Os Raios Atmosféricos

1. INTRODUÇÃO

        Neste trabalho pretende-se realizar uma pesquisa a respeito da formação dos raios na atmosfera terrestre. Primeiramente, será explicado, fisicamente, o que é um raio atmosférico, como ele ocorre e se ele sempre cai. Também será analisada a média de incidência de raios no Brasil, no Rio Grande do Sul e nos demais estados brasileiros. Logo em seguida, será esclarecido se somente ocorrem raios entre as nuvens e a Terra, e será explicado o que é uma nuvem, mostrando como se classificam, e o que é um para-raios, mostrando qual é a sua utilidade e como funcionam.

Ao longo do trabalho, as seguintes perguntas serão respondidas na seguinte ordem: “O que é um raio atmosférico? Como ocorre o fenômeno dos raios atmosféricos? Um raio atmosférico sempre cai? Qual a média de incidência de raios no Brasil? No Rio Grande do Sul? E nos outros estados? O que é um para-raios? Qual sua utilidade? Como funcionam? Somente ocorrem raios entre as nuvens e a Terra? O que é uma nuvem? Como se classificam?”.

2. RAIO ATMOSFÉRICO

Os raios são descargas elétricas de grande extensão e de grande intensidade que ocorrem devido ao acúmulo de cargas elétricas em regiões localizadas na atmosfera, em geral, dentro de tempestades. Sendo assim, “o raio é o caminho luminoso da descarga atmosférica, às vezes utilizado, mais formalmente, para designar uma descarga para o solo” (MENDES e DOMINGUES, 2002, p. 15).

Eles percorrem distâncias de até 5 km e possuem uma intensidade de aproximadamente 30 mil ampères. Quando compostos por várias descargas elétricas, os raios podem durar até dois segundos, embora, no geral, eles durem meio segundo.

2.1 Relâmpago e trovão

No geral, os relâmpagos são todas as descargas elétricas geradas por nuvens de tempestades. O relâmpago é uma corrente elétrica muito intensa que ocorre na atmosfera. É uma consequência do rápido movimento de elétrons de um lugar para outro: os elétrons se movem tão rápido que fazem o ar ao seu redor se iluminar, resultando em um clarão. O relâmpago é a parte visual de um raio.

O trovão é o som produzido pelo rápido aquecimento e expansão do ar na região da atmosfera onde a corrente elétrica do raio circula. Isso está de acordo com a análise de Marcelo Saba acerca do trovão:

Muita gente acha que o trovão é o barulho causado pelo choque entre nuvens. Esta ideia é errada e muito antiga. Lucrécio (98-55 a.C.) acreditava que tanto o raio como o trovão eram produzidos por colisões entre nuvens. Na verdade é o rápido aquecimento do ar pela corrente elétrica do raio que produz o trovão. Assim como uma corrente elétrica aquece a resistência de nossos aquecedores, a corrente do raio, ao passar pelo ar (que é um péssimo condutor), aquece-o e ele se expande com violência, produzindo um som intenso e grave. Nos primeiros metros a expansão ocorre com velocidade supersônica. Um trovão intenso pode chegar a 120 decibéis, ou seja, uma intensidade comparável à que ouve uma pessoa nas primeiras fileiras de um show de rock. (SABA, 2001, p. 12).

A luz (relâmpago) produzida pelo raio chega quase que instantaneamente à visão de quem o observa. Já o som (trovão) demora um bom tempo, pois a velocidade do som é menor que a velocidade da luz.

3. Como ocorre o fenômeno dos raios atmosféricos?

Os raios ocorrem quando certas condições particulares, como temperatura, pressão, umidade do ar e velocidade dos ventos, fazem com que um determinado tipo de nuvem, denominada cumulo-nimbo, se torne eletricamente carregada internamente. O mecanismo de autoprodução de cargas elétricas aumenta de tal modo que, quando o campo elétrico produzido por essas cargas excede a capacidade isolante do ar, ocorre a ionização do ar e origina-se uma descarga elétrica, o raio, que parte da base da nuvem (região de cargas negativas) em direção ao solo (região de cargas positivas), buscando locais de menor potencial elétrico, definindo assim um trajeto ramificado e aleatório. Essa onda deixa um canal ionizado entre a nuvem e o solo, permitindo a passagem de uma enorme quantidade de cargas elétricas.

4. Um raio atmosférico sempre cai?

Um raio atmosférico cai ou desce ao mesmo tempo em que sobe. A descarga elétrica parte da nuvem e desce em direção ao solo de forma rápida, buscando o menor caminho entre a nuvem e o solo. Quando essa descarga encontra-se próxima ao solo, outra descarga, com cargas opostas, parte em direção a ela, formando o raio. A grande maioria dos raios cai, pois os raios que sobem só acontecem a partir de estruturas muito elevadas, como torres e para-raios de edifícios.

5. A ocorrência de raios no Brasil

O Brasil é o país com a maior incidência de raios do mundo. Aproximadamente 50 milhões de raios atingem o solo brasileiro por ano, ou seja, cerca de dois raios por segundo. Isto equivale a uma média de aproximadamente sete raios por quilômetro quadrado ao ano.

Além de ser um país com uma grande extensão territorial, umas das explicações para a alta ocorrência de raios no Brasil é a sua posição geográfica - grande parte do território brasileiro localiza-se na chamada zona tropical, área de calor intenso e alta umidade. As temperaturas elevadas favorecem a formação de tempestades. Alguns fenômenos climáticos, como o El Niño e a La Niña, também influenciam na ocorrência de raios no país.

5.1 A ocorrência de raios no Rio Grande do Sul

        O Rio Grande do Sul é o estado com a maior incidência de raios do Brasil. Em um ano a densidade é de 18,38 raios por quilômetro quadrado. Uma das explicações para essa alta incidência de raios no Rio Grande do Sul é o fato do estado localizar-se na região central do continente, no meio de fenômenos climáticos que vêm do oceano Atlântico e de países como Paraguai, onde ocorrem tempestades muito intensas. Sendo assim, sistemas frontais se chocam com o ar úmido que desce do Amazonas, e tempestades acabam migrando em direção ao território do Rio Grande do Sul.