a discernir centelleigs/centellejos individuals.
- raig de canal suau (Smooth channel lightning) és un terme informal que es referix a un tipo de raig de núvol a terra que no té ramificacions visibles i que apareix com una llínea en curves suaus en oposició a l'apariència irregular de la majoria dels canals de rajos. Són una forma de raig positiu generalment observat en, o prop de, les regions convectivas de tormentes elèctriques severes en el centre nort dels Estats Units. Es teoriza que les tormentes elèctriques severes en eixa regió obtenen una estructura de càrrega de "tripolo invertit" en la que la regió de càrrega positiva principal es troba baix de la regió de càrrega negativa principal en lloc de per damunt d'ella, i com resultat eixes tormentes generen predominantment rajos positius de núvol a terra. El terme «llampada de canal suau» també s'atribuïx a voltes a llampades ascendents de terra a núvol, que generalment són centelleigs/centellejos negatius iniciats per líders positius ascendents de construccions altes.
- raig staccato (Staccato lightning) és un raig de núvol a terra que és un colp de curta duració que (a sovint, pero no sempre) apareix com un únic centelleig molt lluent i, a sovint, té una ramificació considerable.[49] Es troben a sovint en l'àrea de la volta visual prop del mesociclón de tormentes elèctriques rotatives i coincidixen en l'intensificació de les corrents ascendents de les tormentes elèctriques. Un impacte similar de núvol a núvol que consistix en un breu centelleig sobre un àrea menuda, que apareix com una senyal, també ocorre en un àrea similar de corrents ascendents giratòries.[50]
- superbolts es definixen de manera prou vaga com a impactes en una font d'energia de més de 100 gigajulios [100 GJ] (la majoria dels rajos són d'al voltant d'1 gigajulio [1 GJ]). Els events d'esta magnitut ocorren en una freqüència d'un cada 240 descàrregues. No són categòricament distints dels rajos ordinaris, i simplement representen la vora superior d'un continu. Contràriament a l'errònea idea popular, els superbolts poden tindre càrrega positiva o negativa, i la relació de càrrega és comparable a la d'un raig «ordinari».[51][52][53]
- raig simpàtic (Sympathetic lightning) és la tendència del raig a coordinar-se lliurement a través de llargues distàncies. Les descàrregues poden aparéixer en grups quan es veuen des de l'espai.cita requeridaPlantilla:Clarify
- raig ascendent (Upward lightning) o raig de terra a núvol (ground-to-cloud lightning) és un raig que s'origina en la part superior d'un objecte conectat a terra i es propaga cap a dalt des d'eixe punt. Este tipo de raig pot ser provocat per un raig precedent, o pot iniciar-se completament per sí solament. El primer es troba generalment en regions a on ocorren rajos d'aranya i pot involucrar múltiples objectes conectats a terra simultàneament.[54] L'últim sol ocórrer durant l'estació freda i pot ser el tipo de raig dominant en els events de tormentes i nevades.[55]
- raig de cel rebujat (Clear-air lightning) són llampades que ocorren sense que hi ha un núvol aparent lo suficientment prop com per a haver-los produït. En les Montanyes Rocoses d'EE. UU. i Canadà, una tormenta elèctrica pot estar en una vall adjacent i no ser observable des de la vall a on cau el raig, ya siga visual o audiblement. En les àrees montanyoses europees i asiàtiques també s'experimenten events similars. També en àrees tals com sounds, grans llac o planures obertes, quan la cela de tormenta està sobre l'horisó propenc (a uns 25 km) pugues haver alguna activitat distant, pot ocórrer una descàrrega i com la tormenta està molt llunt, el colp es coneix com un raig caigut del cel (a bolt from the blue).[56] Estos centelleigs/centellejos generalment comencen com a centelleigs/centellejos de llampada internubosos normals ans que el líder negatiu ixca del núvol i colpege el sol a una distància considerable.[57][58] Les descàrregues positives en aire rebujat poden ocórrer en ambients altament cizallados a on la regió de càrrega positiva superior es desplaça horisontalment de l'àrea de precipitació.[59]
Descàrrega artificial
[editar | editar còdic]Els rajos artificials poden obtindre's per mig de chicotetes eixides que, a mida que s'eleven, duen un prim fil metàlic conectat. A mida que el dispositiu s'eleva, este fil es desplega fins que, en les condicions adequades, es produïx una descàrrega elèctrica passant a través del fil fins al sol. El fil es vaporiza instantàneament, pero el camí que seguix la corrent elèctrica és generalment rectilíneo gràcies al camí dels àtoms ionizados que deixa el fil.[60] També és possible crear rajos iniciats per fas làser, que creen filaments de plasma durant curts moments, permetent que les càrregues elèctriques fluïxquen i donen lloc a una descàrrega elèctrica.[61]
Particularitats
[editar | editar còdic]Els rajos solen aparéixer de manera intensa i lluenta, a voltes produint un efecte estroboscópico. La lluminositat d'un raig es pot vore vàries decenes de quilómetros de distància. Este fenomen es denomina «llampada de calor» perque generalment està associat en les tormentes d'estiu. Quan ocorre un raig en l'interior d'un núvol, el raig és capaç d'allumenar-la completament, allumenant també el cel.[Es. 1][28]
Finalment, les descàrregues intranubosas poden manifestar-se com a canals extremadament ramificats que s'estenen horisontalment en les regions més altes del núvol, sobre una gran part d'ella. Els rajos que es distribuïxen horisontalment generalment semblen moure's més llentament que la mija. En les descàrregues de núvol a terra, és possible que es produïxquen llampades de forma similar a una cinta. Açò es deu als forts vents que poden moure el canal ionizado. En cada descàrrega, el raig sembla moure's lateralment, formant segments paralels entre sí.[Es. 1][28]
Les descàrregues positives, degut a que s'originen en la part més alta del cumulus, poden estendre's més allà de la regió de la tormenta, cap a un àrea a on el clima és estable, a quilómetros de distància. El canal d'este tipo de rajos pot desplaçar-se horisontalment durant uns quilómetros abans de dirigir-se sobtadament cap al sol.[Es. 2]
Les descàrregues de tot tipo deixen un canal d'aire ionizado extremadament calent a través del com passen. En tallar el fluix de càrregues elèctriques, el canal restant es gela ràpidament i es descompon en vàries parts més menudes, creant una seqüència de punts lluminosos que desapareixen ràpidament. Els segments es formen perque el canal no té una gruixa constant en tota la seua llongitut i les parts més grosses tarden més en gelar-se. Este fenomen és extremadament difícil d'observar, perque tot el procés pren solament una chicoteta fracció de segon.[28][Es. 3]
També s'ha informat d'un fenomen cridat raig globular. Est té un diàmetro mig d'entre vint i cinquanta centímetros, sembla aparéixer en tormentes, té una lluentor menys intensa que atres rajos i generalment es mou horisontalment en una direcció aleatòria. Este fenomen dura solament uns segons. Queden molts dubtes sobre la seua existència, la qual encara no ha segut provada, encara que existixen molts testimonis històrics, alguns reporten haver-ho vist en l'interior d'edificis.[28][62][Es. 4]
Atres orígens
[editar | editar còdic]
Ademés de les tormentas, l'activitat volcànica produïx condicions favorables per a l'ocurrència de rajos de múltiples formes. L'enorme cantitat de material polvorisat i de gasos expulsats explosivamente a l'atmòsfera crea una densa columna de partícules. La densitat de cendres i el moviment constant dins de la columna volcànica produïxen càrregues per interaccions de fricció (triboelectrificación), lo que ocasiona centelleigs/centellejos molt potents i molt freqüents quan el núvol intenta neutralisar-se. L'amplitut de l'activitat elèctrica depén directament del tamany del núvol de cendres; i esta depén a la seua volta de l'intensitat de l'erupció. Pel gran contingut de material sòlit (cendres), i per diferència en les zones generadores de càrregues riques en aigua d'un núvol de tormenta normal, a sovint se li crida tormenta bruta o tormenta volcànica, i generalment queden confinades en el núvol i poques d'elles apleguen a àrees més remotes. No obstant, representen una font important d'interferència en les transmissions de radi i a voltes causen incendis forestals.[66][Um. 14] També hi ha rajos provinents de núvols de fum de grans incendis.[67]
- s'han presenciat centelleigs/centellejos poderosos i freqüents en la columna volcànica des de l'erupció del Vesubio en el Plantilla:DC relatada per Plinio el Jove.[68]
- aixina mateix, els vapors i les cendres que s'originen en els respiraders dels flancs del volcà poden produir centelleigs/centellejos més menuts i localisats a més de 2,9 km de llongitut.
- purnes chicotetes i de curta duració, documentades recentment prop del magma recent extruido, atesten que el material està molt carregat abans inclús d'entrar a l'atmòsfera.[69]
Les explosions termonuclears poden provocar descàrregues elèctriques. Estos fenomens solen ocórrer per mig de la transferència d'electrons del sol cap a l'atmòsfera, formant canals ionizados de varis quilómetros de llongitut. Es desconeix l'orige del fenomen, pero és possible que l'emissió radiactiva de l'explosió eixercite algun paper.[Um. 15]
Les tormentes d'arena també són fonts de descàrregues elèctriques que poden provindre de la colisió entre les partícules d'arena que, en entrar en contacte, acumulen càrregues i generen descàrregues.[70] Els incendis forestals intensos, com els observats en la temporada d'incendis forestals d'Austràlia 2019-2020, poden crear els seus propis sistemes meteorològics que poden produir rajos i atres fenomens meteorològics.[71] La calor intensa d'un incendi fa que l'aire s'eleve ràpidament dins de la columna de fum, provocant la formació, en una atmòsfera inestable, de núvols de pirocumulonimbos. Este aire turbulento i ascendent aspira aire més fret, lo que ajuda a gelar la columna. La ploma ascendent es gela encara més per la pressió atmosfèrica més baixa a gran altitut, lo que permet que la humitat es condense en núvols. Estos sistemes climàtics poden produir rajos secs, tornats de fòc, vents intensos i graniç brut.[71]
-
Descàrregues en el volcà Galunggung, en Indonèsia
-
El material volcànic que s'eleva cap a l'atmòsfera pot provocar rajos (erupció de 1994 del mont Rinjani)
-
Rajos en el volcà Taal
.jpg){kind=link}
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ NGDC - NOAA. «Volcanic Lightning». National Geophysical Data Center - NOAA. Archivat des d'el original, el 25 de decembre de 2007. Consultat el 21 de setembre de 2007.
- ↑ USGS. «Bench collapse sparks lightning, roiling clouds». United States Geological Society. Consultat el 21 de setembre de 2007.
- ↑ Alec Forssman. «ha-rajos-com a-terra-pero-es-produïxen-regions-polars_12797 En Júpiter hi ha rajos com en la Terra pero es produïxen en les regions polars». National Geographic. Consultat el 21 de novembre de 2024.
- ↑ Micah Fink for PBS. «How Lightning Forms». Public Broadcasting System. Consultat el 21 de setembre de 2007.
- ↑ 5,0 5,1 National Weather Service. «Lightning Safety». National Weather Service. Archivat des d'el original, el 7 d'octubre de 2007. Consultat el 21 de setembre de 2007.
- ↑ «Discovery Llatinoamèrica». www.tudiscovery.com. Consultat el 7 d'agost de 2020.
- ↑ Oliver, John E.. Encyclopedia of World Climatology, National Oceanic and Atmospheric Administration. ISBN 978-1-4020-3264-6.
- ↑ «Lightning». gsu.edu.
- ↑ «Récort: el raig de major duració en el món va caure en Argentina». Consultat el 1 de juliol de 2020.
- ↑ Journal of Geophysical Research.90(D5)doi:10.1029/JD090aneu05p08136.
- ↑ Encara que la paraula ceraunología no existix en el diccionari de la RAE, és una paraula tècnica utilisada en meteorologia.
- ↑ «Definició de Ceraunología». Consultat el 8 de febrer de 2012.
- ↑ NOAA - US Department of Commerce. «Lightning Safety Tips and Resources» (en en-us). www.weather.gov. Consultat el 2020-11-26..
- ↑ «The Internet Classics Archive | Meteorology by Aristotle» (en en). classics.mit.edu. Consultat el 2020-11-27..
- ↑ Bouquegneau y Rakov, 2010, p. 38-40.
- ↑ «Lightning Basics» (en en-us). NOAA National Severe Storms Laboratory. Consultat el 2020-12-03..
- ↑ Lamb y Verlinde, 2011, p. 529-530.
- ↑ Wang, 2013, p. 377.
- ↑ Lamb y Verlinde, 2011, p. 534.
- ↑ Wang, 2013, p. 380-381.
- ↑ Lamb y Verlinde, 2011, p. 540.
- ↑ Wang, 2013, p. 384-385.
- ↑ «Understanding Lightning: Thunderstorm Electrification» (en en-us). weather.gov. Consultat el 2020-12-03..
- ↑ Theories of lightning formation
- ↑ «Theories of lightning formation». Department of Atmospheric and Oceanic Sciences, University of Colorat, Boulder. Archivat des d'el original, el 3 de juny de 2007. Consultat el 29 de juliol de 2007.
- ↑ Bouquegneau y Rakov, 2010, p. 38.
- ↑ Lamb y Verlinde, 2011, p. 543.
- ↑ 28,0 28,1 28,2 28,3 28,4 Horstmeyer, 2011, p. 167-234.
- ↑ Cooray, 2003, p. 150.
- ↑ Bazelyan y Raizer, 2000, p. 5.
- ↑ «NWS JetStream - The Positive and Negative Side of Lightning» (en en-us). www.weather.gov. Consultat el 2020-12-03..
- ↑ (2004) Advances in High Voltage Engineering (en en), Londres: Institute of Engineering and Technology, pp. 114-116. ISBN 978-0-85296-158-2..
- ↑ (1992) Lightning injuries – Electrical, Medical, and Llegal Aspects (en en), CRC press, p. 16 (de 208). ISBN 0-8493-5458-7..
- ↑ Dr. Hugh J. Christian; Melanie A. McCook. «A Lightning Primer - Characteristics of a Storm». NASA. Archivat des d'el original, el 5 de març de 2016. Consultat el 8 de febrer de 2009.
- ↑ Cooray, 2003, p. 130-131.
- ↑ «Lightning Safety Tips and Resources» (en en-us). www.weather.gov. Consultat el 2020-12-03..
- ↑ Warner, Tom. «Ground Flashes».
- ↑ Singer, Stanley (1971). The Nature of Ball Lightning, New York: Plenum Press. ISBN 978-0-306-30494-1.
- ↑ Ball, Philip (17 de giner 2014). “Focus:First Spectrum of Ball Lightning”. Physics 7. doi:. Bibcode: 2014PhyOJ...7....5B.
- ↑ Tennakone, Kirthi. «Ball Lightning». Geòrgia State University.
- ↑ Porter, Brett. Brett Porter, Photo in 1987, BBC:Ball lightning baffles scientists, day, 21 December, 2001, 00:26 GMT.
- ↑ Barry, James(1980).«Ball Lightning and Bead Lightning».Springer, Boston, MA.doi:10.1007/978-1-4757-1710-5.
- ↑ “On the nature of beaded lightning” (1969). Dokl. Akad. Nauk SSSR 188 (4): 795–798.
- ↑ Robinson, Donen. «Weather Library: Lightning Types & Classifications».
- ↑ Scott, A. “The Pre-Quaternary history of fire”. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 164 (1–4). doi:. Bibcode: 2000PPP...164..281S.
- ↑ Haby, Jeff. «What is heat lightning?». theweatherprediction.com.
- ↑ «Lightning Types and Classifications».
- ↑ «Definition of Rocket Lightning, AMS Glossary of Meteorology».
- ↑ «Glossary». National Oceanic and Atmospheric Administration. National Weather Service. Consultat el 2 de setembre de 2008.
- ↑ Marshall, Tim. Storm Talk, Texas.
- ↑ “Detection of lightning superbolts” (1977). Journal of Geophysical Research 82 (18): 2566–2568. doi:. Bibcode: 1977JGR....82.2566T.
- ↑ «Archived copy».
- ↑ Holzworth, R. H. (2019). “Global Distribution of Superbolts”. Journal of Geophysical Research: Atmospheres 124 (17–18): 9996–10005. doi:. Bibcode: 2019JGRD..124.9996H.
- ↑ “Upward lightning flashes characteristics from high-speed videos” (2016). Journal of Geophysical Research: Atmospheres 121 (14): 8493–8505. doi:. Bibcode: 2016JGRD..121.8493S.
- ↑ “Synoptic scale outbreak of self-initiated upward lightning (SIUL) from tall structures during the central U.S. Blizzard of 1-2 February 2011” (2014). Journal of Geophysical Research: Atmospheres 119 (15): 9530–9548. doi:. Bibcode: 2014JGRD..119.9530W.
- ↑ «When Lightning Strikes Out of a Blue Sky». DNews.
- ↑ “Lightning morphology and impulse charge moment change of high peak current negative strokes” (2012). Journal of Geophysical Research: Atmospheres 117 (D4): n/a. doi:. Bibcode: 2012JGRD..117.4212L.
- ↑ “Upward electrical discharges from thunderstorms” (2008). Nature Geoscience 1 (4). doi:. Bibcode: 2008NatGe...1..233K.
- ↑ Lawrence, D. «Bolt from the Blue». National Oceanic and Atmospheric Administration.
- ↑ «Indução per Foguetes» (en pt-br). www.inpe.br. Consultat el 2020-12-08..
- ↑ Rebecca Carroll. «Laser Triggers Lightning "Precursors" in Clouds» (en en). National Geographic. Archivat des d'el original, el 21 de febrer de 2014. Consultat el 2020-12-08..
- ↑ Mark Stenhoff (2002). Ball Lightning – an unsolved problem in atmospheric physics (en en), Kluwer Academic Publishers, pp. 1-2 (de 349). ISBN 0-306-46150-1..
- ↑ «A Photo-Essay on the Bombing of Hiroshima and Nagasaki». University of Illinois at Urbana-Champaign.
- ↑ 64,0 64,1 Broad, William J.. The Hiroshima Mushroom Cloud That Wasn't.
- ↑ Toon et al., 2007, p. 1994.
- ↑ NOAA..
- ↑ Volland, 1995, p. 124.
- ↑ Pliny the Younger. «Pliny the Younger's Observations». «Behind us were frightening dark clouds, rent by lightning twisted and hurled, opening to reveal huge figures of flame.»
- ↑ Dell'Amore, Christine (February 3, 2010) New Lightning Type Found Over Volcano? [1] archivat en Wayback Machine.. National Geographic News.
- ↑ Charles Q. Choi. «One Mystery of Sandstorm Lightning Explained» (en en). livescience.com. Consultat el 2020-12-04..
- ↑ 71,0 71,1 Ceranic, Irena. «Fire tornadoes and dry lightning llaure just the start of the nightmare when a bushfire creates its own storm». ABC News. Australian Broadcasting Corporation.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Rayo» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.
Erro en la cita: Existixen etiquetes <ref> per a un grup nomenat "Um.", pero no es trobà una etiqueta <references group="Um."/>
Erro en la cita: Existixen etiquetes <ref> per a un grup nomenat "Es.", pero no es trobà una etiqueta <references group="Es."/>