El rayo es una poderosa descarga electrostática natural producida durante una tormenta eléctrica; generando un «pulso electromagnético». La descarga eléctrica precipitada del rayo es acompañada por la emisión de luz (el relámpago), causada por el paso de corriente eléctrica que ioniza las moléculas de aire, y por el sonido del trueno, desarrollado por la onda de choque.
La electricidad (corriente eléctrica) que pasa a través de la atmósfera calienta y expande rápidamente el aire, produciendo el ruido característico del rayo; es decir, el trueno. Generalmente, los rayos son producidos por partículas positivas por la tierra y negativas a partir de nubes de desarrollo vertical llamadas cumulonimbos. Cuando un cumulonimbo alcanza la tropopausa, las cargas positivas de la nube atraen a las cargas negativas, causando un relámpago o rayo.
Esto produce un efecto de ida y vuelta; se refiere a que al subir las partículas instantáneamente regresan causando la visión de que los rayos bajan. La disciplina que, dentro de la meteorología, estudia todo lo relacionado con los rayos se denomina ceraunología.
Los rayos se encuentran en estado plasmático. En el planeta hay:
~ 1800 tormentas activas en cada momento.
~ 8 Millones de descargas por día.
~ 50 descargas por seg.
Formación del rayo.
Cómo se inicia la descarga eléctrica sigue siendo un tema de debate. Los científicos han estudiado las causas fundamentales, que van desde las perturbaciones atmosféricas (viento, humedad y presión) hasta los efectos del viento solar y a la acumulación de partículas solares cargadas.
Se cree que el hielo es el elemento clave en el desarrollo, propiciando una separación de las cargas positivas y cargas negativas dentro de la nube.
El rayo puede producirse en las nubes de cenizas de las erupciones volcánicas, o puede ser causado por violentos incendios forestales que generen polvo capaz de crear carga estática.
Tipos de rayos más conocidos.
Algunos rayos presentan características particulares; los científicos y el público en general han dado nombres a estos diferentes tipos de rayos. El rayo que se observa más comúnmente es el rayo streak (traza).
Esto no es más que el trazo de retorno, la parte visible del trazo del rayo. La mayoría de los trazos se producen dentro de una nube, por lo que no vemos la mayoría de los trazos individuales de retorno durante una tormenta.
Rayos difusos:
Se presentan como un resplandor que ilumina el cielo. A causa de ser muy frecuentes en verano, se les denominaba relámpagos de calor. A pesar de ello, se ha comprobado que no es una forma especial del rayo, sino solamente los reflejos en el cielo de una tempestad muy lejana, localizada debajo del horizonte, cuyas chispas eléctricas no se ven y cuyo ruido no se escucha.
Rayos laminares:
Son aquellos resplandores que resultan de la descarga dentro de la nube, entre la carga eléctrica positiva y la carga eléctrica negativa.
Rayo esferoidal, rayo de bola o rosario:
Se presenta en forma de esfera luminosa, llegando a alcanzar el tamaño de una pelota de fútbol. En algunas ocasiones aparecen varios de ellos formando como un rosario.
Algunas veces desaparecen repentinamente, con un gran estallido y otras se esfuman silenciosamente.
Rayo traza (“streak, forked, jagged or zigzagged lightning”):
El que se observa más comúnmente. Es un rayo de nube a tierra que exhibe ramificación de su trayectoria.
Rayo de nube a tierra CG (Cloud to Ground):
Es el más conocido y el segundo tipo más común. De todos los tipos de rayos, este representa la mayor amenaza para la vida y la propiedad, puesto que impacta contra la tierra. El rayo nube a tierra es una descarga entre una nube cumulonimbos y la tierra. Comienza con un trazo inicial que se mueve desde la nube hacia abajo.
Rayo de cuentas (rayo cadena, rayo perla):
Caso particular de un rayo normal: el observador ve una serie de segmentos irregulares (rayos zigzag) y por lo tanto recibe una impresión de mayor luminosidad en una serie de lugares a lo largo del canal.
El rayo perla es un tipo de rayo de nube a tierra que parece romperse en una cadena de secciones cortas, brillantes, que duran más que una descarga habitual. Es relativamente raro.
Rayo Staccato:
El rayo Staccato es un rayo de nube a tierra, con un trazo de corta duración que aparece como un único flash muy brillante y a menudo tiene ramificaciones considerables.
Rayo de nube a nube CC (Cloud to Cloud):
Este tipo de rayos pueden producirse entre las zonas de nube que no estén en contacto con el suelo. Cuando ocurre entre dos nubes separadas es llamado rayo inter-nube y cuando se produce entre zonas de diferente potencial eléctrico, dentro de una sola nube, se denomina rayo intra-nube.
El rayo Intra-nube es el tipo que ocurre con más frecuencia.
Rayo de tierra a nube GC (Ground to Cloud):
El rayo de tierra a nube (a veces llamado rayo ascendente) es una descarga entre la tierra y una nube cumulonimbus, que es iniciado por un trazo inicial ascendente; es mucho más raro que el rayo nube a tierra.
Este tipo de rayo se forma cuando iones cargados negativamente se elevan desde el suelo y se encuentran con iones cargados positivamente en una nube cumulonimbus.
Entonces el rayo vuelve a tierra como traza. Son comunes en las altas torres y rascacielos. Puede ser positivo o negativo en la polaridad.
Rayos en yunques “Crawlers Anvil”:
Son horizontales, en forma de árbol. El movimiento en el yunque es lento (en comparación con la mayoría de las descargas de rayos) por lo que un observador humano o una cámara de vídeo a velocidad normal pueden ver su rápido movimiento a través del cielo.
Este tipo de rayo (a veces conocido como «rastreadores» o «rayo de cohetes ‘) a menudo cubre distancias muy grandes, lo que resulta en grandes descargas espectaculares que cubren el cielo. Son a menudo eventos de gran altitud, y como tal, suelen dar lugar a un trueno suave, debido a su gran distancia del observador.
Rayo caído del cielo (“ Bolt from the Blue”):
Un rayo caído del cielo (a veces llamado rayo «yunque-tierra») es un nombre dado a una descarga de nube a tierra que golpea lejos de su tormenta eléctrica “madre”. Se origina típicamente en las regiones más altas de un cumulonimbus, y viaja horizontalmente a una buena distancia de la tormenta eléctrica antes de su descenso vertical a la tierra.
Debido a que cae a una distancia considerable de la tormenta (a veces hasta diez kilómetros de distancia), estos rayos pueden ocurrir en lugares con cielos claros, «azules“. De ahí el nombre.
Rayo nube – aire CA (Cloud to Air):
Es una descarga (o una porción de una descarga) saltando de una nube en el aire claro. En general, todos los rayos en nubes contienen componentes “nube-aire” en las muchas ramas que se extienden lejos del canal principal y terminan bruscamente en el aire.
Sin embargo, los ejemplos visuales más dramáticos de los rayos de nube a aire se producen cuando un canal largo y brillante salta de un lado del cumulonimbus y termina en el aire claro que rodea la tormenta.
Rayo Cinta (Ribbon Lightning):
Una descarga de rayo repetida en la que las descargas sucesivas están desplazadas una de otra por el viento.