o que são raios? quero uma resposta especifica?

RAIOS, RELÂMPAGOS E TROVOADAS

Uma iminente tempestade com descargas elélricas

Um raio ou relâmpago é uma descarga elétrica que se produz entre nuvens de chuva ou entre uma destas nuvens e a terra . A descarga é visível com trajetórias sinuosas e de ramificações irregulares ás vezes com muitos quilómetros de distância, fenómeno conhecido como relâmpago . Ocorre também uma onda sonora chamada trovão .

A utilização dos termos raio ou relâmpago varia conforme a região. Em algumas, chamam-se relâmpagos aqueles que ocorrem entre nuvens, e raios entre nuvens e o solo.

Ocorrência; Os raios são produzidos pelas diferenças de potencial nas atmosferas da Terra e de outros planetas . Um exemplo de sua ocorrência em outros planetas é em Júpiter cujas tempestades são detectadas da terra através de receptores de rádio de alta sensibilidade e de radiotelescópios tal sua magnitude.

Existem três tipos de raios, também menos comumente chamados descargas iônicas:

Da nuvem para o solo. Do solo para a nuvem. Entre nuvens.

Afirmam que as descargas entre nuvens e solo representam 20% do total.

A descarga ocorre no momento em que as cargas elétricas (Quantidade de íons , cátions ou ânions ) atingem energia suficiente para superar a resistência elétrica do ar , de forma explosiva, luminosa e violenta.

O processo ainda não se encontra totalmente esclarecido, havendo controvérsias sobre seu mecanismo de formação, mas sabe-se que, na maioria dos casos, a descarga ocorre a partir de duas fases:

Na primeira libertam-se da nuvem várias descargas menores a partir do ar ionizado, criando assim, uma corrente iônica tanto maior quanto mais se aproxima do solo, favorecendo assim o trajecto do raio em formação (Este pode ser ascendente ou descendente, pois, depende da natureza dos íons que formam a nuvem iônica ).

Quando a carga iônica se aproxima do solo, ocorre no sentido inverso ao longo daquele trajecto uma corrente aniônica, ou catiônica, dependendo da carga. É esta segunda descarga que vemos e ouvimos, e que irá contribuir para equilibrar as cargas iônicas da nuvem e do solo .

Em geral, as descargas verticais normalmente predominam na frente de uma tempestade, tomando-se por base o sentido de seu deslocamento.

Os raios horizontais se formam na parte de trás, também levando-se em conta o sentido de deslocamento das massas de ar. Estas estão sempre presentes em qualquer trovoada , e aquecem localmente o ar até temperaturas muito elevadas.

O aquecimento do ar causa a expansão explosiva dos gases atmosféricos ao longo da descarga eléctrica , resultando numa violenta onda de choque (ou de pressão), composta de compressão e rarefacção, que interpretados como “trovão” .

Uma tempestade (Em algumas regiões, dá-se a nomenclatura “trovoada” ) típica produz três ou quatro descargas por minuto, em média.

O raio tem um diâmetro de 2 a 5 cm e é capaz de aquecer o ar até 39 000 ºC em alguns milisegundos. Apenas 1% da energia do raio é convertida em ruído ( trovão ) sendo o resto libertado sob a forma de luz.

Formação das descargas

Conforme descrito anteriormente, quando a atmosfera está estável, o campo elétrico local, dependendo das condições de ionização, é caracterizado por uma carga negativa na superfície e uma carga positiva na alta atmosfera. No caso dos cumulonimbus , as cargas iônicas ocorrem quando internamente surgem regiões separadas com cargas elétricas opostas.

As partículas de carga positiva mais leves são elevadas para o topo pelas correntes de ar ascendentes e as de carga negativa, descem para a base da nuvem.

As regiões com cargas elétricas opostas aparecem, por exemplo, quando partículas de gelo (como granizos ) caem sobre uma região em que há gotas líquidas superarrefecidas e cristais de gelo. As gotas congelam quando colidem com cristais de gelo e libertam calor latente que faz a superfície das partículas de gelo se manter mais quente do que os cristais de gelo à sua volta. Assim ocorre uma transferência de íons positivos das partículas de gelo quentes para os cristais de gelo. Estas ficam negativadas e os cristais de gelo positivados . Estes, estando mais leves e com carga positiva, são elevados para o topo pelas correntes de ar ascendentes e as partículas de gelo (como granizos ), mais pesadas, e com carga negativa, caem para a base da nuvem.

As cargas opostas se atraem, assim, uma carga positiva é induzida no solo . O campo elétrico resultante vai crescendo até que atinge um valor crítico a partir do qual o raio se forma.

No cimo dos objetos altos observa-se, por vezes, o Fogo de Santelmo : um brilho devido à concentração de carga positiva.

Na descarga, uma primeira vaga de elétrons é lançada para a base da nuvem e depois em direção ao solo colidindo com moléculas de ar que ionizam, formando um canal condutor que facilita o trajeto de outros elétrons. A vaga de elétrons percorre 50 a 100 metros, pára uns 50 microsegundos, voltando depois a percorrer novament

Duas cargas eléctricas de sinais opostos são fortemente atraídas uma para a outra. Contudo, o ar é fraco condutor da corrente eléctrica, não permitindo que estas se aproximem. Quando o ar que se encontra entre as cargas não consegue impedir a sua aproximação, dá-se uma descarga eléctrica..

Diferentes tipos de raios que ocorrem durante uma trovoada: raios intra-nuvens, raios entre-nuvens e raios nuvem-terra..

Nos raios nuvem-terra, as cargas negativas na base da nuvem deslocam-se em direcção às cargas positivas na terra, por impulsos, num percurso aleatório invisível e em zig zag, chamado de traçador. Estas cargas negativas, também designadas por electrões, deslocam-se a velocidades da ordem de 200 km/s. Quando chegam perto da superfície terrestre (a poucas dezenas de metros), é produzida a primeira descarga electromagnética: o primeiro raio. Na sequência do primeiro raio podem ocorrer raios secundários através do mesmo canal, o que por vezes dá o aspecto de cintilação do raio. Este processo continua até que não exista diferença de potencial eléctrico entre a nuvem e a terra. Os raios nuvem-terra podem ser positivos ou negativos. Se o raio ocorre entre a nuvem carregada negativamente e a superfície terrestre carregada positivamente a polaridade é negativa; no caso inverso a polaridade é positiva..

Distribuição das cargas eléctricas numa nuvem e tipos de raios..
Os raios com polaridade negativa são mais frequentes do que os com polaridade positiva. Em termos estatísticos, as descargas eléctricas atmosféricas correspondem a 80% das descargas que chegam à superfície terrestre e, em média, às descargas positivas estão associadas maiores quantidades de energia..

O comprimento de um raio pode variar entre 0,1 e 20 km e a sua velocidade atinge 40000 km/s, pouco mais de um décimo da velocidade da luz. O diâmetro da coluna de ar onde ocorre o raio é aproximadamente 3 cm..

Potência libertada por um raio:
Um raio pode ter uma corrente eléctrica superior a 100Kamp. Em cada segundo o globo terreestre recebe mais de 3 dezenas de descargasa eléctricas atmosféricas. A potência deste “fogo celeste” é da ordem de 700MW; a central termoeéctrica do Carregado, no início do seu funcionamento, tinha uma potência total de 750MW..

Cor do raio:
A cor do raio está associada à composição da atmosfera onde ele ocorre, designadamente:
– Vermelha indica presença de precipitação na atmosfera;
– Azul presença de gelo / granizo Amarela indicação de poeiras na atmosfera;
– Branca é sinal de ar muito seco.

Temperatura do ar circundante do raio:
A temperatura do ar, ao longo do trajecto do raio, é muito elevada, cerca de 30000ºC (cinco vezes a temperatura do sol). O ar atravessado pelo raio é assim “queimado” instantâneamente. Esta temperatura elevada é suficiente para pôr em combustão qualquer tipo de material combustível (Figura 1.4), designadamente florestas em dias com temperatura do ar elevada, humidade relativa baixa e em locais onde não ocorra precipitação..

O raio é o elemento mais perigoso de uma trovoada, uma vez que é portador de grande quantidade de energia electromagnética a que se associam temperaturas elevadas, forças de pressão elevadas e efeitos electromagnéticos perceptíveis a longa distância.

Um raio que atinge, por exemplo, um cabo de energia eléctrica próximo de uma habitação, que não esteja devidamente protegida, poderá eventualmente danificar grande parte dos aparelhos eléctricos e electrónicos. Por outro lado, as temperaturas elevadas associadas ao raio, podem dar origem a incêndios..

A força de pressão explosiva que resulta da expansão do ar sobreaquecido pode ser superior a 50 atmosferas e projectar uma pessoa vários metros. Por fim, os efeitos electromagnéticos à distância podem ter consequências graves em equipamentos eléctricos e electrónicos..