Cuando la zona de carga de una tormenta se encuentra cerca de la superficie de la tierra, los 'super-rayos' resultantes pueden ser 1.000 veces más fuertes que los rayos regulares. Es la conclusión de una nueva investigación sobre los denominados 'superbolts' (super rayos en inglés), que representan apenas un 1 por ciento del total de rayos registrados, pero que son capaces de dañar infraestructuras e incluso barcos.
"Los superbolts, aunque representan sólo un porcentaje muy, muy pequeño de todos los rayos, son un fenómeno magnífico", dijo en un comunicado Avichay Efraim, físico de la Universidad Hebrea de Jerusalén y autor principal de este estudio.
Un informe de 2019 encontró que los super rayos tienden a agruparse sobre el Océano Atlántico nororiental, el Mar Mediterráneo y el Altiplano en Perú y Bolivia, que es una de las mesetas más altas de la Tierra. "Queríamos saber qué hace que estos poderosos superboltos sean más propensos a formarse en algunos lugares que en otros", dijo Efraim.
El nuevo estudio proporciona la primera explicación para la formación y distribución de super rayos sobre tierra y mar en todo el mundo. La investigación fue publicada en el Journal of Geophysical Research: Atmospheres. Las nubes de tormenta suelen alcanzar de 12 a 18 kilómetros de altura y abarcan una amplia gama de temperaturas.
Pero para que se forme un rayo, una nube debe cruzar la línea donde la temperatura del aire alcanza los 0 grados Celsius. Por encima de la línea de congelación, en los tramos superiores de la nube, se produce la electrificación y genera la "zona de carga" del rayo. Efraim se preguntó si los cambios en la altitud de la línea de congelación y, posteriormente, en la altura de la zona de carga, podrían influir en la capacidad de una tormenta para formar super rayos.
Estudios anteriores han explorado si la fuerza de los super rayos podría verse afectada por el aerosol del mar, las emisiones de las rutas marítimas, la salinidad del océano o incluso el polvo del desierto, pero esos estudios se limitaron a cuerpos de agua regionales y pudieron explicar, como mucho, solo una parte de la distribución regional de los super rayos. Una explicación global de los puntos críticos de super rayos seguía siendo difícil de alcanzar.
Para determinar qué causa que los super rayos se agrupen en ciertas áreas, Efraim y sus coautores necesitaban saber el tiempo, la ubicación y la energía de determinados rayos, que obtuvieron de un conjunto de detectores de ondas de radio. Utilizaron estos datos de rayos para extraer propiedades clave de los entornos de las tormentas, incluida la altura de la superficie terrestre y del agua, la altura de la zona de carga, las temperaturas de la base y la cima de las nubes y las concentraciones de aerosoles.
Luego buscaron correlaciones entre cada uno de estos factores y la fuerza del super rayo, obteniendo información sobre qué causa rayos más fuertes y qué no. Los investigadores descubrieron que, a diferencia de estudios anteriores, los aerosoles no tenían un efecto significativo sobre la fuerza de los super rayos. En cambio, una distancia más pequeña entre la zona de carga y la superficie terrestre o acuática provocó rayos significativamente más energizados.
Las tormentas cercanas a la superficie permiten que se formen rayos de mayor energía porque, generalmente, una distancia más corta significa menos resistencia eléctrica y, por lo tanto, una corriente más alta. Y una corriente más alta significa rayos más fuertes. Las tres regiones que experimentan la mayor cantidad de super rayos (el Océano Atlántico nororiental, el Mar Mediterráneo y el Altiplano) tienen una cosa en común: espacios cortos entre las zonas y superficies de carga de rayos.
Saber que una distancia corta entre una superficie y la zona de carga de una nube genera más super rayos ayudará a los científicos a determinar cómo los cambios en el clima podrían afectar la aparición de super rayos en el futuro. Las temperaturas más cálidas podrían provocar un aumento de los rayos más débiles, pero una mayor humedad en la atmósfera podría contrarrestar eso, dijo Efraim.
Aún no hay una respuesta definitiva. En el futuro, el equipo planea explorar otros factores que podrían contribuir a la formación de super rayos, como el campo magnético o los cambios en el ciclo solar.
