TROVÃO (FENÔMENO NATURAL)

Símbolo da OMM para trovão (sem relâmpagos visíveis). (1975) Atlas Internacional de Nuvens – Volume I, Genebra: Secretaria da Organização Meteorológica Mundial, pp. 105–106.

O trovão é o som causado pelo relâmpago. Dependendo da distância e da natureza do relâmpago, ele pode variar de um longo e grave estrondo a um estrondo repentino e alto. O aumento repentino da temperatura e, consequentemente, da pressão causado pelo relâmpago produz uma rápida expansão do ar no caminho do raio. Por sua vez, essa expansão do ar cria uma onda de choque sonora, frequentemente chamada de "estrondo" ou "estrondo de trovão". O estudo científico do trovão é conhecido como brontologia e o medo irracional (fobia) do trovão é chamado de brontofobia.

ETIMOLOGIA

O "d" em "thunder" do inglês moderno (do inglês antigo "þunor") é epentético e agora também é encontrado no holandês moderno "donder" (cf. holandês médio "donre"; também nórdico antigo "þorr", frísio antigo "þuner", alto alemão antigo "donar", todos descendentes do proto-germânico *þunraz). Em latim, o termo era "tonare", "trovejar". O nome do deus nórdico Thor vem da palavra nórdica antiga para trovão.

A raiz protoindo-europeia compartilhada é (s)tónh₂-r̥, também encontrada no gaulês "Taranis".

A palavra sueca moderna para trovão atmosférico - åska - "a cavalgada do deus" - conserva o nome. A crença de que Thor causava raios e trovões ainda era uma tradição viva no campo quando o ensino obrigatório começou a ensinar o que se sabia a partir das Eddas.

A batalha de Thor contra os gigantes (1872) de Mårten Eskil Winge.

CAUSA

A causa do trovão tem sido objeto de séculos de especulação e investigação científica. Inicialmente, acreditava-se que era produzido por divindades. Ao longo dos séculos, o folclore ofereceu várias explicações fantasiosas para a causa do trovão, como gnomos jogando boliche. Algumas dessas histórias eram humorísticas e irônicas, contadas a crianças pequenas para acalmar seu medo do barulho. Os filósofos gregos antigos atribuíam o trovão a causas naturais, como o vento atingindo as nuvens (Anaximandro, Aristóteles) e o movimento do ar dentro das nuvens (Demócrito). O filósofo romano Lucrécio sustentava que era o som do granizo colidindo dentro das nuvens. Em meados do século XIX, a teoria aceita era que o relâmpago produzia um vácuo e que o colapso desse vácuo produzia o que conhecemos como trovão.

Desde o século XX, os cientistas concordam que o trovão deve começar com uma onda de choque no ar devido à expansão térmica repentina do plasma no canal do raio. A temperatura dentro do canal do raio, medida por análise espectral, varia durante sua existência de 50 μs, subindo abruptamente de uma temperatura inicial de cerca de 20.000 K para cerca de 30.000 K, e depois caindo gradualmente para cerca de 10.000 K. A média é de cerca de 20.400 K (20.100 °C; 36.300 °F). Esse aquecimento causa uma rápida expansão para fora, impactando o ar mais frio ao redor a uma velocidade maior do que a do som. O pulso resultante, que se move para fora, é uma onda de choque, semelhante em princípio à onda de choque formada por uma explosão ou na frente de uma aeronave supersônica. Perto da fonte, o nível de pressão sonora do trovão é geralmente de 165 a 180 dB, mas pode exceder 200 dB em alguns casos.

Estudos experimentais de raios simulados produziram resultados amplamente consistentes com este modelo, embora haja debate contínuo sobre os mecanismos físicos precisos do processo. Outras causas também foram propostas, baseadas em efeitos eletrodinâmicos da enorme corrente que atua no plasma no raio.

CONSEQUÊNCIAS

A onda de choque do trovão é suficiente para causar danos materiais e ferimentos, como contusões internas, em pessoas próximas. O trovão pode romper os tímpanos de pessoas próximas, levando à perda auditiva permanente. Mesmo que não cause danos permanentes, pode levar à SURDEZ TEMPORÁRIA.

TIPOS

Vavrek et al. (s.d.) relataram que os sons do trovão se dividem em categorias com base na intensidade, duração e tom. Os estalos são sons altos que duram de 0,2 a 2 segundos e contêm tons mais agudos. Os estrondos são sons que variam em intensidade e tom. Os rolos são misturas irregulares de intensidade e tons. Os estrondos graves são menos altos, duram mais tempo (até mais de 30 segundos) e têm tom grave.

O trovão de inversão térmica ocorre quando raios atingem a região entre a nuvem e o solo durante uma inversão térmica. Os sons de trovão resultantes têm energia acústica significativamente maior do que aqueles produzidos à mesma distância em condições sem inversão. Em uma inversão térmica, o ar próximo ao solo é mais frio do que o ar em altitudes mais elevadas. As inversões geralmente acontecem quando o ar quente e úmido passa sobre uma frente fria. Dentro de uma inversão térmica, a energia sonora é impedida de se dispersar verticalmente como ocorreria em condições sem inversão, sendo, portanto, concentrada na camada próxima ao solo.

 O raio nuvem-solo (CG) normalmente consiste em duas ou mais descargas de retorno, do solo para a nuvem. As descargas de retorno posteriores têm maior energia acústica do que a primeira.

PERCEPÇÃO

O aspecto mais notável dos relâmpagos e trovões é que o relâmpago é visto antes do trovão ser ouvido. Isso ocorre porque a velocidade da luz é muito maior que a velocidade do som. A velocidade do som no ar seco é de aproximadamente 343 m/s (1.130 pés/s) ou 1.236 km/h (768 mph) a 20 °C (68 °F; 293 K).

Isso se traduz em aproximadamente 3 s/km (4,8 s/mi); dizer "mil e um... mil e dois..." é um método útil para contar os segundos desde a percepção de um relâmpago até a percepção do trovão (o que pode ser usado para avaliar a proximidade do relâmpago por questões de segurança). Para estimar a distância do raio, divida os segundos contados por cinco para milhas, ou por três para quilômetros.

 Um relâmpago muito brilhante e um estrondo agudo quase simultâneo de trovão, um estrondo de trovão, indicam, portanto, que o raio caiu muito perto.

Relâmpagos próximos foram descritos primeiro como um som de estalo ou de tecido rasgando, depois como um som de tiro de canhão ou um estalo alto, seguido por um estrondo contínuo. Os primeiros sons são das partes iniciais do relâmpago, depois das partes próximas do retorno e, por fim, das partes distantes do retorno.

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