Nuvens cumulonimbus geralmente significam tempestades severas e outras condições meteorológicas graves. David James / Riser / Getty Images
De acordo com Serviço Nacional de Meteorologia da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional (NOAA) , aproximadamente 1, 800 tempestades estão ocorrendo a qualquer momento, resultando em cerca de 16 milhões de tempestades a cada ano. A maioria das tempestades dura cerca de 30 minutos e tem normalmente cerca de 15 milhas (24 km) de diâmetro. As duas maiores ameaças associadas à maioria das tempestades são relâmpagos e inundações repentinas. Para entender por que as tempestades ocorrem com mais frequência durante os meses quentes, é necessário algum conhecimento dos fundamentos das tempestades.
As tempestades crescem sob certas condições. Os dois elementos mais básicos que causam o desenvolvimento de uma tempestade são:
Como a umidade e o calor são cruciais para tempestades, faz sentido que ocorram com mais frequência na primavera e no verão, particularmente em áreas úmidas, como o sudeste dos Estados Unidos. A alta umidade, em conjunto com temperaturas quentes, cria grandes quantidades de calor, ar úmido subindo para a atmosfera, onde pode facilmente formar uma tempestade.
De onde vem o trovão (e relâmpago)? A ideia básica é que as nuvens de trovão podem se tornar geradores Van de Graaff gigantes e criar grandes separações de carga dentro da nuvem. Vamos ver como funciona.
Nuvens contêm milhões e milhões de gotas de água e partículas de gelo suspenso no ar. Como o processo de evaporação e condensação ocorre, essas gotículas colidem com outra umidade que se condensa à medida que sobe. A importância dessas colisões é que os elétrons são expulsos da umidade ascendente, criando um separação de carga . Os elétrons recém-eliminados se reúnem na parte inferior da nuvem, dando-lhe uma carga negativa. A umidade ascendente que perdeu um elétron carrega uma carga positiva para o topo da nuvem.
À medida que a umidade ascendente encontra temperaturas mais frias nas regiões de nuvens superiores e começa a congelar, a porção congelada torna-se carregada negativamente e as gotículas descongeladas tornam-se carregadas positivamente. Neste ponto, As correntes ascendentes de ar têm a capacidade de remover as gotículas carregadas positivamente do gelo e carregá-las para o topo da nuvem. A parte congelada restante cai para a parte inferior da nuvem ou continua no solo.
A separação de carga tem um campo elétrico associado a isso. Como a nuvem, este campo é negativo na região inferior e positivo na região superior. A força ou intensidade do campo elétrico está diretamente relacionada à quantidade de carga acumulada na nuvem. À medida que as colisões e congelamentos continuam a ocorrer, e as cargas na parte superior e inferior da nuvem aumentam, o campo elétrico se torna cada vez mais intenso - tão intenso, na verdade, que os elétrons na superfície da Terra são repelidos mais profundamente na Terra pela carga negativa na parte inferior da nuvem. Esse repulsão de elétrons faz com que a superfície da Terra adquira uma forte carga positiva.
Tudo o que é necessário agora é um caminho condutor assim, o fundo da nuvem negativa pode conduzir sua eletricidade para a superfície positiva da Terra. O forte campo elétrico cria este caminho através do ar, resultando em relâmpagos. O raio é de alta voltagem, pico de alta corrente de elétrons, e a temperatura no centro de um raio é incrivelmente alta. Por exemplo, quando um raio atinge uma duna de areia, ele pode derreter instantaneamente a areia em vidro. A combinação do rápido aquecimento do ar pelo relâmpago e o subsequente resfriamento rápido cria ondas sonoras. Essas ondas sonoras são o que chamamos Trovão . Nunca pode haver trovão sem relâmpagos.
