Los rayos

Los rayos aparecen normalmente en nubes cumuliformes de gran desarrollo vertical. En este tipo de nubes el agua es arrastrada por corrientes verticales, muy fuertes en las nubes de tormenta. Estos movimientos causan fricciones, choques y fragmentaciones de las partículas de agua; así se crea el campo eléctrico en la nube (cargas positivas en la cima y la base de la nube, negativas en su centro).

Cuando en algunas partes de la nube se alcanzan valores de ruptura del potencial eléctrico se producen descargas eléctricas dentro de la misma nube o entre la nube y el suelo, en millonésimas de segundo. La descarga eleva la temperatura del aire del canal ionizado a mas de 25.000 grados centígrados durante el relámpago. El aire caliente se expande explosivamente, produciendo la onda de choque que percibimos como un estallido: el trueno.

Cada rayo consta de varias descargas intermitentes. El proceso se inicia en la parte baja de la nube, entre la región de carga positiva y la de negativa, mediante una descarga invisible denominada descarga guía, que consta de varias etapas, cada una de alrededor de 1 microsegundo, con interrupciones de unos 50 microsegundos. En cada etapa, la descarga, consistente en una avalancha de electrones libres que ionizan el aire por colisión, avanza unos 50 metros en dirección al suelo. esta descarga guía es ramificada, y a medida que se acerca al suelo, éste aumenta su carga positiva por inducción, de manera que cuando faltan menos de 100 m para el suelo, parte a su encuentro desde el suelo, y por los objetos más puntiagudos una corriente positiva.

Tras este primer contacto, fluye hacia el suelo un gran número de electrones, y se observa un destello luminoso que se propaga de abajo hacia arriba por el camino marcado por la descarga guía, denominado descarga de retorno. Debido a la gran rapidez del destello ascendente la totalidad del canal ramificado parece brillar simultáneamente.

La mayoría de rayos consta de 3 0 4 descargas separadas un tiempo de unos 50 milisegundos en total. En total se elimina una carga de unos 20 Coulombs. Mientras siguen los procesos de generación de carga (fricciones y choques de las gotas de agua), se van produciendo nuevos rayos.

La corriente eléctrica en un rayo es del orden de diez a veinte mil amperios, o más. Las ramificaciones de los rayos son producidas por descargas de bolsas de aire electrificadas alrededor del canal principal. A veces, debido a fuertes vientos, el canal se ve como una cinta, y no una sola línea.

Los rayos pueden producirse del suelo a la nube, de la nube al suelo, entre dos nubes o dentro de una misma nube, sin tocar el suelo. Un rayo dentro de la nube parece como si la nube se iluminara en su interior. Las protuberancias verticales del terreno, como árboles solitarios, antenas, montañas, campanarios, acortan el camino de la descarga. En áreas sin relieve predominante, la descarga puede ocurrir en cualquier lado, favoreciendo los puntos que destaquen.