As tempestades elétricas

Numa tempestade elétrica, as nuvens de tempestade estão carregadas como capacitores gigantes no céu. A parte superior da nuvem é positiva e a inferior negativa. Ainda não se entrou num acordo na comunidade científica sobre como a nuvem adquire essa carga, mas a descrição seguinte oferece uma explicação plausível.

CapacitoresUm capacitor é um dispositivo elétrico que consiste de duas superfícies condutivas separadas por um meio isolante (dielétrico). Quando se aplica uma voltagem às superfícies, a energia é armazenada no campo elétrico resultante da separação de cargas das superfícies. Você pode criar um simples capacitor separando duas folhas de papel alumínio com um filme plástico. A qualidade do capacitor é controlada pelo tamanho das duas folhas, pela qualidade de isolamento do plástico e por sua grossura: quanto mais próximas as duas folhas de alumínio estão, melhor é o capacitor. Um bom e grande capacitor pode facilmente armazenar eletricidade o bastante para derreter uma chave de fenda. A nuvem funciona como um capacitor enorme. A parte superior e a parte inferior da nuvem são como as duas folhas de alumínio. Enormes quantidades de eletricidade podem ser armazenadas dentro desse capacitor.

No processo do ciclo da água, a umidade pode se acumular na atmosfera. Esse acúmulo é o que vemos como nuvem. As nuvens podem conter milhões e milhões de gotículas d'água e gelo suspensos no ar. Como o processo de evaporação e condensação continua, essas gotículas enfrentam muitas colisões com a umidade que está no processo de condensação, enquanto sobe. Além disso, a umidade que sobe pode se chocar com o gelo ou com a neve que está caindo em direção à terra ou que está na parte inferior da nuvem. A importância desses choques é que eles retiram os elétrons da umidade que está subindo, criando, assim, uma separação de carga.

Os elétrons recém arrancados se unem na parte inferior da nuvem, dando a ela a carga negativa. A umidade que está subindo e que acabou de perder um elétron carrega uma carga positiva para a parte superior da nuvem. Além dos choques, o resfriamento tem um papel importante. Quando a umidade que está subindo depara com temperaturas mais baixas na parte superior da nuvem e começa a gelar, a parte resfriada fica negativamente carregada e as gotículas que não estão congeladas se tornam positivamente carregadas. Nesse ponto, as correntes de ar ascendentes têm a capacidade de remover as gotículas positivamente carregadas do gelo e carregá-las para a parte superior da nuvem. A parte congelada restante normalmente desceria para a parte inferior da nuvem ou continuaria descendo até o chão. Combinando os choques com o resfriamento, podemos começar a entender como uma nuvem pode adquirir a separação extrema de carga que é necessária para que um relâmpago ocorra.