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Trovões

 

Trovões
Trovoada em Garajau, Ilha da Madeira.

Trovões e Trovoadas

Para uma trovoada se formar é necessário que exista elevação de ar húmido 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 cumulonimbos isolados com grande desenvolvimento vertical (podendo ir até 10 ou 18 mil metros de altitude) alimentado pelas correntes ascendentes de ar.

É geralmente associados a esses cumulonimbos que se dão os intensos fenómenos em que consiste uma trovoada: relâmpagos, trovões, rajadas de vento, inundações, granizo e, possivelmente, tornados.

As trovoadas podem-se formar no interior das massas de ar (a partir da elevação do ar por convecção - comum em terra nas tarde de Verão - quando o aquecimento da superfície atinge o seu pico - e sobre o mar nas madrugadas de inverno, quando as águas estão relativamente quentes); por efeito orográfico - (a barlavento das grandes montanhas) ou estar associadas a frentes - sendo mais intensas no caso das frentes frias.

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 cumulonimbos. 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 caiem 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 altostratos e cirrostratos que podem até contribuir, com a sua sombra, para diminuir o aquecimento da superfície.

As trovoadas mais fortes são geradas quando ar quente e húmido 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. 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.

Os trovões são o ruído que os relâmpagos fazem quando viajam pelo ar.

Trovoadas severas

Consideram-se trovoadas severas as que produzem ventos de rajada com mais de 50 nós (92 km/h) e (ou) granizo com mais de 2 cm de diâmetro (a velocidade do vento é medida em nós (=milhas náuticas/ hora) e um nó são 1,852 km/h.) As correntes de ar ascendentes, com mais de 65 km/h, são suficientemente fortes para manter granizos suspenso na nuvem o tempo suficiente para os mesmos crescerem e caírem depois na base da nuvem ou serem lançados para o lado pela corrente de ar ascendente (durante o dia, pode notar-se na nuvem uma coloração verde na área do granizo).

São trovoadas em que a fase de maturidade dura mais tempo do que o habitual.

Quanto tempo dura, depende da força das correntes de ar ascendentes e descendentes, que dependem, por sua vez, da humidade do ar à superfície, da instabilidade do ar e de como os ventos de altitude interferem com a trovoada.

A formação de trovoadas (sobretudo as severas) é favorecida pelo encontro de uma massa de ar húmido e quente com uma massa de ar mais fria e seca. As trovoadas severas são mais comuns na Primavera e no Verão quando o aquecimento da superfície durante o dia é mais forte. São pouco prováveis nos locais próximos de oceanos mais frios porque o ar é menos húmido e há, por isso, menos «combustível» para alimentar trovoadas.

Nas latitudes médias, a maioria das trovoadas severas ocorrem ao longo ou antes de frentes frias, onde o ar quente se eleva e condensa, libertando calor latente e tornando o ar instável. Isso origina o crescimento vertical das nuvens (que pode alcançar mais de 18 quilómetros acima da superfície) que leva ao desenvolvimento de trovoadas severas, sobretudo quando há um grande contraste de temperatura entre as duas massas de ar e quando na alta troposfera o gradiente de pressão origina uma forte corrente de jato paralela à frente, cuja divergência favorece a ascensão do ar.

As trovoadas mais severas ocorrem quando há um aumento da velocidade dos ventos horizontais com a altitude («vertical shear»). Nessas condições, as trovoadas têm tendência para ficar inclinadas na direção do ventos. A inclinação da corrente ascendente faz com que a precipitação não caia na região de ar ascendente em que se formou, deslocando para a frente da trovoada a corrente de ar descendente e a frente de rajadas à superfície.

Deste modo, a corrente de ar frio descendente não «corta» a massa de ar quente que alimenta a trovoada e a frente de rajadas pode gerar novas células de trovada; é o que acontece nas trovoadas multicelulares. As trovoadas que ocorrem com fracas mudanças de ventos na vertical não duram tanto tempo porque a corrente de ar descendente corta a corrente de ar ascendente pela parte de baixo - são as chamadas trovoadas de impulso ou de pancada.

Fonte: to-campos.planetaclix.pt

Trovões

Raios quando ocorrem aquecem violentamente o ar ao seu redor. O ar atinge temperaturas máximas de cerca de 20.000 a 30.000 graus Celsius em cerca de 10 microssegundos, correspondendo a densidades de elétrons de 1020 elétrons por metro cúbico. Quando o ar é aquecido ele se expande, e esta expansão gera, em uma distância de poucas centenas de metros, uma onda de choque supersônica e, em distâncias maiores, uma onda sonora intensa que se afasta do canal em todas as direções. Estas ondas são os trovões que ouvimos.

Trovões produzidos por raios no solo tem, tipicamente, um máximo de intensidade em torno de 50-100 Hz, enquanto que aqueles produzidos por raios nas nuvens tem um máximo de intensidade em torno de 20-30 Hz. Próximo do raio, o som assemelha-se a intenso estalo e pode causar danos ao ouvido humano.

Distante do raio, o som assemelha-se a um estrondo grave relativamente fraco. A duração do trovão é uma medida da diferença entre as distâncias do ponto mais próximo e do ponto mais distante do canal ao observador. A duração típica de um trovão é de 5 a 20 segundos.

A maioria dos trovões tem estrondos e estalos porque o canal é torto, fazendo com que ondas de som cheguem ao observador em diferentes instantes e de diferentes direções.

Estalos também podem ser produzidos por ramificações. Quanto maior o número de ramificações, maior é o número de estalos no trovão. Se o raio ocorrer a uma distância ao redor de 100 metros do observador ou menos, ele escutará um intenso estalo semelhante ao estalo de um chicote (algumas vezes precedido por um estalido, semelhante a um estalido de dedos) o qual está associado a onda de choque que precede a onda sonora. Trovões produzidos por raios no solo em geral podem ser escutados até distâncias de 20 km.

Trovões produzidos por raios nas nuvens são similares aqueles produzidos por raios no solo porém, em geral, são mais fracos.

Durante períodos de fortes chuvas e ventos, esta distância será menor enquanto que, em noites calmas, trovões podem ser escutados a distâncias maiores.

Parte da energia acústica do trovão está concentrada em freqüências abaixo daquelas que o ouvido humano pode escutar, em geral umas poucas dezenas de Hz. Esta parte é chamada trovão infrasônico e acredita-se estar associada com mudanças na energia eletrostática dentro da nuvem após a ocorrência de um raio.

O trovão pode ser usado para calcular qual a distância de um raio. Quando você enxergar o clarão, comece a contar os segundos até escutar o trovão. Divida o número de segundos por três (3) e você terá a distância aproximada do raio em quilômetros.

O erro médio associado com este método é de 20 %. Em parte, a origem deste erro é devida ao fato de que a maioria dos raios tem longas ramificações. Assim, um raio a três quilômetros de distância pode produzir um trovão após três segundos, indicando que uma ramificação está somente a um quilômetro de distância.

Finalmente, se você enxergar o clarão e não escutar o trovão, o raio provavelmente está a mais de 20 quilômetros de você.

Fonte: www.eletricground.com.br

Trovões

Os sons dos trovões

Você sabe de onde surgem os sons dos trovões?

Os trovões são as ondas sonoras realizadas pelo movimento das cargas elétricas na atmosfera.

Resultado do aumento da temperatura do ar por onde o raio passa, os trovões podem ser perigosos, nas proximidades de onde o fenômeno acontece. Porém, muitas vezes causam apenas medo as pessoas mais sensíveis.

É uma onda sonora que é gerada pelo aquecimento do canal principal, durante a subida da descarga de retorno.

O trovão atinge temperaturas entre 20 e 30 mil graus Celsius em 10 microssegundos (0,00001 segundos), através do ar aquecido, é gerado duas ondas:

1º - é uma violenta onda de choque supersônica, com velocidade várias vezes maior que a velocidade do som no ar e que nas proximidades do local da queda é um som inaudível para o ouvido humano.

2º - é uma onda sonora de grande intensidade a distâncias maiores.

Os meios de propagação dos trovões são o solo e o ar. A freqüência dessa onda sonora, é medida em Hertz, varia de acordo com esses meio, sendo maiores no solo.

Os sons que escutamos é a combinação de três momentos da propagação da descarga no ar:

-Um estalo curto.

- Um som intenso e de maior duração que o primeiro estalo.

A expansão de sons graves pela atmosfera ao redor do canal do relâmpago.

A duração dos trovões é calculada através da diferença entre as distâncias do ponto mais próximo e do ponto mais afastado do canal do relâmpago ao observador. Com isso, nós escutamos o som em instantes diferentes, os trovões podem durar entre 5 e 20 segundos.

Fonte: www.connectonworld.org

Trovões

O Relâmpago e o Trovão

Durante a formação de uma tempestade, verifica-se que ocorre uma separação de cargas elétricas, ficando as nuvens mais baixas eletrizadas negativamente, enquanto as nuvens mais altas se eletrizam positivamente.

Várias experiências realizadas por pilotos de avião voando perigosamente através de tempestades, comprovaram a existência desta separação de cargas.

Podemos concluir que existe, portanto, um campo elétrico entre as nuvens mais baixas e mais altas. A nuvem mais baixa, carregada negativamente, induz na superfície terrestre uma carga positiva , criando um campo elétrico entre elas.

À medida que vão avolumando as cargas elétricas nas nuvens, a intensidade destes campos vão aumentando, acabando por ultrapassar o valor da rigidez dielétrica do ar..

Quando isso acontece, o ar torna-se condutor e uma enorme centelha elétrica ( relâmpago ) salta de uma nuvem para outra ou de uma nuvem para a Terra

Esta descarga elétrica aquece o ar, provocando uma expansão que se propaga em forma de uma onda sonora que chega diretamente da descarga, como também pelas ondas refletidas em montanhas, prédios, etc. (Figura abaixo)

Trovões

Fonte: educar.sc.usp.br

Trovões

O que são os trovões

As ondas sonoras geradas pelo movimento das cargas elétricas na atmosfera são denominadas trovões. Resultado do aumento da temperatura do ar por onde o raio passa, os trovões podem ser perigosos, nas proximidades de onde o fenômeno acontece. Entretanto, na maioria dos casos, causam apenas medo aos mais sensíveis.

Formação

O trovão é uma onda sonora provocada pelo aquecimento do canal principal durante a subida da Descarga de Retorno.

Ele atinge temperaturas entre 20 e 30 mil graus Celsius em apenas 10 microssegundos (0,00001 segundos).

O ar aquecido se expande e gera duas ondas: a primeira é uma violenta onda de choque supersônica, com velocidade várias vezes maior que a velocidade do som no ar e que nas proximidades do local da queda é um som inaudível para o ouvido humano; a segunda é uma onda sonora de grande intensidade a distâncias maiores. Essa constitui o trovão audível.

Características

Os meios de propagação dos trovões são o solo e o ar. A freqüência dessa onda sonora, medida em Hertz, varia de acordo com esses meios meios, sendo maiores no solo. A velocidade do trovão também varia com o local onde se propaga. O trovão ocorre sempre após o relâmpago, já que a velocidade da luz é bem maior que a do som no ar.

O que escutamos é a combinação de três momentos da propagação da descarga no ar: primeiro, um estalo curto (um som agudo que pode ensurdecer uma pessoa) gerado pelo movimento da Descarga de Retorno no ar. Depois, um som intenso e de maior duração que o primeiro estalo, resultado da entrada ou saída da descarga no solo e por último, a expansão de sons graves pela atmosfera ao redor do canal do relâmpago. Podemos ter uma percepção do som diferente, mas essa ordem é a mesma. Por isso, é muito perigoso ficar próximo ao local de queda de um relâmpago.

A energia acústica ou energia sonora gasta para provocar esses estrondos é proporcional a freqüência do som. A maior parte dela, cerca de 2/3 do total, gera os trovões no solo e o restante (1/3) provoca som do trovão no ar. Mesmo assim, eles costumam ser bem violentos, como podemos perceber.

Por causa da freqüência, os trovões no ar são mais graves (como batidas de bumbo). Aqueles estalos característicos dos trovões, os sons bastante agudos, além de dependerem da nossa distância à fonte, se relacionam com as deformações do canal e de suas ramificações. Quanto mais ramificado o canal, maior o número de estalos no trovão. Se o observador estiver próximo do relâmpago (a menos de 100 metros, por exemplo) o estalo será parecido a de uma chicotada. Isso está associado a onda de choque que antecede a onda sonora.

Duração

A duração dos trovões é calculada com base na diferença entre as distâncias do ponto mais próximo e do ponto mais afastado do canal do relâmpago ao observador. Por causa dessa variação de caminhos, o som chega aos nossos ouvidos em instantes diferentes. Em média, eles podem durar entre 5 e 20 segundos.

Fonte: www.ufrrj.br

Trovões

Raios e Trovões

A corrente do raio pode causar sérias queimaduras e outros danos ao coração, pulmões, sistema nervoso central e outras partes do corpo, através do aquecimento e uma variedade de reações eletroquímicas.

Se estiver na rua

1 - Evite lugares que ofereçam pouca ou nenhuma proteção contra raios:

A. Pequenas construções não protegidas, tais como celeiros, tendas ou barracos

B. Veículos sem capota como tratores, Motocicletas ou bicicletas

2 - Evite estacionar próximo a árvores ou linhas de energia elétrica

3 - Evite estruturas altas tais como torres, de linhas telefônicas e de energia elétrica

Se estiver dentro de casa

1 - Não use telefone (o sem fio pode ser usado)

2 - Não fique próximo a tomadas, canos, janelas e portas metálicas

3 - Não toque em equipamentos elétricos que estejam ligados rede elétrica

4 - Alguns lugares são extremamente perigosos durante uma tempestade.

Por isso:

A - NÃO permaneça em áreas abertas como campos de futebol, quadras de tênis e estacionamentos

B - NÃO fique no alto de morros ou no topo de prédios

C - NÃO se aproxime de cercas de arame, varais metálicos, linhas aéreas e trilhos

D - NUNCA se abrigue debaixo de árvores isoladas

Fonte: www.defesasocial.al.gov.br

Trovões

Como surgem os sons dos trovões?

Os trovões são ondas sonoras, que quando passam pelos raios faz com que haja o aumento da temperatura, gerando assim movimentos de cargas elétricas. 

Pode atingir a temperatura de 20 a 30 mil graus Celsius.

Os sons dos trovões geram duas ondas: as ondas de choque (com velocidade bastante superior que a velocidade do som no ar, ou seja, para o ouvido humano é impossível captar esse som, a outra onda de choque pode ser ouvida pelo homem, e a intensidade é maior). A velocidade de um trovão varia do local onde ele aparece. Pode aparecer geralmente depois do som de um relâmpago. 

Trovões

Descrição de um trovão:

Primeiramente, há um pequeno estalo no ar seguido de um som agudo, que pode fazer com que uma pessoa fique surda. (Depois vem um som com mais intensidade e com um tempo maior de duração (pela entrada e saída de carga da atmosfera) e por último os sons graves que seguem o relâmpago pela atmosfera).

Geralmente a duração de um trovão varia de acordo do local em que a pessoa está e o local de onde o relâmpago sai, mas geralmente o tempo que ele pode durar é de 5 a 20 minutos.

Trovões

Fonte: www.colegioweb.com.br

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