Ciência
– Mundo Cientifico –
Tecnologia incrível: como mapear um curto circuito
Por Live Science
14 de outubro de
2013
Alguns cientistas literalmente passar o tempo de espera
para um raio de greve.
Relâmpago é
a segunda maior causa de mortes relacionadas com o clima anuais nos Estados
Unidos, de acordo com a Associação Nacional de Meteorologia. Começa incêndios, provoca falta de
energia e causa estragos em sistemas eletrônicos.
A ciência da detecção de raios aumentou dramaticamente
desde Ben Franklin voou sua pipa em uma tempestade em 1752. Os pesquisadores podem agora prever as
condições que precedem um parafuso do azul, e rastrear a localização ea força
de uma greve enquanto ele está ocorrendo.
"Fizemos progressos significativos na compreensão da
física de raios, mas ainda há muito trabalho que pode ser feito", disse o
cientista atmosférico Phillip Bitzer, da Universidade do Alabama em Huntsville.
Parafusos de cima
Como formas de
raios permanece um
mistério. A hipótese de trabalho
vai: Quando uma corrente ascendente de ar quente atinge uma altura em que a
temperatura é um pouco acima de zero, cristais de gelo e partículas congeladas
interagem para produzir uma separação de cargas elétricas. Quando o campo elétrico entre as
cargas é grande o suficiente, uma avaria elétrica - um raio - ocorre. [ Infográfico: Os
Mistérios de Como funciona o relâmpago ]
A ira de Zeus assume duas formas: relâmpagos nuvem-solo e
relâmpagos inter-nuvem.Enquanto um raio que atinge o solo representa a ameaça
mais direta para os seres humanos e infra-estrutura, ou dentro de um raio entre
nuvens pode produzir granizo e tornados perigoso, disse Kenneth Cummins, um
cientista atmosférico da Universidade do Arizona, em Tucson.
"Nós temos tido muito bom ser capaz de quantificar o
número de descargas nuvem-terra em uma região, e estamos ficando cada vez
melhor quantificar o número ea natureza das descargas inter-nuvem",
Cummins disse LiveScience.
Sistemas de ultra-sensoriamento foram evoluindo desde os
rádios tempo foram desenvolvidos em torno da volta do 20 º século, Cummins disse. Um dos mais críticos são matrizes de
mapeamento de raios, que são as redes de sensores eletromagnéticos que em casa
sobre os flashes de fogo e medir a energia que elas liberam.
Mapeamento relâmpago
Três sistemas diferentes captar descargas elétricas em
uma faixa de freqüências diferentes, que correspondem às energias que estão
sendo produzidos.
"Quanto maior a frequência você vai, quanto menor
for o objeto que você começa a imagem", disse Cummins.
Muito altas (VHF) matrizes de freqüência, coleções de
sensores que a radiação eletromagnética medida, capturar imagens das estruturas
de ramificação de multa de um relâmpago. Sensores
de VHF operam na faixa de 10 a 100 megahertz e são espaçados perto togetherAbout
uma dúzia de VHF matrizes existem em todo o país, inclusive na Universidade de
Alabama em Huntsville, New Mexico Tech, eo Centro Espacial Kennedy, na Flórida.
Por outro lado, a baixa freqüência (LF) matrizes image
atividade elétrica em larga escala, como os longos canais de eletricidade em
cloud-to-ground e flashes inter-nuvem. Estes
fornecem informações sobre a energia liberada - na forma de luz, calor e
energia atômica, como raios-X e raios gama - por uma greve. Estas matrizes de operar na gama das
centenas de kilohertz a alguns megahertz. A
Rede Nacional de Detecção de Descargas Atmosféricas (NLDM), uma rede de mais de
100 estações de detecção de baixa freqüência em torno dos Estados Unidos, é
amplamente utilizado por pesquisadores e fornece monitoramento vital para a previsão de tempo severo .
Na escala mais ampla, muito baixas (VLF) matrizes de
freqüência medir sinais eletromagnéticos não apenas ao longo da superfície da
Terra, mas entre a Terra ea ionosfera, a camada superior da atmosfera que está
carregada eletricamente pela radiação solar. Elas
operam na faixa de 5 a 30 kilohertz, e são milhares espaçados de quilômetros de
distância. VLF matrizes pode
detectar raios sobre a terra e os oceanos, onde os furacões e outras
tempestades desenvolver. [ Terra elétrica: imagens impressionantes de raios ]
Bitzer e seus colegas da Universidade de Alabama em
Huntsville desenvolveram um sensor que opera na faixa de LF / VLF e mede a
variação de campo elétrico a partir de uma descarga atmosférica e converte-lo
em uma tensão. Eles protegem o
sensor de chuva usando um prato de metal invertido. "É literalmente uma saladeira -
nós got it from alvo", disse Bitzer.
Esses sensores dão aos cientistas uma boa visão de raio
no chão, mas para ter uma visão global, por que não observá-lo a partir do espaço ?
A Universidade do Alabama cientistas também desenvolveram
um sensor baseado em satélites que conta fótons da órbita baixa da Terra.O
satélite faz uma volta em torno do planeta a cada 90 minutos, dando aos
cientistas uma imagem da quantidade e distribuição de raios em todo o mundo.
A Administração Nacional Oceânica e Atmosférica (NOAA) ea
NASA estão a construção de um mapeador de relâmpagos geoestacionário, ou GLM,
para voar a bordo do satélite GOES-R prestes a lançar em 2015.
Desencadeando uma greve
Não há imagem tempestade mais icônico do que os
brilhantes garfos brancos de relâmpagos serpenteando o seu caminho através de
um céu ameaçador. Mas a maior
parte acontece rápido demais para o olho humano para vislumbrar, por isso os pesquisadores
usam câmeras de alta
velocidade para espiar
como as corridas de raios entre o céu ea Terra.
Quando relâmpago primeiro se desenvolve, geralmente envia
um parafuso chamado de líder passo para baixo em direção ao chão, ramificando
em direções aparentemente aleatórios. Quando
o parafuso fica perto do chão, ele cria um campo elétrico intenso, o que faz
com flâmulas ascendente que atendê-la ar.Após as flâmulas anexar ao parafuso
principal, o raio cobra-se novamente em um líder dardo, que é a parte
observadores brilhantes no chão realmente ver.
Mas, para os pesquisadores de raios, nem sempre é prático
para esperar em torno de um raio para se desenvolver. Alguns cientistas fogo foguetes contra
as nuvens para provocar relâmpago - a versão moderna da experiência de
Ben Franklin .
"Existem apenas dois lugares nos Estados Unidos que
fazem isso", disse o cientista atmosférico Ken EACK of New Mexico Tech, em
Socorro - ". Aqui e da Universidade da Flórida"
Os foguetes, que arrastam fios finos ligados à terra,
criar flâmulas ascendente que penetram a camada carregada negativamente nas
nuvens, provocando um flash para baixo. Eack
e seus colegas usar matrizes de mapeamento de raios para estudar onde os canais
relâmpagos ir e onde as cargas elétricas estão dentro de nuvens. Os frutos de seus esforços poderiam
ter valor prático na proteção contra descargas atmosféricas também, EACK disse.
Algumas pessoas propuseram provocando relâmpago com
lasers ou jatos de água, como forma de difundir o risco de um ataque natural. Mas EACK não acha que esses métodos
sejam eficazes. Você pode tentar
obter um raio de greve em um local específico, mas, no final, "nada atrai
raios", disse EACK.
Texto em PDF:
Disponível em <
http://www.livescience.com/40394-incredible-technology-how-to-map-lightning-strikes.html
> Acesso dia 14 de outubro de 2013.
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