Relámpagos y Strokes

El término relámpago se usa para describir la luminosidad de la descarga completa del rayo, el cual tiene una duración del orden de 0,2 segundos. Pero la descarga completa está compuesta de varias descargas mas cortas que duran menos de un milisegundo y que se repiten tan rapidamente que el ojo humano no puede apreciarlas de manera individual. Esta descargas individuales reciben el nombre de "strokes". Algunas veces los "strokes" están tan suficientemente separados en el tiempo que el ojo humano llega apreciarlos individualmente. - Notando una especie de parpadeo de la luz -.

Secuencia Temporal del Rayo

Voltaje del Rayo

Según Williams, el arco eléctrico del rayo, tiene típicamente una diferencia de potencial (voltaje) de varios cientos de millones de voltios.

Corriente del Rayo

Según Williams, el rayo puede transferir tipicamente 10²⁰ electrones en una fracción de segundo, desarrollando una corriente de pico de hasta 10 kiloamperios.

Según Uman, el científico alemán Pockels descubrió en 1.897 una roca de basalto en las proximidades de la caida de un rayo que fué magnetizada y dedujo una corriente del orden de 10.000 Amperios. La ley de Ampere nos permite deducir la corriente en un cable a partir de la medida del campo magnético a una determinada distancia del cable. Pockels presumiblemente midió los efectos magnéticos de las altas corrientes sobre la roca de asfalto, y posteriormente pudo escalar los resultados de este experimento para calcular la corriente asociada con el rayo. Basado en ese principio, los vínculos magnéticos se han usado de manera extensa para el cálculo de la corriente en los rayos. La mayoría de las medidas han estado en el rango de 5.000 a 20.000 amperios, pero un famoso rayo ocurrido en 1.971 durante el lanzamiento del Apolo 15, medido por los detectores adosados a la torre de lanzamiento dió una medida de 100.000 amperios. También se han informado de corrientes por encima de 200.000 amperios.

Uno podría imaginar un detector magnético basado tanto en la ley de Ampere como en la ley de Faraday, que le podría dar una estimación de la corriente del rayo siempre que hubiera una medida de la distancia desde el detector hasta el punto de impacto del rayo. Si se configura una bobina de cable en un plano vertical, entonces la tasa de cambio del campo magnético a través de la bobina genera una tensión. Si se sumara (integrara) la corriente generada por ese voltaje, se podría calcular la carga transferida en la descarga del rayo. Con varios detectores de este tipo en un área determinada, se podría calcular la ubicación, así como la carga asociada con el rayo.

Por lo general, en un determinado "stroke", la corriente del rayo cesa en alrededor de una milésima de segundo, pero a veces hay una corriente continua del orden de 100 amperios después de una o más de los "strokes". A esto se le llama "rayo caliente" y según Uman es la causa de los fuegos por rayos. La temperatura de los rayos es de 15.000-60.000°F en ambos rayos "frio" y "caliente" -es la corriente continua que origina alrededor de 10.000 incendios al año en los EE.UU. en la estimación de Uman-.

Potencia del Rayo

Williams dice que una tormenta moderada, genera varios cientos de megavatios de potencia eléctrica.

Destrucción por Rayo

Los siguientes datos son de un artículo del Diario Atlanta

• Alrededor de 95 personas mueren anualmente en EE.UU. como consecuencia de los rayos.
• Una simple tormenta puede liberar 125 millones de galones de agua (esto es el volúmen de 16 monumentos a Washington).
• Una tormenta puede descargar suficiente energía para abastecer de electricidad todos los EE.UU. durante 20 muinutos.
• Un gran cumulonimbus del medio oeste, puede alcanzar una altura de 12-15 millas (El Monte Everest tiene una altura de 5,5 millas.)
• Hay aproximadamente 2.000 tormentas eléctricas en un momento dado en todo el mundo.

Los rayos han matado a 6.000 personas en los Estados Unidos en los últimos 34 años. En 1990, 74 personas murieron y 252 más resultaron heridas. Florida es el estado más peligroso, con 14 muertos y 27 heridos en 1990. En 1987 un cohete Atlas-Centauro fue alcanzado por un rayo durante el lanzamiento y tuvo que ser destruido.