A física em alguns fenômenos da natureza
Formação
Na formação da nuvem, ocorrem ciclos de estado da água, que ascende até o topo da nuvem, passa para forma de gelo (incluindo neve e granizo), caindo e voltando para o estado líquido. Neste ciclo ocorre a troca de cargas entre as partículas de água, havendo desequilíbrio e concentrações. Notavelmente observa-se um centro de cargas negativas na parte inferior da nuvem, seguido por um centro de cargas positivas na parte central.
Em um limiar de concentração de cargas, e consequentemente a concentração de campo elétrico, ocorre o efeito de avalanche de Townsend (fenômeno da reação em cadei de elétrons e uma região de alto campo elétrico em um gás e, através deste fenômeno o gás é ionizado, possibilitando a condução de carga elétrica, formando um novo centro de codução de elétrons). A ionização propaga-se em direção ao solo, tendo o nome de precursor descendente. Ás vezes, as cargas elétricas do solo serão induzidas, no qual formarão um processo similar de ionização, chamado de precursor ascendente.
Eventualmente os precursores ascendente e descendente se encontrarão, fechando desta forma um circuito elétrico entre nuvem e solo. Neste instante ocorre a fase intensa da descarga, no qual o canal será violentamente aquecido, transformando-se em plasma, elevando desta forma sua condutividade elétrica e possibilitando sustentar a corrente elétrica.
É comum a ocorrência de novos impulsos pelo mesmo canal de descarga, após um intervalo da ordem de 10 milésimo de segundos. A duração total da descarga, entre impulsos e intervalos, pode chegar a 1 s.
Parte da energia dos raios é consumida na formação do ozônio, na qual 3 moléculas de oxigênio se unem para formar duas de ozônio. Basicamente toda camada de ozônio existente em volta do planeta foi formada utilizando-se da energia dos raios (plasma).
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