Descubren con ayuda de grabaciones a cámara superlenta por qué los rayos se ramifican y parpadean

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Investigadores del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (INPE) de Brasil, en asociación con colegas de Estados Unidos, Reino Unido y Sudáfrica, registraron por primera vez la formación y ramificación de estructuras luminosas por rayos.

Al analizar las imágenes capturadas por una cámara superlenta, descubrieron por qué los rayos se bifurcan y, a veces, forman estructuras luminosas que el ojo humano interpreta como parpadeos.

Un artículo que describe sus resultados se publica en Scientific Reports.

“Logramos obtener la primera observación óptica de estos fenómenos y encontrar una posible explicación para la ramificación y el parpadeo”, dijo Marcelo Magalhães Fares Saba, investigador principal del proyecto.

Saba es investigadora del Grupo de Electricidad Atmosférica (ELAT) del INPE.

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Los investigadores utilizaron cámaras de video digitales de ultra alta velocidad para grabar más de 200 destellos ascendentes durante las tormentas eléctricas de verano en la ciudad de São Paulo (Brasil) y Rapid City, Dakota del Sur (EE. UU.) entre 2008 y 2019.

Los rayos ascendentes comienzan desde lo alto de un alto edificio u otra estructura basada en el suelo y se propagan hacia la nube suprayacente.

Los destellos ascendentes que registraron fueron provocados por descargas de rayos de nube a tierra con carga positiva, que son mucho más comunes, como lo describe el mismo grupo de investigación del INPE en un estudio anterior (leer más en: https://agencia.fapesp.br / 31947).

“Los rayos ascendentes se originan en la parte superior de una torre o en el pararrayos de un rascacielos, por ejemplo, cuando el campo eléctrico de la tormenta se ve perturbado por una descarga de nube a tierra a una distancia de hasta 60 kilómetros”, dijo Saba.

Aunque las condiciones del estudio fueron muy similares en Brasil y Estados Unidos, se observaron estructuras luminosas en solo tres destellos ascendentes, registrados en Estados Unidos.

Estos se formaron por una descarga líder positiva que se propagó hacia la base de la nube.

“La ventaja de grabar imágenes de rayos ascendentes es que nos permiten ver la trayectoria completa de estos líderes positivos desde el suelo hasta la base de las nubes. Una vez dentro de la nube, ya no se pueden ver ”, dijo Saba.

Los investigadores encontraron que a veces se forma una descarga de baja luminosidad con una estructura que se asemeja a un pincel en la punta del líder positivo.

“Observamos que esta descarga, a menudo conocida como cepillo de corona, puede cambiar de dirección, dividirse en dos y definir la trayectoria del rayo y cómo se ramifica”, dijo Saba.

Cuando un destello ascendente se ramifica con éxito, puede avanzar hacia la izquierda o hacia la derecha.

Cuando falla la ramificación, el cepillo de corona puede dar lugar a segmentos muy cortos tan brillantes como el propio líder.

Estos segmentos aparecen por primera vez milisegundos después de que el cepillo de corona se divide y pulsan a medida que el líder se propaga hacia la base de la nube, según muestran los videos.

“Los parpadeos son intentos fallidos recurrentes de iniciar una rama“, dijo Saba, y agregó que los parpadeos pueden explicar por qué son frecuentes las descargas de múltiples rayos, pero se necesitan más estudios para verificar esta teoría.

Fuente: Agencia FAPESP