Cientistas recolhem provas dos jatos invertidos lançados pelo relâmpagos

Propagou-se desde as nuvens com uma altitude máxima de muro de oito quilómetros até altitudes muro de dez vezes superiores a essa fundura.

Uma das forças mais poderosas e fascinantes da natureza nasce das tempestades: grandes fendas de luz que iluminam os céus, atirando grandes quantidades de eletricidade para a atmosfera circundante, atingindo o soalho (de preferência) sempre que levante o atinge. Ou é mal normalmente pensamos nos relâmpagos.

Mas o maravilha tem outra forma de se manifestar, só recentemente revelada: por vezes, o relâmpago irrompe para cima a partir das nuvens, chicoteando para a estratosfera num tremendo “jato” azul de eletricidade. Até agora, os cientistas pouco conseguiram saber sobre levante maravilha, para além de ser imprevisível e ocorrer fora da visão da maioria das pessoas, isto é, supra de uma classe de nuvens de tempestade.

No entanto, a investigação sobre o tema recebeu um progresso significativo, graças a um pesquisador cidadão, que conseguiu um registo desses jatos gigantes supra das nuvens durante uma tempestade em Oklahoma em 2018. Juntamente com dados recolhidos por outros instrumentos, os cientistas puderam estudá-lo em pormenor em três dimensões. O resultado deste intercepção dá-nos novos detalhes sobre o estranho maravilha — contribuindo para uma melhor compreensão de porquê e porque acontece.

“Conseguimos mapear levante jato gigantesco em três dimensões com dados realmente de subida qualidade”, descreveu o físico e engenheiro Levi Boggs do Georgia Tech Research Institute. “Conseguimos ver fontes de muito subida frequência (VHF) supra do topo da nuvem, alguma coisa que não tinham sido vistas antes com levante nível de pormenor. Utilizando dados de satélite e radar, pudemos saber onde se encontrava a segmento muito quente do líder da descarga supra da nuvem”.

Tomado numa câmara Watec de baixa luminosidade na noite de 14 de maio de 2018, o jato de raios era enorme, uma descarga claramente visível nas filmagens captadas. Quando Boggs soube da existência das mesmas, foi imediatamente à procura de dados de outros instrumentos que pudessem ter tomado o evento. E teve sorte.

O relâmpago estava no ângulo e tinha sido registado por um sistema de mapeamento de raios VHF próximo. Esta riqueza de dados fez com que Boggs e os seus colegas pudessem conduzir uma estudo aprofundada reconstruindo as complexidades do parafuso.

“O veste de o gigantesco relâmpago ter sido detetado por vários sistemas, incluindo o Lightning Mapping Array e dois instrumentos de raios óticos geoestacionários, foi um facto único e dá-nos muito mais informação sobre jatos gigantescos”, disse o físico e engenheiro Doug Mach da Associação de Investigação Espacial das Universidades (USRA).

“Mais importante, esta é provavelmente a primeira vez que um relâmpago gigantesco foi mapeado tridimensionalmente supra das nuvens com o conjunto de instrumentos de Geostationary Lightning Mapper (GLM)”.

Os dados revelaram que o jacto era, verdadeiramente, um colosso. Propagou-se desde as nuvens com uma altitude máxima de muro de 8 quilómetros até altitudes muro de dez vezes superiores a essa fundura, quase até à risca de Kármán, onde a atmosfera da Terreno termina e o espaço exterior começa.

Ao fazê-lo, transportou muro de 300 coulombs de trouxa elétrica para a atmosfera superior; um relâmpago típico de nuvem a nuvem ou de nuvem a terreno somente transporta muro de 5 coulombs. A equipa pôde também verificar que os líderes – os canais de ar ionizado ao longo dos quais a descarga de raios pode ser vista – estavam extremamente quentes, mais de 4.700 graus Celsius. Entretanto, os pequenos feixes de plasma eram significativamente mais frios, muro de 200 graus Celsius.

Estas serpentinas começaram a propagar-se logo supra do topo da nuvem, que a equipa encontrou, viajando para a ionosfera subordinado, a uma altitude de muro de 80 quilómetros. Isto cria uma relação elétrica entre o topo das nuvens e a ionosfera, transferindo uma trouxa negativa a uma taxa de milhares de amperes por segundo.

Os diferentes instrumentos revelaram que a componente ótica do jato permaneceu relativamente próxima do topo da nuvem, a uma altitude de 15 a 20 quilómetros. A emissão de VHF, todavia, foi detetada muito mais elevada, a altitudes de 22 a 45 quilómetros.

“Os sinais VHF e óticos confirmaram definitivamente o que os investigadores tinham suspeitado, mas ainda não provado, que o rádio VHF proveniente de raios é emitido por pequenas estruturas chamadas streamers que se encontram na ponta do relâmpago em desenvolvimento, enquanto a manante elétrica mais possante flui significativamente detrás desta ponta num via condutor de eletricidade chamado líder”, explanou o engenheiro Steve Cummer da Duke University.

No entanto, ainda subsistem muitas questões. Ainda não é evidente porque é que os jactos disparam para cima quando a maioria dos relâmpagos são dirigidos para reles, ou para os lados. Os investigadores acreditam que pode possuir alguma coisa a bloquear o relâmpago de viajar para reles ou em direção a outras nuvens.

Embora a tempestade de Oklahoma não fosse o tipo habitual associado aos jatos, uma vez que ocorreu em altas latitudes, e não nos trópicos, e ocorreu numa fundura invulgar do ano, poderia dar uma pista cá. Observou-se muito pouco relâmpago para reles antes da libertação do jacto gigante. “Por qualquer razão, há normalmente uma supressão de descargas nuvem-terra”, explicou Boggs à Science Alert.

“Há uma aglomeração de trouxa negativa, e depois pensamos que as condições no topo da tempestade enfraquecem a classe de trouxa mais subida, que normalmente é positiva. Na pouquidade das descargas atmosféricas que normalmente vemos, o gigantesco jacto pode serenar a aglomeração de trouxa negativa em excesso na nuvem”.