Pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais do Brasil (INPE), em parceria com colegas nos Estados Unidos, Reino Unido e África do Sul, registraram pela primeira vez a formação e ramificação de estruturas luminosas por queda de raios.

Analisando imagens capturadas por uma câmera super lenta, eles descobriram por que os raios se bifurcam e às vezes formam estruturas luminosas interpretadas pelo olho humano como cintilações.

O estudo foi financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP. Um artigo descrevendo seus resultados é publicado em Relatórios Científicos .

“Conseguimos obter a primeira observação óptica desses fenômenos e encontrar uma possível explicação para ramificações e oscilações, “Marcelo Magalhães Fares Saba, investigador principal do projeto, contado. Saba é pesquisadora do Grupo de Eletricidade Atmosférica (ELAT) do INPE.

Os pesquisadores usaram câmeras de vídeo digital de ultra alta velocidade para registrar mais de 200 flashes ascendentes durante tempestades de verão na cidade de São Paulo (Brasil) e Rapid City, Dakota do Sul (EUA) entre 2008 e 2019. Quedas de raios ascendentes começam no topo de um edifício alto ou outra estrutura baseada no solo e se propagam para cima até a nuvem sobreposta.

Os flashes ascendentes que gravaram foram disparados por descargas de relâmpagos nuvem-solo carregados positivamente, que são muito mais comuns, conforme descrito pelo mesmo grupo de pesquisa do INPE em estudo anterior.

"O relâmpago ascendente se origina no topo de uma torre ou no condutor de um arranha-céu, por exemplo, quando o campo elétrico da tempestade é perturbado por uma descarga nuvem-solo a uma distância de até 60 quilômetros, "Saba disse.

Embora as condições do estudo fossem muito semelhantes no Brasil e nos Estados Unidos, estruturas luminosas foram observadas em apenas três flashes ascendentes, gravada nos EUA. Estes foram formados por uma descarga líder positiva propagando-se em direção à base da nuvem.

"A vantagem de registrar imagens de relâmpagos ascendentes é que eles nos permitem ver toda a trajetória desses líderes positivos do solo à base da nuvem. Uma vez dentro da nuvem, eles não podem mais ser vistos, "Saba disse.

Os pesquisadores descobriram que uma descarga de baixa luminosidade com uma estrutura semelhante a um pincel às vezes se forma na ponta do líder positivo. “Observamos que esta descarga, muitas vezes referido como um pincel corona, pode mudar de direção, dividido em dois, e definir o caminho do relâmpago e como ele se ramifica, "Saba disse.

Quando um flash ascendente se ramifica com sucesso, pode prosseguir para a esquerda ou direita. Quando a ramificação falha, o pincel corona pode dar origem a segmentos muito curtos tão brilhantes quanto o próprio líder. Esses segmentos aparecem pela primeira vez milissegundos após a divisão do pincel corona, e pulsar conforme o líder se propaga para cima em direção à base da nuvem, os vídeos mostram.

"As oscilações são tentativas fracassadas recorrentes de iniciar uma filial, "Saba disse, acrescentando que as oscilações podem explicar porque múltiplas descargas elétricas são frequentes, mas mais estudos são necessários para verificar essa teoria.