Trovoada
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Trovoada em Garajau, Ilha da Madeira
Uma trovoada é a situação meteorológica caracterizado pela presença de raios e seu efeito acústico na atmosfera terrestre conhecida por trovão.
Para uma trovoada se formar é necessário que exista elevação de ar úmido numa atmosfera instável. A atmosfera fica instável quando as condições são tais que uma bolha de ar quente em ascensão pode continuar a subir porque continua mais quente do que o ar ambiente. (A elevação do ar quente é um mecanismo que tenta restabelecer a estabilidade. Do mesmo modo, o ar mais frio tende a descer e a afundar-se enquanto se mantiver mais frio do que o ar na sua vizinhança.) Se elevação de ar é suficientemente forte, o ar arrefece (adiabaticamente) até temperaturas abaixo do ponto de orvalho e condensa, libertando calor latente que promove a elevação do ar e "alimenta" a trovoada. Formam-se cumulonimbus isolados com grande desenvolvimento vertical (podendo ir até 10 ou 18 mil metros de altitude) alimentado pelas correntes ascendentes de ar.
As trovoadas mais fortes são geradas quando ar quente e úmido sobe rapidamente, com velocidades que podem chegar aos 160 km por hora, até altitudes mais elevadas e mais frias. Em cada momento há na ordem de 2000 trovoadas em progresso sobre a superfície da Terra.
Qual a origem do trovão?
Os trovões são os ruídos que os raios fazem quando atravessam o ar.
Durante uma trovoada geram-se descargas elétricas para equilibrar a diferença de potencial entre o topo da nuvem (cargas positivas), a base da nuvem (cargas negativas) e o solo (carga positiva).
A atmosfera funciona como isolador entre a nuvem e o solo. Quando a energia envolvida numa tempestade ultrapassa a resistência do ar, gera-se uma descarga entre o pólos de carga oposta. Esta descarga é caracterizada por um raio com temperaturas elevadas que aquecem o ar à sua passagem. O rápido aumento da pressão e temperatura fazem expandir violentamente o ar envolvente ao raio a velocidades superiores às do som, gerando-se uma onda de choque. O ribombar posterior a um trovão é conseguido pelo eco da onda de choque nas altas camadas da atmosfera e na geografia envolvente.
A atmosfera funciona como isolador entre a nuvem e o solo. Quando a energia envolvida numa tempestade ultrapassa a resistência do ar, gera-se uma descarga entre o pólos de carga oposta. Esta descarga é caracterizada por um raio com temperaturas elevadas que aquecem o ar à sua passagem. O rápido aumento da pressão e temperatura fazem expandir violentamente o ar envolvente ao raio a velocidades superiores às do som, gerando-se uma onda de choque. O ribombar posterior a um trovão é conseguido pelo eco da onda de choque nas altas camadas da atmosfera e na geografia envolvente.
Nas proximidades do ponto de contato do raio com o solo regista-se um nível sonoro de 120 dB. A proximidade do trovão pode produzir surdez temporária e até mesmo rotura da membrana do tímpano e consequentemente, surdez permanente.
Como saber a distância da trovoada?
Uma vez que o som e a luz se deslocam através da atmosfera a velocidades muito diferentes, pode estimar-se a distância da trovoada através da diferença de tempo entre o relâmpago (luz) e o trovão (som).
A velocidade do som no ar é de aproximadamente 343 m/s.
A velocidade da luz é tão elevada (± 300.000 km/s) que a transmissão da luz pode ser considerada instantânea. Portanto, multiplicando 343 pelo número de segundos de diferença entre o raio e o trovão obtém-se a distância da trovoada em metros.Exemplo:
Diferença de tempo entre raio e trovão: 3 segundos.
Distância entre você e a trovoada: 3×343 = 1.029 metros = aproximadamente 1 km de distância.
A vida de uma trovoada
Na vida de uma trovoada ordinária (formada por convecção a partir de uma massa de ar) estão usualmente presentes 3 fases (cada uma durante tipicamente de 15 a 30 minutos):
Nascimento: as correntes ascendentes de ar levam à formação de cumulonimbus. Surgem as primeiras cargas de água mas ainda não ocorrem relâmpagos. No topo da nuvem o processo de crescimento de cristais de gelo começa a produzir grandes partículas de precipitação.
Maturidade: o crescimento vertical atinge o seu máximo e os topos das nuvens ficam achatados com a forma característica de uma bigorna. Usualmente isto dá-se quando o ar ascendente encontra uma inversão de temperatura estável (por exemplo, o ar mais quente da tropopausa). Os ventos predominantes em altitude começam a espalhar cirros a partir do topo das nuvens. As bases dianteiras ficam mais baixas e os relâmpagos começam a ocorrer em toda a extensão das nuvens. No interior das nuvens a turbulência é intensa e irregular, com equilíbrio entre correntes ascendentes e descendentes. O peso das partículas de precipitação já é suficiente para contrariar as correntes ascendentes e começam a cair, arrastando o ar em volta consigo. À medida que as partículas de precipitação caem nas regiões mais quentes da nuvem, há ar seco do ambiente que entra na nuvem e pode originar a evaporação dessas partículas. A evaporação esfria o ar, tornando-o mais denso e «pesado». É todo este ar frio que cai através da nuvem com a precipitação que forma a corrente descendente de ar que, quando bate na superfície se pode espalhar, formando uma frente de rajada que vai deslocando e substituindo o ar mais quente da superfície. Nesta fase a trovoada produz ventos fortes, relâmpagos e precipitação forte.
Dissipação: as nuvens começam-se a espalhar para os lados, em camadas. E as correntes frias descendentes tornam-se predominantes. O ar frio substitui o ar mais quente da superfície, «desligando» os movimentos ascendentes dentro da trovoada. Nesta fase já só há correntes descendentes fracas e fraca precipitação. Sobram apenas muitos altostratus e cirrostratus que podem até contribuir, com a sua sombra, para diminuir o aquecimento da superfície.
Os relâmpagos surgem quando as partículas de gelo ou neve de uma nuvem começam a cair de grande altitude em direção à superfície e correspondem à libertação de energia devida à diferença de carga entre as partículas.
O relâmpago (do latim: re- + lampare, infinitivo de lampare, "brilhar".), também referido como corisco, lôstrego ou relampo, é a emissão intensa de radiação eletromagnética resultante de uma descarga eletrostática na atmosfera (o raio) produzida por uma trovoada. A descarga provoca uma corrente elétrica de grande intensidade que ioniza o ar ao longo do seu percurso, criando um plasma sobreaquecido que emite radiação electromagnética, parte da qual sob a forma de luz no espectro visível (o relâmpago propriamente dito).
O relâmpago é percebido pelo olho humano como um repentino clarão de intensa luminosidade, frequentemente com acentuada cintilação, que precede ou acompanha o trovão, embora durante a noite o relâmpago possa ser visto sem ser acompanhado pelo trovão (fenômeno conhecido por "gelação") e durante o dia o trovão possa ser ouvido sem que o relâmpago seja percebido.
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