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A interação direta entre relâmpagos e os misteriosos red sprites

O que são sprites vermelhos? São fenómenos elétricos especiais, ainda pouco conhecidos e pouco estudados, gerados acima de trovoadas particularmente intensas. Conheça aqui algumas informações!

Red sprite e jato azul captado por uma câmara fotográfica automática Observatório Internacional Gemini, a 4.200 metros (13.800 pés) acima de Mauna Kea, Havai. Autor: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/A. Smith.

Os sprites vermelhos, conhecidos no mundo científico como espectros vermelhos, são um fenómeno elétrico atmosférico, pouco conhecido e pouco estudado, gerado acima de uma enorme nuvem de tempestade. Ocorre nas camadas superiores da atmosfera, mesmo até 80 km de altitude, mais precisamente acima das nuvens de tempestade cumulonimbus, associadas à ionização do ar.

Porque é que é tão difícil observá-los?

São difíceis de observar a olho nu devido à sua curtíssima duração, na ordem de uma fração de segundo. Por esta razão, não são facilmente observáveis sem os instrumentos adequados. Os espectros vermelhos também foram fotografados várias vezes em Itália, embora, como já foi explicado, seja muito difícil observá-los. É por isso que são considerados fenómenos verdadeiramente raros.

O que são red sprites?

O nome inglês red sprite vem do acrónimo de Stratospheric mesospheric Perturbations Resulting from Intense Thunderstorm Electrification. Basicamente, são verdadeiras perturbações que se desenvolvem entre a estratosfera e a mesosfera, alimentadas por relâmpagos intensos produzidos por tempestades.

Desenvolvem-se na camadas superiores da atmosfera, na mesosfera. Portanto, estão muitos quilómetros acima das nossas cabeças, entre 50 e 90 km, e ocorrem acima das células de tempestade.

Existe uma explicação para a sua origem?

Quando um raio atinge o solo (raio nuvem-solo) transferindo para este último uma carga positiva, deixa o ápice da nuvem carregada negativamente. Depois, se se acumular suficiente carga negativa neste ápice, é dada uma descarga elétrica à ionosfera sobrejacente, resultando num espectro vermelho.

Este fenómeno fascinante tem uma duração curtíssima, estamos a falar de muito poucos milésimos de segundo, cerca de 10-20 milésimos de segundo. Praticamente o piscar de um olho. A sua coloração é frequentemente avermelhada, mas pode assumir tonalidades que tendem para o roxo e azul. Neste caso, são chamados blue jets. Isto deve-se à forte presença de azoto, cujas moléculas excitadas se tornam visíveis nesse espectro de cores.

De acordo com uma das teorias mais amplamente aceites no mundo científico, os espectros vermelhos formam-se quando uma descarga elétrica violenta de um raio atinge a superfície da terra. São bolhas de ar ionizado que são lançadas acima da nuvem de tempestade até cerca de 80-90 quilómetros, para a mesosfera, e depois voltam para baixo, movendo-se a um décimo da velocidade da luz.

Todo o processo demora apenas 20 milissegundos. Os espectros vermelhos são plasma "frio": são muito mais parecidos com descargas de tubos fluorescentes do que descargas atmosféricas, porque o mecanismo que os desencadeia é diferente.

As várias formas de espectros vermelhos

Os sprites podem ter três formas diferentes: medusa, coluna ou cenoura. Tal como explicado acima, é muito difícil fotografá-los ou até mesmo detetá-los a olho nu porque podem formar-se a altitudes muito elevadas na atmosfera e são frequentemente cobertos por nuvens de tempestade.

Contudo, nos últimos anos, foram desenvolvidos instrumentos sofisticados que permitem uma observação mais precisa do fenómeno, tais como câmaras de alta velocidade capazes de filmar 10.000 fotogramas por segundo.