GENERACION DE LOS RAYOS

Elrayoes una poderosa descarga natural deelectricidad esttica, producida durante unatormentaelctrica; generando un "pulso electromagntico". La descarga elctrica precipitada del rayo es acompaada por la emisin deluz(elrelmpago), causada por el paso de corriente elctrica que ioniza las molculas de aire, y por el sonido deltrueno, desarrollado por la onda de choque. Laelectricidad(corriente elctrica) que pasa a travs de laatmsferacalienta y expande rpidamente elaire, produciendo el ruido caracterstico deltrueno. Los rayos se encuentran enestado plasmtico.

En promedio, un rayo mide 1500metros y el ms extenso fue registrado enTexasy alcanz los 190km de longitud.1Un rayo puede alcanzar la velocidad de 200000 km/h. La diferencia de potencial es mil millones devoltioscon respecto al suelo. Cada ao se registran 16000000 de tormentas con rayos.2[citarequerida]Generalmente, los rayos son producidos por partculas positivas en la tierra y negativas en nubes de desarrollo vertical llamadascumulonimbos. Cuando un cumulonimbo alcanza latropopausa, las cargas positivas de la nube atraen a las cargas negativas; este movimiento de cargas a travs de la atmsfera constituyen los rayos. Esto produce un efecto de ida y vuelta; se refiere a que al subir las partculas instantneamente regresan causando la visin de que los rayos bajan. Un rayo puede generar una potencia instantnea de 1 gigawatt (mil millones de vatios),3pudiendo ser comparable a la de una explosin nuclear.

FORMACIN DE LOS RAYOS

Cmo se inicia la descarga elctrica sigue siendo un tema de debate.6Los cientficos han estudiado las causas fundamentales, que van desde las perturbaciones atmosfricas (viento, humedad y presin) hasta los efectos del viento solar y a la acumulacin de partculas solares cargadas.7Se cree que elhieloes el componente clave en el desarrollo, propiciando una separacin de las cargas positivas y negativas dentro de la nube.7Los rayos pueden producirse en las nubes de cenizas de erupciones volcnicas, o puede ser causado por violentos incendios forestales que generen polvo capaz de crear carga esttica

Hiptesis de la induccin electrosttica[editar]De acuerdo con lahiptesisde lainduccin electrosttica, las cargas son impulsadas con procesos que an son inciertos. La separacin de las cargas parece requerir de una fuerte corriente area ascendente que lleve las gotas de agua hacia arriba,superenfrindolasentre los 10 y los 20C bajo cero. Estas colisionan con los cristales de hielo formando una combinacin de agua-hielo denominadagranizo. Las colisiones producen que una carga ligeramente positiva sea transferida a los cristales de hielo, y una carga ligeramente negativa hacia el granizo. Las corrientes conducen los cristales de hielo menos pesados hacia arriba, causando que en la parte posterior de la nube se acumulen cargas positivas. La gravedad causa que el granizo ms pesado con carga negativa caiga hacia el centro y a las partes ms bajas de las nubes. La separacin de cargas y la acumulacin contina hasta que elpotencial elctricose vuelva suficiente para iniciar una descarga elctrica, que ocurre cuando la distribucin de las cargas positivas y negativas forman uncampo elctricolo suficientemente fuerte.

Hiptesis del mecanismo de polarizacin[editar]El mecanismo por el cual la separacin de cargas sucede sigue siendo objeto de investigacin. Otra hiptesis es el mecanismo de polarizacin, que tiene dos componentes:101. La cada de las gotas de hielo y agua se vuelven elctricamente polarizadas en el momento en que caen a travs del campo elctrico natural de la Tierra;

2. Las partculas de hielo que chocan se cargan por induccin electroesttica (mirar arriba).

Hay varias hiptesis adicionales que explican el origen de la separacin de cargas.1112En una nube de tormenta, unacarga elctricaigual pero opuesta a la carga de la base de la nube se induce en la tierra por debajo de la nube. El suelo con carga inducida sigue el movimiento de la nube mantenindose por debajo; si el campo elctrico es lo suficientemente fuerte, unadescarga electrosttica(denominada corriente positiva) puede desarrollarse a partir de estas condiciones. Esto fue teorizado porHeinz Kasemir.1314A medida que el campo elctrico aumenta, la corriente positiva puede convertirse en una ruta principal ms grande y caliente que la actual y finalmente llegar a laruta principal de pasoque desciende desde la nube. Es tambin posible que muchas corrientes se desarrollen a travs de diferentes objetos simultneamente, con slo uno haciendo contacto con el principal y formando la trayectoria de la descarga principal. Se han tomado fotografas de este proceso an cuando ambas corrientes no estaban an conectadas.15Una vez que el canal de aire ionizado se establece entre la nube y el suelo, se convierte en una ruta de menor resistencia, y permite una propagacin de corriente mucho mayor desde la tierra a la nube. Este es elimpacto de retornoy es el que msintensidad luminosaposee, siendo una de las partes ms notables de la descarga del rayo.

La descarga inicial bipolar, o ruta de aireionizado, empieza con una combinacin de agua con carga negativa y una regin de hielo en la nube de tormenta. Los canales de descarga ionizados son conocidos comorutas principales de paso, la mayora de stas superan los 45 metros de longitud.16Las rutas principales cargadas positiva y negativamente avanzan en direcciones opuestas. Las cargadas negativamente avanzan hacia abajo en una serie de saltos rpidos (pasos). A medida que contina el descenso, lasrutas principales de pasopueden ramificarse en varios caminos.17La progresin de lasrutas principales de pasotoma un tiempo relativamente largo en llegar al suelo (cientos de milisegundos). Esta fase inicial necesita de una relativamente pequeacorriente elctrica(decenas o cientos deamperios, siendo sta casi invisible, cuando se compara con el canal de rayos posterior.

Cuando unaruta principal de pasoalcanza el suelo, la presencia de cargas opuestas en el suelo mejora la potencia delcampo elctrico. El campo elctrico es ms fuerte en objetos en contacto con el suelo cuyas partes ms altas estn cercanos a la base de la nube de tormenta, como rboles o edificios altos.

Tipos de rayos ms conocidos[editar]

Rayo de nube a tierra

Algunos rayos presentan caractersticas particulares; los cientficos y el pblico en general han dado nombres a estos diferentes tipos de rayos. El rayo que se observa ms comnmente es el rayostreak. Esto no es ms que el trazo de retorno, la parte visible del trazo del rayo. La mayora de los trazos se producen dentro de una nube, por lo que no vemos la mayora de los trazos individuales de retorno durante una tormenta.

Rayo de nube a tierra[editar]Es el ms conocido y el segundo tipo ms comn. De todos los tipos de rayos, este representa la mayor amenaza para la vida y la propiedad, puesto que impacta contra la tierra. El rayo nube a tierra es una descarga entre una nube cumulonimbus y la tierra. Comienza con un trazo inicial que se mueve desde la nube hacia abajo.

Rayo perla[editar]El Rayo perla es un tipo de rayo de nube a tierra que parece romper en una cadena de secciones cortas, brillantes, que duran ms que una descarga habitual. Es relativamente raro. Se han propuesto varias teoras para explicarlo; una es que el observador ve porciones del final de canal de relmpago, y que estas partes parecen especialmente brillantes. Otra es que, en el rayo cordn, el ancho del canal vara; como el canal de relmpago se enfra y se desvanece, las secciones ms amplias se enfran ms lentamente y permanecen an visibles, pareciendo unacadena de perlasy raramente se elevan en el cielo esparciendo una luz a lo largo del rayo .1819RayoStaccato[editar]RayoStaccatoes un rayo de nube a tierra, con un trazo de corta duracin que aparece como un nico flash muy brillante y a menudo tiene ramificaciones considerables.20Rayo bifurcado[editar]Rayo bifurcado es un nombre, no uso formal, para rayos de nube a tierra que exhiben la ramificacin de su ruta.

Rayo de tierra a nube[editar]El rayo tierra a nube es una descarga entre la tierra y una nubecumulonimbus, que es iniciado por un trazo inicial ascendente; es mucho ms raro que el rayo nube a tierra. Este tipo de rayo se forma cuando iones cargados negativamente, se elevan desde el suelo y se encuentran con iones cargados positivamente en una nube cumulonimbus. Entonces el rayo vuelve a tierra como trazo.

Rayo de nube a nube[editar]

Mltiples rutas de un rayo nube a nube,Swifts Creek,Australia

Rayo de nube a nube,Victoria, AustraliaEste tipo de rayos pueden producirse entre las zonas de nube que no estn en contacto con el suelo. Cuando ocurre entre dos nubes separadas; es llamadorayo inter-nubey cuando se produce entre zonas de diferentepotencial elctrico, dentro de una sola nube, se denominarayo intra-nube. El rayo Intra-nube es el tipo que ocurre con ms frecuencia.21Existe un fenmeno en la naturaleza muy poco conocido, al cual se le ha dado el nombre de centella, bolas de luz o bolas de fuego. stas son esferas luminosas tan brillantes como las lmparas fluorescentes. El tamao de las esferas vara de algunos centmetros a varios metros de dimetro. Pueden tomar cualquier coloracin, aunque el violeta y el verde son muy raros. El fenmeno toma cuerpo en condiciones especiales y su materializacin es instantnea. Algunas veces parece que el destello es continuo y, otras, intermitente. Las centellas pueden viajar paralelamente a lo largo de un conductor, cerca de una sustancia aislante, o en el seno mismo del aire. El fenmeno puede durar de unos cuantos segundos a varios minutos. Algunas centellas se desvanecen poco a poco y otras desaparecen abruptamente y, en ocasiones, explotan.