Viatge a les arrels del raig

2009/05/31 Lakar Iraizoz, Oihane - Elhuyar Zientzia

• Fisika
• Hidrologia

Són espectaculars, sens dubte, els llamps, aquestes violentes llums que baixen del cel a la Terra en les tempestes. (Foto: Axel Rouvin )

Els llamps solen produir-se en tempestes violentes, anomenades embats de trons, i aquest tipus de tempestes es produeixen en crear els núvols anomenats cumulonimbos. Aquests núvols presenten un aspecte vertical que es produeix en condicions d'alta humitat ambiental i calor de l'aire: la calor fa que l'aigua s'evapori i el vapor pugi i puja a l'atmosfera. A mesura que anem ascendint, la temperatura ambiental és cada vegada més baixa i, en un moment donat, el vapor no té suficient energia per a continuar sent gas i es converteix en una gota d'aigua petita. Aquestes són els núvols.

Les gotes d'aigua acumulades en els núvols romanen suspeses i, en el cas dels cúmuls onimbos, es produeixen interaccions entre les molècules de vapor d'aigua acumulades, les gotes d'aigua, les gotes de gel, etc., i friccions. Com a conseqüència, els electrons de les molècules es posen a ballar i passen d'una molècula a una altra. Alguna cosa semblança ocorre quan un globus es frega contra un jersei de llana, els electrons passen de l'un a l'altre i tant el globus com el jersei queden carregats.

Perquè fins i tot en els núvols hi ha molècules que adquireixen càrrega positiva i altres negativa. En agafar la càrrega, les molècules carregades positivament s'acumulen en la part superior del núvol i les carregades negativament en la part inferior.

Els núvols, anomenades cumulonimbos, són els antecedents dels raigs en ambients humits i càlids. (Foto: Nicholas T. )

Aquesta distribució de càrregues en els núvols es repeteix en el sòl. De fet, els electrons de la part inferior dels núvols repel·leixen els del sòl i els fan penetrar en aquest. D'aquesta forma, la superfície del sòl (part superior de la capa de terra) adquireix una càrrega positiva, mentre que la part més profunda de la terra és negativa.

I llavors, el raig

En aquest moment hi ha dues superfícies amb càrrega oposada, i la diferència és cada vegada major, ja que s'està acumulant més aigua en els núvols, es van acumulant xocs i friccions, etc., i al final aquesta tensió es fa insostenible i es produeix la descàrrega, el raig.

Els electrons es dirigeixen cap a la superfície terrestre per a eliminar la diferència de càrrega generada. La trajectòria dels electrons la defineix l'aire. De fet, es carrega el propi aire, la qual cosa facilita el pas dels electrons. No obstant això, no tot l'aire es carrega de la mateixa manera a causa de les partícules de pols i altres cossos de l'aire. Per això, els electrons ocupen un camí de mínima dificultat, que mai és una línia recta, sinó en ziga-zaga.

Distribució de càrregues en els núvols i en la Terra. En aquests casos és molt habitual que es produeixin raigs. (Foto: Nicholas T. ).

Els electrons que estan passant calentan i expandeixen l'aire de manera instantània, la qual cosa produeix un soroll que anomenem trons. No obstant això, als llamps i als trons no els percebem simultàniament. Això ocorre simplement perquè la llum i el so no es mouen a la mateixa velocitat, la llum es mou un milió de vegades més ràpid que el so.

En moure's tan ràpid els electrons, els llamps tenen una durada molt reduïda. Això sí, la potència sol ser enorme: La seva temperatura és d'uns 30.000 graus (cinc vegades la temperatura superficial del Sol) i la seva intensitat oscil·la entre 5.000 i 340.000 amperes. Com no quedarem impactats i a vegades temorosos davant aquesta mena de fenòmens?

Publicat en 7K.