Quando o ar quente encontra o ar frio …
Você já viu: as tempestades ocorrem mais frequentemente no verão (e frequentemente no final do dia), nunca no meio do inverno. Há uma razão muito simples para isso: para uma nuvem de tempestade se formar (um cúmulo-nimbo), o ar deve estar quente perto da superfície do solo. Esta massa de ar quente contém água na forma gasosa. Por convecção - o ar quente sobe - a massa gasosa quente ganha altitude e resfria gradativamente, sendo as temperaturas cada vez mais baixas (-40 ° C a uma altitude de aproximadamente 15 km). o vapor de água da nuvem condensa então, isto é, passa ao estado líquido, em forma de gotículas. Essa condensação libera calor: a nuvem permanece mais quente que o ar externo e continua subindo. Em seu cume (que pode chegar a mais de 20 km), cumulonimbus contém cristais de gelo.
a nuvens cumulonimbus podem ser de diferentes tipos, com formas variadas, uma das mais características sendo a forma em bigorna : deitada em altura, com um planalto no topo, no local onde a nuvem para de progredir em altura e se espalha, quando as temperaturas estão equilibradas.
Dentro da nuvem, devido ao gradiente de temperatura e pressão, há um forte corrente ascendente, com ventos fortes (até 140 km / h).
Como os raios são formados?
Os movimentos do ar dentro da nuvem criam choques entre as partículas: gotas de água, cristais de gelo, granizo colidem, atritam-se entre si, o que modifica sua carga elétrica. Partículas maiores (grãos de neve) são carregadas negativamente quando a temperatura está abaixo de -15 ° C (o que geralmente é o caso). Partículas mais leves são carregadas positivamente.
o partículas mais pesadas com carga negativa se acumulam na parte inferior da nuvem, por gravidade, enquanto o mais leve, com carga positiva, acumula-se no topo : a base da nuvem é, portanto, carregada negativamente, e o topo, positivamente. A diferença de potencial elétrico entre o topo e a base da nuvem é colossal: 10 a 20 milhões de Volts!
É isso diferença potencial que está na origem do raio. Uma descarga elétrica ocorre espontaneamente na tentativa de reequilibrar os potenciais: seja dentro da nuvem, ou da parte inferior da nuvem em direção ao solo, ou entre duas nuvens. Esse choque elétrico aquece o ar de repente ao longo de um canal de poucos centímetros de largura e mais ou menos ramificado, até 30.000 ° C, que gera o fenômeno luminoso dos raios.
Quando a descarga ocorre entre a nuvem e o solo, falamos derelâmpago (que "cai" preferencialmente sobre o que claramente se projeta do solo: cordilheira, antena, árvore isolada, edifício …).
Potencialmente, cada flash pode corresponder a um raio.
E o trovão?
a ruído de trovão é criado pela expansão repentina do ar ao longo do relâmpago, que cria uma compressão igualmente brutal do ar circundante. Dependendo de quão longe você está do relâmpago, você pode ouvir um estalo seco ou um rolo mais longo. Como a luz viaja mais rápido que o som, o tempo que decorre entre a percepção luminosa do relâmpago e a percepção sonora do trovão permite avaliar a distância em que o relâmpago ocorreu (e, portanto, muitas vezes, a queda de um raio). Para fazer esse pequeno cálculo, basta multiplicar o número de segundos por 300, para obter a distância em metros.
