Formación de los rayos
Mapa del rayo
Las principales teorías se centran en la separación de la carga eléctrica y la generación de un campo eléctrico dentro de una tormenta. Estudios recientes también indican que el hielo, el granizo y las gotas de agua semicongeladas conocidas como graupel son esenciales para el desarrollo de los rayos. Las tormentas que no producen grandes cantidades de hielo no suelen producir rayos.
Todavía no es posible predecir cuándo y dónde caerán los rayos, y lo más probable es que nunca lo sea. Pero si se educa sobre los rayos y aprende algunas reglas básicas de seguridad, usted, su familia y sus amigos pueden evitar la exposición innecesaria a los peligros de una de las fuerzas más caprichosas e impredecibles de la naturaleza.
Las tormentas eléctricas tienen entornos muy turbulentos. Las fuertes corrientes ascendentes y descendentes se producen con regularidad y muy cerca unas de otras. Las corrientes ascendentes transportan pequeñas gotas de agua líquida desde las regiones más bajas de la tormenta hasta alturas de entre 35.000 y 70.000 pies, kilómetros por encima del nivel de congelación.
Por su parte, las corrientes descendentes transportan granizo y hielo desde las regiones superiores congeladas de la tormenta. Cuando estos chocan, las gotas de agua se congelan y liberan calor. Este calor, a su vez, mantiene la superficie del granizo y el hielo ligeramente más caliente que su entorno, y se forma un «granizo blando», o «graupel».
La mayoría de los rayos caen en el mundo
Los rayos son el elemento más espectacular de una tormenta eléctrica. De hecho, de ahí viene el nombre de las tormentas eléctricas. Un momento, ¿qué tiene que ver el trueno con el rayo? Bueno, los rayos provocan los truenos.
El rayo es una descarga de electricidad. Un solo rayo puede calentar el aire que lo rodea hasta 30.000 °C. Este calentamiento extremo hace que el aire se expanda de forma explosiva. La expansión crea una onda de choque que se convierte en una estruendosa onda sonora, conocida como trueno.
Cuando los cristales de hielo de las nubes de tormenta suben y bajan en el aire turbulento, chocan entre sí. Las pequeñas partículas cargadas negativamente, llamadas electrones, se desprenden de algunos hielos y se añaden a otros al chocar entre sí. Esto separa las cargas positivas (+) y negativas (-) de la nube. La parte superior de la nube se carga positivamente mientras que la base de la nube se carga negativamente.
Como los opuestos se atraen, la carga negativa de la parte inferior de la nube de tormenta quiere unirse a la carga positiva del suelo. Una vez que la carga negativa en la base de la nube es lo suficientemente grande, un flujo de carga negativa llamado líder escalonado se precipita hacia la Tierra. Las cargas positivas de la tierra son atraídas por el líder escalonado, por lo que la carga positiva fluye hacia arriba desde la tierra. Cuando el líder escalonado y la carga positiva se encuentran, una fuerte corriente eléctrica transporta la carga positiva hacia la nube. Esta corriente eléctrica se conoce como carrera de retorno. Lo vemos como el destello brillante de un rayo.
Rayo de tierra
Linda es licenciada en Ciencias de la Tierra y tiene un máster en Geografía por la Universidad de Arkansas. Tiene una amplia experiencia de investigación en dinámica ambiental, con énfasis en la conservación del medio ambiente, la antropología ecológica, la teledetección y la taxonomía de las plantas. Linda tiene 20 años de experiencia en el campo y ha impartido clases de nivel universitario en ciencias ambientales y geografía física.
Los rayos se forman tras pasar por varias etapas en la atmósfera y siempre van acompañados de truenos. Aprenda sobre los rayos, el desarrollo de las tormentas eléctricas, el proceso de formación de los rayos y los diferentes tipos y categorías de rayos.
¿Qué es un rayo? ¿Has visto alguna vez un rayo y luego has contado hasta que has oído el trueno para ver a qué distancia está la tormenta? Esto no es sólo un juego para niños. En realidad es una forma muy real de calcular la distancia. Los relámpagos viajan a la velocidad de la luz, pero los truenos lo hacen a la velocidad del sonido, mucho más lenta. Por lo tanto, un retraso de cinco segundos entre el rayo y el trueno significa que una tormenta está a una milla de distancia. En realidad, se trata de una información muy útil, porque los rayos son un gran peligro para los seres humanos. Se producen más de 8,5 millones de rayos al día, con una potencia 100.000 veces superior a la que utilizamos en nuestras casas, así que es un peligro muy real cuando hay tormentas. Pero, ¿qué es exactamente un rayo y cómo se forma? Un rayo es una descarga eléctrica muy rápida que se produce entre una nube y el suelo, entre dos nubes o dentro de una nube. Puede verse como un destello brillante y va seguido del sonido de un trueno. Los rayos suelen estar asociados a las tormentas eléctricas. Para entender cómo se forman los rayos en una tormenta, primero hay que entender cómo se desarrolla una tormenta eléctrica.
Energía del rayo
En lo que puede describirse vagamente como una «avalancha de electrones», el líder escalonado suele ramificarse en muchas direcciones a medida que se acerca al suelo, llevando un potencial eléctrico EXTREMADAMENTE fuerte: unos 100 MILLONES de voltios con respecto al suelo y unos 5 culombios de carga negativa.
Entre cada paso hay una pausa de unos 50 microsegundos, durante la cual el líder escalonado «mira» a su alrededor en busca de un objeto que golpear. Si no «ve» ninguno, da otro paso y repite el proceso hasta que «encuentra» un objetivo.
El líder escalonado tarda unos 50 milisegundos (1/20 de segundo) en alcanzar toda su longitud, aunque esta cifra varía en función de la longitud de su trayectoria. Los estudios sobre ataques individuales han demostrado que un solo líder puede estar compuesto por más de 10.000 pasos.
A medida que el líder escalonado se acerca al suelo, su fuerte carga negativa repele toda la carga negativa dentro de la zona de impacto inmediata de la superficie de la tierra, mientras atrae grandes cantidades de carga positiva. La afluencia de carga positiva en la zona de impacto es tan fuerte que el líder escalonado induce canales eléctricos desde el suelo conocidos como «serpentinas».
