Ilhas de Calor

Relâmpagos e Tempestades: os Campos Eletromagnético e Gravitacional

Pretende-se analisar os relâmpagos e as tempestades através das convecções e das condensações, a partir de dois campos físicos, o eletromagnético e o gravitacional. Trata-se de uma análise destes campos de forças, em primeiro lugar, a força da gravidade é definida como ação exercida sobre determinado objeto de modo a mudar sua quantidade de movimento.  Em segundo lugar, as linhas de força estendem-se pelo espaço e podem descrever os efeitos de ‘ação à distância’, por isso, são dotadas de direção: a presença de uma carga perturba o espaço a sua volta de tal modo que outra carga posta, e sua vizinhança, sente o efeito de uma força elétrica.

Campo Gravitacional

A superfície terrestre é uma fonte de calor, exceto próximo aos polos. Para que a superfície da Terra não se aqueça e a atmosfera não se resfria é transferida energia excedente da superfície da Terra para a atmosfera a fim de que o déficit desta seja reposto – troca vertical de energia: [1] evaporação da água da superfície terrestre e condensação do vapor na atmosfera para liberar o calor latente; [2] condição de calor sensível da superfície terrestre para a atmosfera; [3] convecção – difusão turbulenta de calor da superfície terrestre na atmosfera (Ayoade, 2010).

Tendo atingido o nível de condensação, a nuvem formada é constituída de gotículas de água que pelas suas pequenas dimensões [...] permanecem em suspensão na atmosfera. Cada gotícula fica sujeita à Força Gravitacional ao empuxo e à ação das correntes ascendentes de ar. Enquanto predominam as forças ascendentes sobre a força gravitacional, as gotículas se elevam na atmosfera. Quando a componente gravitacional predomina, as gotículas descendem na atmosfera, dando origem à precipitação. A predominância da gravidade ocorre quando as gotículas crescem até uma dimensão suficiente para sobrepujar as correntes ascendentes (Tubelis apud Machado, 1984:198-9).

A relação entre o vapor d’água e a força gravitacional está ligada à pressão e ao peso das gotículas de água entre forças ascendentes e descendentes. A pressão atmosférica é a medida da força exercida pelo peso do ar contra uma área. Quanto maior a temperatura mais as moléculas se distanciam, menor se torna o seu peso. Quanto menor a temperatura, mais as moléculas se aproximam, então, maior o peso. Baixa e alta pressão, respectivamente. Para haver condensação, portanto, o peso é a força com que um corpo é atraído gravitacionalmente. A gravitação é atrativa, mas a força elétrica pode ser ou atrativa ou repulsiva – cargas elétricas com o mesmo sinal se repelem, cargas elétricas com sinais opostos se atraem: “o fato de que forças elétricas e gravitacionais tenham tantas propriedades semelhantes revela uma profunda simplicidade no modo a Natureza opera” (Gleiser, 2006: 222).

Campo Eletromagnético

A interação eletromagnética (força eletromagnética) ocorre quando corpos possuidores de cargas elétricas e/ou corpos magnetizados interagem. Os elétrons têm carga negativa enquanto que os prótons têm cargas positivas. Desta forma, quando dois ou mais prótons, elétrons ou uma mistura destas partículas são colocados próximos, sempre ocorre um processo de interação eletromagnética. A interação elétrica não ocorre apenas entre elétrons e prótons, mas também entre dois ou mais corpos quaisquer que possuam carga elétrica. Corpos possuidores do mesmo tipo de carga elétrica se repeliam, enquanto que cargas diferentes se atrairiam. Há somente um tipo de massa que existem dois tipos de carga elétrica – positiva e negativa – que se comportam de maneiras opostas:

E, de repente, a tempestade. Sua casa está sob o ataque de uma poderosa tempestade elétrica. Relâmpagos explodem a sua volta, pintando, por segundos apenas, as paredes de seu quarto de um pálido tom de azul. Trovões ensurdecedores sacodem sua cama [...] e seus nervos. [...] A eletricidade, claro, acaba. Em meio à escuridão, uma explosão de luz e som, seguida de um barulho de madeira quebrando, sacode seus ossos (Gleiser, 2006: 219).

Define-se um relâmpago como a manifestação luminosa que acompanha uma descarga brusca de eletricidade atmosférica. As gotas de chuva são desintegradas. As gotinhas menores são levadas para o cimo da nuvem enquanto as maiores permanecem nos níveis inferiores. Processos de separação conduzem à separação de cargas elétricas. Quando a separação do ar se desfaz, o resultado é um relâmpago, por vezes inteiramente dentro da nuvem e, outras vezes, dirigido da nuvem à terra”  Observa-se que os polos magnéticos iguais se repelem enquanto polos magnéticos diferentes se atraem; pressões elétricas numa condensação – processo pelo qual o vapor d’água contido no ar atmosférico – transformado em água líquido. Cargas elétricas se repelem entre as positivas no cimo das nuvens e as negativas em sua base: a origem de qualquer campo magnético é atribuída, as cargas elétricas em movimento. Portanto, o cimo de uma nuvem de trovoada acumula cargas positivas e a sua base contém cargas negativas.

As relações entre os campos de forças (eletromagnético e gravitacional) se apresenta sob as condições turbulentas nas nuvens e da seguinte maneira: no cimo a carga elétrica é positiva, as gotículas são menores e as condições de pressão são baixas e maior será a temperatura; na base da nuvem a carga elétrica é negativa, as gotículas são maiores e as condições de pressão são altas e menor será a temperatura.

Referências Bibliográficas:

AYOADE, J. O. Introdução à Climatologia para os Trópicos. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, 2010.

GLEISER, Marcelo. A Dança do Universo. São Paulo: Companhia das Letras, 2006.