{"id":1254,"date":"2014-11-20T11:58:04","date_gmt":"2014-11-20T11:58:04","guid":{"rendered":"http:\/\/\/wpweb\/?page_id=1254"},"modified":"2022-04-12T11:27:12","modified_gmt":"2022-04-12T11:27:12","slug":"tempestes-i-llamps","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.meteo.cat\/wpweb\/divulgacio\/equipaments-meteorologics\/llamps-descarregues-electriques\/tempestes-i-llamps\/","title":{"rendered":"Tempestes i llamps"},"content":{"rendered":"\n

Introducci\u00f3<\/h2>\n\n\n\n
\"Tempesta<\/a>
Tempesta i llamps al litoral. Foto: Ver\u00f2nica Ariza. <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
\"Tempesta<\/a>
Fotografia d\u2019una tempesta a Blanes el 15 d’agost de 1923. Autor: Josep Pons. Fons fotogr\u00e0fic de l\u2019antic Servei Meteorol\u00f2gic de Catalunya.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

En els \u00faltims anys, la detecci\u00f3 de tempestes ha esdevingut un repte considerable per al conjunt dels pa\u00efsos industrialitzats. Aquesta necessitat ha comportat el desenvolupament de diversos sistemes destinats a l\u2019estudi, la previsi\u00f3 i la protecci\u00f3 davant les tempestes. Avui en dia la majoria de serveis meteorol\u00f2gics disposen d\u2019equips de detecci\u00f3 remota de llamps.<\/p>\n\n\n\n

Malgrat que, a nivell cient\u00edfic, actualment es t\u00e9 un bon coneixement sobre les tempestes, aquestes segueixen essent un fenomen for\u00e7a imprevisible i de conseq\u00fc\u00e8ncies sovint desastroses: inundacions, pedregades, incendis, impactes de llamps, etc. A m\u00e9s, a mesura que la nostra societat esdev\u00e9 cada cop m\u00e9s dependent de la tecnologia, les tempestes s\u00f3n un important factor de p\u00e8rdues a nivell econ\u00f2mic (talls de llum, problemes en les telecomunicacions, danys en equipaments, p\u00e8rdues de dades, etc.).<\/p>\n\n\n\n

Apunts hist\u00f2rics<\/h2>\n\n\n\n

Els llamps i els trons s\u00f3n un dels fen\u00f2mens naturals que m\u00e9s ha fascinat la humanitat al llarg de la seva hist\u00f2ria. La majoria de civilitzacions antigues van incorporar-los a les seves creences religioses. El d\u00e9u Seth a l\u2019antic Egipte era qui llan\u00e7ava els llamps, Lei Tsu era el d\u00e9u del tro a la Xina i, a l\u2019\u00cdndia, Indra transportava els llamps amb el seu carro. Els llamps foren presents a l\u2019antiga Gr\u00e8cia amb Zeus i a Roma amb J\u00fapiter. Tamb\u00e9 els trobem a la mitologia escandinava, on el d\u00e9u Thor produ\u00efa trons a cops de martell.<\/p>\n\n\n\n

L\u2019estudi cient\u00edfic de l\u2019electricitat atmosf\u00e8rica es remunta a mitjan segle XVIII, amb investigadors com Benjamin Franklin, entre d\u2019altres, inventor del parallamps. El coneixement dels llamps ha evolucionat for\u00e7a des d\u2019aquells primers experiments on es va demostrar que els n\u00favols de tempesta estaven carregats d\u2019electricitat. A finals del segle XIX es va descobrir l\u2019efecte de la g\u00e0bia de Faraday, segons el qual, a l\u2019interior d\u2019una caixa feta de material conductor, el camp el\u00e8ctric \u00e9s nul, i queda protegit d\u2019una possible desc\u00e0rrega. Aquest s\u2019aplica en la protecci\u00f3 contra llamps en edificis, avions, cotxes, etc.<\/p>\n\n\n\n

Els sistemes de detecci\u00f3 remota de llamps s\u00f3n for\u00e7a recents, ja que els primers s\u00f3n de la d\u00e8cada dels 60. L\u2019any 1969, un llamp va impactar l\u2019Apollo XII en ple llan\u00e7ament i va estar a punt d\u2019avortar la missi\u00f3. Aquest incident va posar de relleu la necessitat de millorar el coneixement dels fen\u00f2mens el\u00e8ctrics atmosf\u00e8rics i va incentivar el desenvolupament dels sistemes de detecci\u00f3 i protecci\u00f3, que han evolucionat fins als sistemes actuals.<\/p>\n\n\n\n

Tempestes<\/h2>\n\n\n\n
\"Fases<\/a>
Figura 1. Fases d\u2019una tempesta.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Tot i que s\u2019han vist llamps en tempestes de sorra o de neu, i fins i tot en n\u00favols de part\u00edcules d\u2019erupcions volc\u00e0niques, el principal generador de llamps \u00e9s el cumulonimbus, que \u00e9s el t\u00edpic n\u00favol de tempesta. Aquest es forma quan, en condicions d\u2019inestabilitat atmosf\u00e8rica, grans masses d\u2019aire calent i humit s\u2019eleven i es condensen, produint n\u00favols plens de vapor d\u2019aigua, aigua l\u00edquida i gel. Aquest n\u00favol gegant\u00ed, a les nostres latituds, pot superar altituds de 12 km.<\/p>\n\n\n\n

La figura 1 esquematitza les fases per les quals passa una tempesta. En el proc\u00e9s de formaci\u00f3 del n\u00favol es produeix una separaci\u00f3 de c\u00e0rregues, i es forma un dipol intern. <\/p>\n\n\n\n

La c\u00e0rrega negativa s\u2019acumula a altituds de 6-8 km on la temperatura est\u00e0 entre -10\u00ba i -20\u00baC, mentre que la c\u00e0rrega positiva \u00e9s m\u00e9s difusa i es concentra a major altitud. <\/p>\n\n\n\n

Sovint, per\u00f2, tamb\u00e9 s\u2019acumulen c\u00e0rregues positives a la base del n\u00favol, i aleshores es forma un tripol.<\/p>\n\n\n\n

Les c\u00e0rregues de la base del n\u00favol fan que, per inducci\u00f3 electrost\u00e0tica, s\u2019acumulin c\u00e0rregues de polaritat contr\u00e0ria a la superf\u00edcie que tenen a sota. Quan el camp el\u00e8ctric supera un cert llindar, s\u2019origina la desc\u00e0rrega el\u00e8ctrica, que actua com a pont entre diferents regions de c\u00e0rrega. Quan la desc\u00e0rrega es produeix entre les dues\/tres regions de c\u00e0rrega del n\u00favol o entre dos n\u00favols propers, es parla d\u2019una desc\u00e0rrega n\u00favol-n\u00favol (intra-cloud en angl\u00e8s). Si la desc\u00e0rrega es produeix entre el n\u00favol i la superf\u00edcie, aquesta s\u2019anomena n\u00favol-terra (cloud-to-ground en angl\u00e8s).<\/p>\n\n\n\n

En l\u2019estadi de maduresa, que s\u2019assoleix quan es produeix el m\u00e0xim desenvolupament vertical del n\u00favol, les desc\u00e0rregues n\u00favol-n\u00favol, que s\u2019havien iniciat en la fase de formaci\u00f3, arriben al seu m\u00e0xim. Aix\u00ed mateix, apareixen les primeres desc\u00e0rregues n\u00favol-terra.<\/p>\n\n\n\n

La tempesta entra finalment en una fase de dissipaci\u00f3, on culmina l\u2019activitat n\u00favol-terra. Aquest per\u00edode \u00e9s el de m\u00e0xima repercussi\u00f3 en superf\u00edcie: llamps, calamarsa i\/o pedra i pluja intensa, etc. La majoria de desc\u00e0rregues n\u00favol-terra acostumen a transferir c\u00e0rrega negativa, mentre que la fracci\u00f3 de desc\u00e0rregues que transfereixen c\u00e0rrega positiva \u00e9s menor, i s\u00f3n m\u00e9s comunes en la zona d\u2019enclusa dels n\u00favols de tempesta.<\/p>\n\n\n\n

Els mecanismes d’electrificaci\u00f3 del n\u00favol<\/h2>\n\n\n\n
\"Teoria<\/a>
Figura 2. Teoria de la convecci\u00f3.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n
\"Teoria<\/a>
Figura 3. (A)Teoria de la precipitaci\u00f3, (B) teoria no inductiva.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Els mecanismes d’electrificaci\u00f3 d’un n\u00favol, basats en l’intercanvi de c\u00e0rregues el\u00e8ctriques entre part\u00edcules, avui en dia encara no s\u00f3n perfectament coneguts. Les teories formulades fins ara s\u2019ocupen d\u2019alguns dels processos que intervenen en l\u2019electrificaci\u00f3, per\u00f2 manca una teoria general capa\u00e7 d\u2019explicar l’elevada electrificaci\u00f3 que hi ha en un n\u00favol de tempesta.<\/p>\n\n\n\n