RECURSOS
Compreender as tempestades e os raios
Como se formam as tempestades e os raios e como a METEORAGE os deteta?
Partilhamos todo o nosso conhecimento que aperfeiçoamos continuamente desde 1987, desde a formação das tempestades até a deteção dos raios.
365 dias de tempestade no mundo, 350 anualmente na Europa
Todos os dias, são detetados em média 7 milhões de relâmpagos, 10% dos quais atingem o solo. O relâmpago, uma descarga elétrica que pode atingir 200 000 amperes, procura sempre o caminho mais curto entre a nuvem e o solo. Os objetos condutores pontiagudos são, portanto, os preferidos dos raios.
Certos locais e sítios estão mais expostos devido à sua configuração e altura: monumentos, torres, turbinas eólicas etc. Por isso, um raio pode cair várias vezes nos mesmos lugares!
Com as alterações climáticas, a gravidade das tempestades tem aumentado e as temporadas de tempestades são mais longas. Contrariamente ao que se pensa, a atividade de tempestades também acontece no inverno. Os relâmpagos são detetados com amplitudes elevadas apesar da baixa densidade de queda de raios.
Danos consideráveis
Os raios são essenciais à vida pois mantêm o campo elétrico do nosso planeta. Mas este fenómeno natural com o qual temos de conviver representa uma fonte de risco grave.
Todos os anos, as tempestades e os raios são responsáveis por mais de 20 000 mortes na Terra.
Os raios são também responsáveis por prejuízos diretos e indiretos em empresas e infraestruturas, provocando incêndios, que incluem incêndios florestais, acidentes industriais, destruição de equipamentos, danos elétricos, falhas de antenas de telemóveis etc.
Monumentos regularmente atingidos por raios:
(número de impactos nos últimos 10 anos)
37
Torre Eiffel
68
Torre de televisão de Berlim
230
Edifício Empire State
1874
Pico do Midi de Bigorre
Tipos de atividades exercidas pelas vítimas de raios na Europa, entre 2010 e 2020
Fonte: Análise de 10 anos de acidentes em pessoas causados por raios em França e na Europa (https://lameteorologie.fr/issues/2022/116/meteo_2022_116_27)
– Artigo em francês.
A maioria das tempestades pode ser antecipada e não é súbita
Nove em cada dez tempestades são previsíveis, nomeadamente no que diz respeito à sua evolução na hora que segue. Os acidentes devem-se frequentemente à falta de antecipação, ou mesmo de vigilância, face à chegada de uma tempestade.
Segundo um estudo que analisou os acidentes causados por raios nos últimos dez anos na Europa, 60% das vítimas estavam envolvidas em atividades de lazer ao ar livre e 20% dos acidentes ocorreram no local de trabalho. A maioria dos acidentes ocorreu fora dos períodos de maior risco (durante os alertas laranja/vermelho emitidos pelos serviços meteorológicos nacionais).
Descubra o estudo de acidentologia (artigo em francês) ou no sítio La Météorologie.
A meteorologia das tempestades
A formação da nuvem de tempestade cúmulo-nimbo
O ar quente e húmido perto do solo sobe para a atmosfera, um processo conhecido como convecção.
Este ar húmido condensa-se em altitudes mais elevadas e forma uma nuvem.
A nuvem cúmulos dá origem à cúmulo-nimbo, a nuvem da tempestade. Esta nuvem é constituída por gotículas de chuva e depois por partículas sólidas.
Os choques entre estas partículas provocam a eletrificação da nuvem de tempestade.
As cargas elétricas distribuem-se por 3 níveis sobrepostos.
Os relâmpagos ocorrem entre duas zonas de cargas opostas.
Existem 3 tipos principais de relâmpagos:
-
- nuvem-solo,
- intra-nuvem,
- inter-nuvem.
As correntes elétricas que circulam nos canais ionizados emitem ondas eletromagnéticas.
Os 4 principais tipos de tempestade
De calor
São tempestades que se formam principalmente por convecção em zonas onde existe um forte gradiente vertical de temperatura.
São mais difíceis de prever porque dependem de forçamentos locais.
Tempestades de calor na Europa em 25 de maio de 2023:
Pré-frontal
São as tempestades mais frequentes e de grande escala nas latitudes europeias que podem atingir centenas de quilómetros.
As tempestades frontais são mais fáceis de antecipar devido à sua configuração linear, com uma direção geralmente sudoeste/noroeste.
Tempestades frontais na Europa em 19 de junho de 2022:
Massa de ar frio
Tempestades que ocorrem atrás de uma frente fria, numa massa de ar frio e muito desorganizada. O ar muito frio em altitude permite a convecção e o desenvolvimento destas tempestades.
São difíceis de antecipar porque o seu desencadeamento é aleatório, em comparação com as tempestades pré-frontais.
Tempestades convectivas na Europa em 2 de novembro de 2023:
Orográfica
Tempestades isoladas que se formam frequentemente de forma muito rápida nas zonas montanhosas (Alpes, Apeninos, Pirenéus etc.).
Estas tempestades ocorrem quando um sistema de forçamento orográfico intervém e obriga o ar a subir e a condensar-se, dando origem a nuvens cúmulos-nimbo.
São mais fáceis de antecipar.
Tempestades orográficas na Europa em 6 de agosto de 2022:
A formação de relâmpagos nuvem-solo (CG)
descendentes negativos
Para produzir um relâmpago, é necessário um campo elétrico suficientemente forte para fazer com que o ar se torne condutor.
A estrutura de um relâmpago nuvem-solo (CG)
Análise de um relâmpago nuvem-solo composto por 2 pontos de contacto e 4 arcos de retorno:
- Um relâmpago nuvem-solo (CG) pode produzir um ou mais canais ionizados que ligam a nuvem ao solo.
- As correntes elétricas que circulam através desses canais ionizados emitem sinais radioelétricos.
- A terminação de um canal é chamada “ponto de contacto“.
- Um canal é atravessado por um ou mais impulsos de corrente chamados “arcos de retorno“.
*De acordo com a polaridade da carga na nuvem que iniciou o precursor.
Tipos de sinais radioelétricos de relâmpagos nuvem-solo (CG) e sua deteção
Um relâmpago é constituído por uma série de processos elétricos.
O arco de retorno emite sinais eletromagnéticos e irradia nos seguintes espectros:
- VLF (very low frequency), ondas atmosféricas de muito baixa frequência,
- LF (low frequency), ondas terrestres de baixa frequência,
- visível.
Deteção de relâmpagos nuvem-solo (CG)pelas redes METEORAGE (ELDN) e GLD360:
Funcionamento da localização pela rede de raios
Os sensores Vaisala utilizados pela nossa rede europeia de deteção de raios transmitem 2 parâmetros de localização para cada relâmpago:
- o tempo de chegada,
- e o ângulo de chegada.
Graças ao método IMPACT, a rede combina estes 2 parâmetros para otimizar o cálculo da localização e obter uma melhor qualidade de dados do que os das redes de deteção tradicionais que utilizam apenas o tempo de chegada.
Expanda os seus conhecimentos sobre a meteorologia dos raios
Assista ao nosso webinar
“Introduction to lightning Meteorology | The lightning dataset in meteorological applications”
(unicamente em inglês).
Quantos relâmpagos atingiram o seu país
nos últimos 3 anos?
Registos dosúltimos 10 anos
Top 3 des pays les plus foudroyés (en densité de foudroiement**) :
Italie, Suisse, France.
Top 3 des mois les plus foudroyés (en éclairs nuage-sol) :
août 2018 (760 000 éclairs nuage-sol),
août 2022
mai 2018
Top 3 des journées les plus foudroyées :
09 août 2018 (84 000 éclairs nuage-sol),
27 mai 2018 (76 000 éclairs nuage-sol)
