TRUENOS Y CAÑONAZOS
Es un error bastante común considerar que el sonido del trueno se difunde a la velocidad de las ondas acústicas ordinarias (1 224 km/h aproximadamente). Eso no es cierto. El tipo de onda que surge durante un trueno es diferente al del sonido ordinario; consiste en una onda de choque supersónica que viaja a una velocidad 40 veces superior, y que causa en el oído la sensación de un chasquido. Poder escuchar esos chasquidos indica que el rayo ha caído muy cerca. Además, la velocidad de las ondas supersónicas no es constante; disminuye rápidamente a medida que la perturbación se aleja de la fuente, hasta convertirse finalmente en una onda acústica ordinaria.
Por tanto, no es posible estimar la distancia en metros hasta la descarga a partir del tiempo transcurrido entre la visión del rayo y la audición del trueno como muchos piensan (multiplicando el número de segundos transcurridos por la velocidad del sonido en m/s, unos 300 aproximadamente), pues la velocidad no es constante. Al inicio la velocidad es mucho mayor que la del sonido ordinario, y después disminuye paulatinamente. Es un caso muy diferente a cuando, por ejemplo, se dispara un cañón. En ese caso la onda de choque se convierte en acústica a sólo dos metros de la pieza, por lo que aquí sí resulta válido este tipo de cálculo para estimar la distancia desde el cañón hasta el observador.
¿CÓMO SURGE EL RAYO?
Existen varias hipótesis no comprobadas al respecto; una de las más aceptadas es la siguiente.
Las corrientes de convección dentro de la nube (las mismas que hacen subir el vapor de agua cuando ésta se evapora del mar, de un lago o de otro lugar) empujan las goticas de agua que se van formando hacia arriba. Al llegar a las regiones superiores de la atmósfera el agua se enfría hasta llegar a bajas temperaturas, creando una mezcla de agua con pequeños cristales de hielo (menos denso que el agua).
Cuando una nube cargada se mueve sobre la superficie de la tierra, una carga eléctrica del mismo valor, pero de signo contrario, sigue en tierra el movimiento de la nube
El movimiento relativo agua-hielo origina choques que arrancan cargas negativas de la superficie del hielo pasándolas al agua; los cristales de hielo quedan cargados positivamente. La mezcla agua-hielo de carga negativa, más pesada que el hielo positivo, va quedando rezagada en la subida. El resultado total del proceso es que el hielo positivo se acumula en la parte superior de la nube y las cargas negativas en la inferior. Se crea así una diferencia de potencial (y su correspondiente campo eléctrico asociado) entre diferentes partes de la nube, que puede llegar a ser muy grande. (Cuando ese hielo aumenta demasiado de tamaño genera granizo).
Las cargas negativas en el inferior de la nube crean cargas positivas en el suelo, por un proceso conocido como inducción (cargas de signo contrario se atraen). Si el campo eléctrico y la diferencia de potencial entre la nube y tierra es suficientemente grande, el aire húmedo, usualmente no conductor de la electricidad, se puede ionizar volviéndose conductor, creando una vía para que pase la corriente eléctrica y surja el rayo.
La descarga también puede ocurrir dentro de la misma nube, o entre nubes adyacentes.
DESTELLOS, GNOMOS Y ELFOS
Los rayos no son los únicos fenómenos electrico-luminosos que se pueden observar en la atmósfera.
JETS, SPRITES Y ELFOS
Los gnomos (sprites) son descargas eléctricas que ocurren muy por encima de las nubes de tormenta (cumulonimbos) dando lugar a diferentes formas luminosas. Aparecen cuando tiene lugar una descarga de rayos de carga positiva (mucho menos frecuentes que los de carga negativa) hacia la tierra.
Su color puede ser naranja-rojizo o verde-azulado y usualmente ocurren en racimos. Fueron fotografiados por primera vez en 1989 en la Universidad de Minnesota.
Los destellos azules (blue jets) se proyectan hacia arriba como un spray estrecho luminoso desde la parte superior de los cumulonimbus , y son más brillantes que los sprites. Ocurren a más baja altura y duran alrededor de un segundo. También fueron registrados por primera vez en 1989 por los astronautas de un transbordador espacial.
Los elfos (elves) son luminiscencias que se expanden hasta diámetros de 400 km y duran sólo un milisegundo. Poseen un tinte rojizo. Fueron observados en otra misión de un transbordador espacial, en 1990.
