No Säntis graças ao laser desviado pela primeira vez um raio

Por que escrever e falar sobre raios no inverno, quando tempestades e nuvens cúmulos estão longe de aparecer acima de nossas cabeças ou no horizonte?
Na verdade, o autor de um artigo de blog emocionante por MeteoSwiss ele não estava se referindo à atual temporada, mas à publicação dos resultados do um estudo na revista “Nature Photonics”.
E termina com uma novidade sensacional: o raio pode ser desviado em direção a um objeto desejado com a ajuda de um feixe de laser.

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Na meteorologia, o raio (também chamado de raio) é um fenômeno atmosférico ligado à eletricidade atmosférica que consiste em uma grande descarga elétrica, que ocorre entre dois corpos com uma grande diferença de potencial.
Os relâmpagos mais facilmente observados são aqueles entre nuvem e nuvem, mas aqueles entre nuvem e solo também são comuns.
Além disso, qualquer objeto suspenso na atmosfera pode desencadear um raio: de fato, raios foram observados entre nuvens, aviões e o solo.
Um caso particular são os chamados raios globulares no solo, ainda em estudo e pesquisa, mas que não tiveram uma relevância particular nos últimos tempos em Suíça.
O raio é descrito como uma única descarga, mas casos em que uma série de descargas ocorre em rápida sucessão são muito comuns.
Normalmente, o intervalo de tempo entre uma descarga e outra pode variar entre 5 e 500 milissegundos, e a série total pode durar até um segundo e meio.

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Uma grande diferença de velocidade entre os componentes do raio e do trovão

A atividade luminosa associada à descarga do raio é chamada de flash, enquanto a expansão do canal ionizado após a descarga gera uma onda de choque muito ruidosa, o trovão.
Um observador distante vê o raio visivelmente antes de ouvir o trovão, já que o som viaja muito mais devagar que a velocidade da luz (cerca de 1238 km por hora versus 300.000 km por segundo) e, portanto, perceberá um atraso de cerca de três segundos para cada quilômetro de distância do raio. .
A intensidade da corrente elétrica produzida por um raio varia tipicamente entre 10 e 200 quiloampères: mais especificamente, é uma coluna de gás ionizado ou plasma.
A diferença de potencial entre os raios depende do comprimento do raio: sabendo que o potencial de ruptura dielétrica do ar é de 3000 Volts/milímetro, um raio hipotético de 300 metros de comprimento será gerado por uma enorme voltagem.
Na realidade, o grande perigo de descargas atmosféricas deve-se, mais do que às altas tensões, à corrente que circula no canal de ar ionizado.
De fato, como o plasma é um excelente condutor de corrente, ele permite o fluxo de correntes típicas de milhares de Ampères.
Considere que cerca de 20 mA é suficiente para causar danos fisiológicos por eletrocussão.

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Um canal condutor de raios criado ao pé da torre de transmissão

Uma equipe de pesquisadores deUniversidade de Genebra investigou esta questão.
Säntis, o topo dos Pré-Alpes na fronteira entre os cantões de St. Gallen, Appenzell Innerrhoden e Appenzell Ausserrhoden, localizado a uma altitude de 2502 metros, foi escolhido como local de teste.
Do alto desta montanha é possível avistar seis países: Suíça, Alemanha, Liechtenstein, Áustria, França e Itália.
Um raio atinge o mastro de telecomunicações do Säntis cerca de 400 vezes por ano.
Isso resulta em uma das frequências de raios mais altas do mundo Suíça.

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A montanha ideal para realizar experimentos, com 124 metros de altura

Por esta razão, é particularmente indicada a realização de um estudo deste tipo sobre o Säntis.
Para isso, os pesquisadores instalaram um feixe de laser na base da torre de transmissão, que tem 124 metros de altura.
O feixe de laser é direcionado sobre o topo da torre em direção à nuvem de tempestade.
Ao longo desse feixe, as propriedades do ar são modificadas pelo laser de forma a criar um canal condutor para o raio.
O canal condutivo se desenvolve próximo ao próprio para-raios do Säntis (a parte superior da torre de telecomunicações) direcionando a descarga para o para-raios, descarregando-o posteriormente no solo.
Segundo os autores do estudo, durante o primeiro raio que ocorreu em conjunto com o uso do laser, observou-se que o raio poderia seguir o feixe de laser por quase 60 metros.

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Desde 2000 aumento das descargas elétricas no Napf e norte dos Alpes

MeteoSwiss tem dados de raios desde 2000.
Além de Säntis, um ligeiro aumento na atividade de trovoadas pode ser observado no lado norte dos Alpes, especialmente na Suíça Central e na região de Napf.
O Napf é uma montanha na fronteira entre os cantões de Berna e Lucerna.
Com uma altitude de 1.408 metros, é o cume do Napfgebiet, a região montanhosa de Berna e Lucerna.
É considerado geologicamente como parte do planalto suíço, embora às vezes seja considerado parte dos Alpes Emmental.

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Jean-Pierre Wolf: “A condutividade do ar é melhor do que os pára-raios de um quilômetro de altura…”

O objetivo do estudo é proteger infraestruturas críticas, como aeroportos, parques eólicos ou usinas nucleares, de raios.
Um pára-raios convencional tem um alcance limitado.
Ele forma um ponto de impacto para raios e conduz corrente elétrica ao solo.
Um feixe de laser pode penetrar mais fundo na nuvem e, assim, desviar o raio em direção a um pára-raios.
O físico autor do estudo, Jean Pierre Wolf, ele disse: “Para grandes estruturas, como aeroportos, seria necessário um para-raios com um quilômetro de altura. Foi então que surgiu a ideia de usar lasers para tornar o ar condutivo”.
O feixe de laser funciona em qualquer clima porque pode penetrar nuvens ou neblina.

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