Caçant raigs a Euskadi
2012/03/01 López Herrera, Javier - Euskalmet, Euskal Meteorologia AgentziaTecnalia, Meteo Unitatea Iturria: Elhuyar aldizkaria
Terribles, espectaculars, els raigs sempre han creat admiració humana. En les religions de totes les cultures apareixen els déus relacionats amb els llamps: Zeus, Thor, i aquí, a Euskadi, Maju i Mari. Les explicacions dels raigs sempre han estat entre el mite i la realitat. No obstant això, a partir de certa època la ciència va començar a imposar-se.
Tots hem sentit parlar dels experiments de Franklin. Però no va ser el XVIII. L'únic que va treballar en aquest camp en el segle XX. La veritat és que les primeres teories desenvolupades sobre els raigs en la mateixa època i en diferents llocs no tenien res en comú. No obstant això, el XVIII. A partir de mediats del segle XIX aquest camp de recerca es va expandir enormement. Gràcies a les noves teories físiques del segle XX, va començar a desentranyar la veritat dels raigs, que eren un fenomen electromagnètic.
XIX. En el segle XVIII es produeixen avanços en el camp de la física. Les recerques sobre electromagnetisme van ser molt importants al llarg d'aquest segle i podem recordar els noms de científics coneguts en aquest camp com Faraday i Maxwell.
A la fi d'aquest segle, la recerca dels raigs va cobrar força en els serveis meteorològics, d'una banda, pel seu interès meteorològic i, per un altre, per l'aprofitament del negoci dels sistemes de protecció dels béns enfront del raig. Hi havia xarxes d'observatoris meteorològics que van començar a realitzar els primers mesuraments utilitzant instruments bàsics com a cometes.
XX. En el segle XIX comencen a aparèixer sistemes de detecció de raigs que van permetre conèixer cada vegada millor les característiques d'aquest fenomen. Actualment les xarxes de sensors estan repartides per tot el món. S'utilitzen diferents tècniques per a detectar, localitzar i mesurar les seves característiques físiques. El coneixement sobre les tempestes ha millorat molt i la protecció de persones i béns continua sent un tema d'actualitat.
Com es produeixen els raigs?
Els raigs són corrents elèctriques generades pel moviment dels electrons. Quan es crea un núvol de tempesta, les partícules que hi ha en el seu interior xoquen entre si. D'aquesta forma, les càrregues es reparteixen. És a dir, algunes partícules queden amb càrrega positiva (ions positius) i altres partícules carreguen negativament (ions negatius). En general, podem dir que les partícules que reben càrrega negativa queden en la part inferior del núvol i els ions positius en la part superior.
Igual que en física, les partícules de càrrega oposada s'atreuen. D'aquesta forma es genera una força d'atracció entre la càrrega negativa acumulada en la part inferior del núvol i la càrrega positiva del sòl. Aquest sistema (càrrega negativa a dalt, càrrega positiva a baix i aire neutre en la part central) es denomina dipol. Quan apareix un sistema d'aquest tipus es genera una diferència de potencial o tensió (com ocorre en una pila).
Quan aquesta diferència és molt gran, els electrons a dalt situats comencen a moure's cap avall. Quan estan prop de la terra, les càrregues positives comencen a pujar i, quan es produeix el contacte, ocorre el que coneixem com a raig.
Aquí cal destacar una diferència entre el tro, el llamp i el llamp. La llum que veiem és el llampec; el tro, el so que se sent; i el llamp, la descàrrega elèctrica completa.
El raig dels núvols a la terra és el més comú, encara que es poden fer diferents classificacions. Per exemple, depenent del lloc on es produeixin, els raigs poden ser entre núvols o des de núvols fins a terra. Els primers es desplacen (o dins d'un núvol) d'un núvol a una altra, sempre entre els nuclis de càrregues positives i negatives. Les segones, en acabar en el sòl, poden ser nocives per l'avaria dels sistemes electrònics i pels danys en els edificis o accidents greus per als humans.
També es pot fer una classificació segons la polaritat, és a dir, tenint en compte que els raigs són positius o negatius. Aquesta classificació es realitza atenent el moviment de càrregues negatives. Si la càrrega negativa va des del núvol al sòl, el raig és negatiu. Si es mou de la terra al núvol és positiu. Això és poc freqüent, però pot ocórrer si la polaritat del núvol està invertida.
Els raigs del núvol a la terra es poden incloure en una altra classificació: si el primer moviment de càrrega es produeix de dalt a baix, el raig és descendent; i si és de baix cap amunt, és ascendent.
Per tot això, els raigs del núvol a la terra poden ser de quatre tipus: negatiu a la baixa (el més habitual) [Rakov i Uman], positiu a la baixa, negatiu a l'alça i positiu a l'alça.
Cal esmentar que els raigs ascendents són habituals a les torres i edificis alts, i aquí, a Euskadi, ocorren, sobretot a les torres situades en les muntanyes.
Com mesurem i col·loquem els raigs?
Com es detecta un fenomen tan ràpid? A vegades ni podem veure'ls i només sentim els trons que d'ells es deriven, però XX. A principis del segle XX es van adonar que quan es produïa una tempesta s'escoltava un soroll en les ràdios en produir-se un llamp.
Quan es produeix la descàrrega elèctrica del raig es genera una emissió de radiofreqüència. Així, s'utilitza una antena per a detectar aquest senyal de radiofreqüència. Una vegada rebuda el senyal, es mesura la seva intensitat amb la durada d'aquesta. Per tant, un sensor detectarà i mesurarà un raig, però per a col·locar-lo bé és necessari més d'un sensor.
En una xarxa de sensors, el senyal d'un raig arriba gairebé simultàniament a tots els sensors, ja que viatja a la velocitat de la llum (gairebé 300.000 km/s). Per això, aquests sensors han de ser sincronitzats amb un GPS, ja que els mesuraments han de realitzar-se amb una precisió de milions de segons. Quan els sensors recullen i processen les dades, envien tota la informació a un ordinador per al seu processament, on es calcula la triangulació per a localitzar cada raig.
Raigs a Euskadi
Euskalmet utilitza tres xarxes de sensors per a mesurar i localitzar els raigs. Les tecnologies utilitzades per a detectar els raigs depenen de la freqüència amb la qual es detecten. En la banda VHF (very high frequency o freqüència molt alta) es mesuren principalment les fonts de radiació de raigs entre núvols; en la banda LF (low frequency o baixa freqüència) es mesuren les descàrregues de núvols a terra; i en la banda VLF (very low frequency o freqüència molt baixa) es mesuren els raigs de tots dos tipus i es col·loquen. Les dades d'aquestes xarxes permeten visualitzar les fases de tempesta en temps real. En Euskalmet, les dades dels raigs es recullen amb una demora màxima de 15 segons i es representen immediatament per al seu ús per part dels monitors de meteorologia.
A més, les dades dels llamps es guarden per a investigar després les tempestes. Quant a la quantitat detectada en les èpoques de calor dels últims tres anys (maig a setembre), ha estat similar en 2009 a 2011, però el període de 2010 va ser curiós ja que va haver-hi molt poques tempestes i llamps. La xarxa d'Euskalmet va mesurar entre maig i setembre en 2009 uns 8.500 raigs i en 2011 uns 9.750. En 2010, no obstant això, va aconseguir els 3.700.
Segons el vist durant aquests anys, podem dir que es produeixen principalment en les línies de muntanya i en les costes. D'altra banda, a la regió en la qual vivim (en aquestes latituds), tenint en compte la nostra orografia i clima, el nombre de raigs que havíem tingut l'any passat és normal.
No obstant això, els raigs no sols es produeixen en l'època de calor, encara que la majoria es concentra en aquesta època. També es produeixen a la tardor i hivern. A més, les tempestes hivernals tenen característiques especials. Poden produir-se més llamps positius i els núvols de tempesta es troben molt més baixes. Com a conseqüència, els raigs ascendents que es produeixen des de les torres poden ser més freqüents, com va ocórrer a la torre del radar de Capildui d'Euskalmet [López et al . ].
No obstant això, els raigs no són només espectaculars, sinó també perillosos. El passat 31 d'agost es va produir un accident en el bosc d'Oma. Durant una tempesta, un llamp va ferir a dos visitants. En estar mullats, se'ls va passar el corrent elèctric per la pell i se'ls va cremar en la pell. A més, un va perdre el coneixement i va faltar la memòria. No obstant això, si van estar secs, el corrent elèctric passaria per dins i les ferides serien molt més greus.
Euskalmet va estudiar el cas i va descobrir que el raig va afectar dos arbres en el bosc. Els visitants es trobaven sota un arbre sec, el raig va colpejar la punta i el corrent va descendir pel tronc sec fins a trobar els seus cossos mullats. Llavors el corrent va saltar i va caure per la superfície dels ferits.
Aquests accidents són poc freqüents, però poden ocórrer i han de seguir-se els consells de seguretat: quan els serveis meteorològics indiquen la probabilitat de tempesta, han d'evitar-se els boscos i les zones rurals obertes, no protegir-se sota un arbre aïllat i, si és possible, introduir-se en un cotxe amb les taquilles tancades. Quan estem en un camp aïllat (i quan els raigs estan molt a prop) i no hi ha lloc per a protegir-ho, la millor opció és posar-ho a la gatzoneta.
Per a saber si una tempesta s'acosta o s'allunya hem de comptar els segons entre el llamp i el tro. Quants més segons, més lluny estarà la tempesta. Tenint en compte la velocitat del so (340 m/s), si transcorren 10 segons entre el llamp i el tro, podem dir que la tempesta està a més de 3 km, distància suficient per a estar segur.
Euskalmet continuarà cuidant i millorant les xarxes de detecció de raigs i ha començat a utilitzar nous sistemes per a comprendre millor aquest fenomen físic: camps elèctrics mesuradors i sensors de mesura dels corrents que passen per les torres pels raigs.
Amb aquest treball coneixerem cada vegada millor els llamps i les característiques de les tempestes que es produeixen a Euskadi.
BIBLIOGRAFIA
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
