Pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), em parceria com colegas dos 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 Scientific Reports.
“Conseguimos obter a primeira observação óptica desses fenômenos e encontrar uma possível explicação para ramificações e cintilações”, disse Marcelo Magalhães Fares Saba, investigador principal do projeto. Saba é pesquisadora do Grupo de Eletricidade Atmosférica (ELAT) do INPE.
Os pesquisadores usaram câmeras de vídeo digital de ultra alta velocidade para gravar 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. Relâmpagos ascendentes começam do topo de um construir ou outra estrutura baseada no solo e se propagar para cima até a nuvem sobrejacente.
Os flashes ascendentes que eles gravaram foram disparados por descargas elétricas nuvem-solo carregadas positivamente, que são muito mais comuns, conforme descrito pelo mesmo grupo de pesquisa do INPE em um estudo anterior.
“O raio 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 até 60 quilômetros”, disse Saba.
Embora as condições do estudo tenham sido muito semelhantes no Brasil e nos Estados Unidos, estruturas luminosas foram observadas em apenas três flashes para cima, registrados nos Estados Unidos. Estes foram formados por uma descarga de líder positivo propagando-se em direção à base da nuvem.
“A vantagem de registrar imagens de raios 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”, disse Saba.
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 essa descarga, muitas vezes chamada de pincel corona, pode mudar de direção, se dividir em duas e definir o caminho do relâmpago e como ele se ramifica”, disse Saba.
Quando um flash ascendente se ramifica com sucesso, ele 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 condutor. Esses segmentos aparecem pela primeira vez milissegundos após a divisão do pincel corona e pulsam conforme o líder se propaga para cima em direção à base da nuvem, mostram os vídeos.
“As oscilações são tentativas fracassadas recorrentes de iniciar um ramo”, disse Saba, acrescentando que as oscilações podem explicar por que as descargas elétricas múltiplas são frequentes, mas mais estudos são necessários para verificar essa teoria.
Publicado em 15/01/2021 19h28
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