Como Saber A Que Distancia Esta A Trovoada?

Como Saber A Que Distancia Esta A Trovoada?Raio em câmera lenta. Fonte: NOAA / Wikipedia

As chuvas prometem dar uma trégua esta semana em Belo Horizonte, mas Minas Gerais tem sofrido um bocado com o excesso de água nos últimos dias.

Além dos transtornos no trânsito, transbordamento de rios, alagamentos e enchentes, as chuvas também trazem outro fenômeno que deixa crianças e adultos de cabelo em pé: os relâmpagos e trovões!

Quando a tempestade está se aproximando, é comum que a gente ouça o trovão ao longe. Nem sempre conseguimos ver os relâmpagos. Mas logo o clarão e o barulho se aproximam e a impressão é que o raio vai cair dentro da nossa casa, não é mesmo?

Qual a diferença entre raio e relâmpago?

Na meteorologia, um raio pode ser definido como uma descarga elétrica atmosférica (DEA) de grande intensidade. Ele ocorre entre dois pontos eletricamente carregadas, que podem estar no interior de uma nuvem (intra-nuvem), entre nuvens (inter-nuvens) ou entre uma nuvem e a terra (nuvem-solo).

O raio não anda sozinho: ele vem acompanhado do relâmpago, que é uma intensa emissão de radiação eletromagnética, visível aos nossos olhos – é o clarão branco que ilumina até dentro de casa!

Junto do relâmpago vem também o trovão, aquele som estrondoso que faz tremer as janelas.

Como Saber A Que Distancia Esta A Trovoada?Foto de Gabriel Smith via Flickr 2.0

Mas dá pra saber a distância exata de um raio a partir do local onde estamos?

A distância exata, não. Mas é possível calcular a distância aproximada com as orientações abaixo.

  1. Fique atento para observar o intervalo de tempo entre o relâmpago (o clarão) e o trovão (o barulho);
  2. Conte a quantidade de segundos que você demora entre ver o relâmpago e ouvir o trovão;
  3. Divida o número de segundos por 3 para saber a resposta em quilômetros.
  4. O número final é a distância aproximada que o raio está de você!

A diferença entre quando você vê o relâmpago e quando você ouve o trovão ocorre porque o som viaja muito mais devagar do que a luz.

É claro que esse cálculo é só uma aproximação. Se conseguir calcular a distância de três ou mais raios, você pode tirar a média e chegar a uma distância mais correta.

Como Saber A Que Distancia Esta A Trovoada?Carros iluminam a rua molhada debaixo de chuva pesada. Viçosa-MG, Brasil. Foto: Mateus S. Figueiredo / Wikimedia Commons

Como se proteger durante uma tempestade?

  • Não fique na chuva, procure um abrigo seguro. Se não puder chegar rápido em casa, fique dentro de prédios fechados;
  • Se estiver dentro de um veículo, como carros e ônibus, a proteção é razoável. Mantenha os vidros fechados e evite encostar em objetos metálicos;
  • Não fique debaixo de árvores, principalmente daquelas que estão sozinhas em campos abertos. Afaste-se de torres metálicas, postes e cercas;
  • Não permaneça em campos abertos, piscinas, lagos e no mar.
  • Se estiver em casa, evite o uso de equipamentos ligados à rede elétrica e ao encanamento de água.

Clique na imagem e participe da nossa pesquisa:

Como Saber A Que Distancia Esta A Trovoada?

Aprenda a calcular a distância de um raio apenas cronometrando os segundos

Como Saber A Que Distancia Esta A Trovoada?

A madrugada foi de muita chuva com registros de raios de trovões na Capital (Foto: WhatsApp O POVO)

A madrugada em Fortaleza virou assunto do momento no Brasil no Twitter, após boa parte dos fortalezenses ficarem acordados comentando os raios e trovões que acompanharam a forte chuva desta terça-feira, 21, Dia de Tirandentes. 

A previsão do tempo da Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (Funceme) indica que esta terça-feira e quarta-feira serão dias com nebulosidade variável e eventos de chuva em todo o Estado. Com tanta nuvem no céu, existe a possibilidade de os cearenses terem mais alguns sustos com os relâmpagos.

Isso porquê, segundo a gerente de meteorologia da Funceme Meiry Sakamoto, os raios se formam pelo excesso de cargas elétricas positivas ou negativas nas nuvens do tipo cumulonimbus. “O raio é um meio de desfazer a tensão por meio da transmissão de eletricidade”, explicou em entrevista à Rádio O POVO/CBN na manhã desta terça-feira, 21. 

Esses raios podem acontecer dentro das próprias nuvens, entre nuvens diferentes, entre nuvens e o ar e até entre nuvens e o solo. “Os mais brilhantes são justamente aqueles em que uma nuvem fica eletricamente conectada ao chão”, comenta. E medos à parte, as descargas elétricas fazem um show ao ilustrar os céus noturnos. Confira imagens:

Foi você Thor? Após madrugada de raios e trovões em Fortaleza, chove em 44 municípios do Ceará: https://t.co/hPkKwKMyp2 pic.twitter.com/O4ey3ggTuM

— opovoonline (@opovoonline) April 21, 2020

 Já os trovões são o barulho do deslocamento de enormes massas de ar, causado pelo aquecimento rápido do ar em torno dos raios. Ou seja, à luz (eletricidade) se dá o nome de raio, e ao barulho, trovão. O mais interessante é que é possível calcular a distância de um raio a partir do tempo entre os dois.

Para isso, basta contar os segundos a partir do momento em que se viu o raio até o momento em que se ouviu o trovão. Afinal, a luz viaja mais rápido que o som. Depois, multiplique o tempo em segundos por 340. “Lembrando que a velocidade do som é de cerca de 340 metros por segundo”, elucida Meyri.

“Vamos supor que, entre ver o raio e ouvir o trovão, se passaram três segundos. Então, fazendo o cálculo três vezes 340, obtemos 1.020. Ou seja, 1.020 metros. O que significa que a nuvem cumulonimbus estava a um pouco mais de um quilômetro de você.”

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Trovoada

As trovoadas são acontecimentos, um tão pouco raros, que ocorrem quando o ar quente e húmido ascende em pouco tempo, e têm como aviso o céu bastante negro(nuvens do tipo cúmulos-nimbos). Apesar da relativa amenidade do nosso clima, o acontecimento inevitável e ás vezes súbito de alterações meteorológica pode atingir mais ou menos gravemente pessoas e bens.

Como Saber A Que Distancia Esta A Trovoada?

Dentro das nuvens, bruscas correntes de ar geram fricção entre gotas de água e gelo, levando à formação e ao aglomeração de electricidade estática.

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No topo das nuvens acumulam-se as cargas eléctricas positivas e na zona inferior as negativas. Quando a acumulação de cargas negativas atinge um valor elevado, gera-se uma descarga eléctrica sobre a aparência de raios (visíveis como relâmpagos luminosos) dirigidos para a área superior da nuvem ou mesmo para o solo.

Os raios aquecem instantaneamente o ar e o vapor no seu percurso, obrigando-os a uma expansão brusca, seguida de rápido arrefecimento e contracção. Este aquecimento é tal que origina uma violenta explosão, ouvindo-se então o trovão.

Como o som e a luz viajam a velocidades diferentes, um observador posicionado a alguma distância da tempestade vê o relâmpago uns segundos antes de ouvir o trovão.

Os raios tomam sempre o caminho mais rápido para o solo e frequentemente isso implica a passagem através de objetos altos isolados na paisagem, como por exemplo árvores, casas ou mesmo pessoas. Para prevenir ou diminuir os efeitos desta situação, assegura-te que estás sempre informado sobre a previsão do tempo e cumpre as medidas de segurança, para este caso.

Qual a origem do trovão?

Quando a quantidade de eletricidade é muita, salta de uma nuvem para outra ou salta da nuvem para a terra. Esta última situação é bastante perigosa.

Nesta altura, verificam-se no interior da nuvem precipitações de chuva, neve e até granizo – em tal quantidade que criam efetivamente poderosas correntes descendentes de ar frio a partir de altitudes elevadas.

Em pouco tempo, relâmpagos fulgurantes raiam os céus, ecoam trovões nas colinas e a terra fica alagada por bátegas de água provocadas pela colisão das correntes de ar ascendente e descendentes no interior da nuvem.

Como acontece?

Uma tempestade tem o seu início quando começam a formar-se nuvens em resultado de uma forte massa ascendente de ar quente e húmido numa área instável da atmosfera.

A humidade condensa-se à medida que a nuvem aumenta de dimensões e se eleva até atingir altitudes de 12000 m ou superiores.

Nesta altura, verificam-se no interior da nuvem precipitações de chuva, neve e até granizo – em tal quantidade que criam efetivamente poderosas correntes descendentes de ar frio a partir de altitudes elevadas.

Em pouco tempo, relâmpagos fulgurantes raiam os céus, ecoam trovões nas colinas e a terra fica alagada por pancadas de chuva provocadas pela colisão das correntes de ar ascendente e descendentes no interior da nuvem.

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.

Instituto Português do Mar e da Atmosfera

Como se determina a que distância está uma trovoada ?É possível determinar a distância a que está uma trovoada, medindo o intervalo de tempo entre a ocorrência do relâmpago e o instante em que se ouve o trovão. Como a velocidade da luz é de aproximadamente 300 000 000 m/s, o relâmpago é visível quase “instantaneamente”.

Contudo, como a velocidade do som no ar é substancialmente menor (340 m/s), o trovão não se ouve em simultâneo. …  (Saber mais.)Porque o céu é azul ?A cor azul do céu é explicada pelo fenómeno de dispersão da luz nas moléculas de ar que compõem a atmosfera.

Leia também:  Como Saber Quando Mudar De Mudança?

Como estas moléculas têm um diâmetro muito inferior ao comprimento de onda da radiação visível, a dispersão é mais favorecida para os pequenos comprimentos de onda (zona azul do espectro visível), num regime que se designa por dispersão de Rayleigh.  …  (Saber mais.

)Porque existe o arco-íris ?O arco-íris é um fenómeno luminoso (fotometeoro) que pode ser observado quando o sol (ou a lua) se encontra nas costas do observador e exista chuva, chuvisco ou nevoeiro na direção observada.

Os raios de luz solar (ou lunar) sofrem refração nas gotas de chuva, sendo o ângulo de refração uma função do comprimento de onda da luz. Após a refração, uma parte dos raios de luz sofre uma ou duas reflexões na face interna das gotas, e de seguida, uma segunda refração na direção do observador. …  (Saber mais.

)O que é uma tromba de água ?

Uma tromba de água é um fenómeno meteorológico que consiste num turbilhão de vento, muitas vezes
violento, cuja presença se manifesta por uma coluna nebulosa ou cone nebuloso invertido em forma de
funil que emerge da base de um cumulonimbo, e por um tufo constituído por gotículas de água
levantadas da superfície do mar.

Em linguagem popular é frequente usar-se o termo tromba de água de forma errada, em
particular, para definir um episódio de precipitação forte. Na realidade, poderá ocorrer
precipitação forte associada a uma tromba de água, mas são dois fenómenos distintos.

O que se denomina de poalha?

Conjunto de gotículas aquosas arrancadas pelo vento de uma superfície muito extensa de água,
geralmente das cristas das ondas, e transportadas a pequena distância na atmosfera.

As ondas de superfície resultam da acção do vento sobre o oceano?As ondas de superfície correspondem a um fenómeno de interação entre o oceano e a atmosfera, cuja geração resulta diretamente da ação do vento. A altura e velocidade das ondas dependem da intensidade e persistência do vento e da área de atuação do vento. …  (Saber mais.)Quantas trovoadas ocorrem num ano? Quanto tempo duram?

  • As trovoadas estão associadas a nuvens de desenvolvimento vertical, em regra cumulonimbus ou
    altocumulus castellanus, e ocorrem cerca de 20 milhões por ano em todo o mundo.
  •  – Diâmetro típico de uma trovoada: 15 a 25Km;
     – Extensão vertical: 10 a 15Km;
  •  – Duração: 1 a 2 horas.

O que quer dizer 10mm de precipitação?

Dez milímetros de precipitação significa que, num determinado período de tempo e num dado local,
caíram 10 litros de precipitação numa área de 1 metro 2.

O que fazer quando somos surpreendidos por uma trovoada e nos encontramos no exterior?O ideal será encontrar refúgio numa casa ou num carro. Se não for possível deveremos afastar-nos de árvores isoladas e de locais elevados, uma vez que o raio atinge preferencialmente, ou mais frequentemente, os pontos mais altos de uma determinada zona. …  (Saber mais.)

Trovoada – Wikipédia, a enciclopédia livre

Esta página cita fontes confiáveis, mas que não cobrem todo o conteúdo. Ajude a inserir referências. Conteúdo não verificável poderá ser removido.—Encontre fontes: Google (notícias, livros e acadêmico) (Janeiro de 2016)

Trovoada no Garajau, Ilha da Madeira
Tempestade de verão na floresta

Uma trovoada é a situação meteorológica caracterizada pela presença de raios e seu efeito acústico na atmosfera terrestre conhecida por trovão.[1]

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 cumulonimbus isolados com grande desenvolvimento vertical (podendo ir até 10 ou 18 mil metros de altitude) alimentado pelas correntes ascendentes de ar.

As trovoadas podem-se formar no interior das massas de ar (a partir da elevação do ar por convecção – comum em terra nas tardes 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.

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 direcção à superfície e correspondem à libertação de energia devida à diferença de carga entre as partículas.

Qual a origem do trovão?

Os trovões são os ruídos que os raios fazem quando atravessam o ar.

Durante uma trovoada geram-se descargas eléctricas 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.

Nas proximidades do ponto de contacto 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.

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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.

Ver também

  • Tempestade de massa de ar

Referências

  1. ↑ National Weather Service (21 de abril de 2005). «Weather Glossary – T» (em inglês). National Oceanic and Atmospheric Administration. Consultado em 24 de fevereiro de 2012 
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  • d
  • e

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Velocidade da Luz x Velocidade do Som

Em períodos de festa junina, os fogos de artifício são muito utilizados pelos foliões, que comemoram suas devoções com os estrondos e a luminosidade desses “foguetes”.

O estouro do foguete produz uma luz e um som. Dessa forma, se estamos a certa distância do local da festa, conseguimos ver a luz dos fogos de artifício e, em seguida, escutamos som da explosão desses artefatos.

Em uma tempestade, antes de ouvirmos o barulho do trovão, vemos o clarão do relâmpago. Por que vemos primeiro a luz e somente depois ouvimos o som?

Velocidade da luz e velocidade do som

Isso acontece porque a velocidade da luz é muito superior à velocidade do som. A velocidade da luz é de aproximadamente 300.000 Km/s, e a velocidade do som atinge cerca de 340 m/s (1224 Km/h). O barulho do trovão é uma onda sonora produzida pelo movimento das descargas elétricas na atmosfera, que pode acontecer de três maneiras:

  • Entre nuvem e solo;
  • Entre solo e nuvem e
  • Entre nuvens.

Um cálculo simples para saber o local aproximado das descargas elétricas pode ser realizado da seguinte forma:

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Marque o tempo entre a luminosidade do raio e o som do trovão. Vamos supor que decorram três segundos entre a descarga elétrica e o trovão.

Multiplique o tempo pela velocidade do som: 3 x 340 = 1020.

Podemos constatar, então, que a interação das cargas elétricas ocorreu a uma distância de 1020 metros do observador.

Aplicação Um grupo de soldados do exército está acampado em uma reserva ecológica.

O sargento do grupo realizou o seguinte treinamento: utilizando um rádio amador, contactou outra equipe a vários metros de distância e ordenou que um foguete fosse lançado para cima.

O tempo transcorrido entre a luz e o som foi de seis segundos. A equipe do sargento deverá orientar-se pelo foguete e determinar a distância aproximada do outro grupo. Como eles deverão fazer isso?

  • Solução:
  • Partindo da ideia da velocidade do som, eles poderão marcar o tempo entre a luz do foguete e o som, que foi de seis segundos, e multiplicar esse tempo pela velocidade do som.
  • 6 x 340 = 2040 metros
  • A outra equipe, portanto, está a uma distância de 2040 metros.
  • Por Luiz Paulo Moreira
  • Graduado em Matemática

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