Fenômenos naturais

Um raio aquece o ar a cerca de 30.000 °C, cerca de cinco vezes a temperatura da superfície do Sol

Publicado em 05/10/2026 · Última alteração em 06/10/2026

Um raio aquece o ar a cerca de 30.000 °C em poucos milionésimos de segundo. A superfície do Sol fica em torno de 5.500 °C. O calor vem da descarga de retorno: quando o canal aberto pela nuvem toca o chão, uma corrente que em média chega a cerca de 30 mil ampères percorre o canal de baixo para cima a perto de um terço da velocidade da luz, num fio de ar com apenas 2,5 a 5 cm de diâmetro.

Tudo começa com um canal que o olho não vê. No raio mais comum, que leva carga negativa da nuvem ao solo, um líder escalonado desce em saltos de cerca de 50 metros, cada um com cerca de 1 microssegundo, separados por pausas de cerca de 50 microssegundos, e se ramifica pelo caminho. Perto do chão, ele faz subir descargas de carga positiva a partir de objetos altos, como árvores, casas e postes. Quando uma delas encontra o líder, em geral a 30 a 100 metros do solo, o circuito se fecha. A corrente atinge o pico em cerca de 1 microssegundo, e uma frente luminosa sobe pelo canal até a nuvem. Essa descarga de retorno responde por mais de 99% da luz do raio: o clarão que parece cair, na verdade, sobe.

Por que o raio pisca

Depois da primeira descarga, o canal continua ionizado. Se ainda houver carga disponível na nuvem, um novo líder, sem ramificações, desce pelo mesmo caminho em 20 a 50 milissegundos e provoca outra descarga de retorno. Um raio negativo pode ter de uma a cerca de 20 dessas descargas; o recorde é de 47. É essa repetição que faz o raio tremeluzir.

O caminho invisível

O raio mais comum, que leva carga negativa da nuvem ao solo, começa com o líder escalonado. Ele avança em zigue-zague, em segmentos de cerca de 50 metros, cada salto com cerca de 1 microssegundo e pausas de cerca de 50 microssegundos entre eles, e se ramifica em várias direções. É fraco demais para ser visto a olho nu e chega perto do solo em menos tempo que um piscar de olhos. Ao se aproximar, induz descargas positivas que sobem de objetos altos; a ligação se faz, em geral, a 30 a 100 metros do chão.

A descarga de retorno

Fechado o circuito, a corrente chega ao pico em cerca de 1 microssegundo; em média, esse pico fica em torno de 30 mil ampères. A frente luminosa sobe do solo para a nuvem a cerca de 97 mil km/s, perto de um terço da velocidade da luz. Uma revisão de Vladimir Rakov, da Universidade da Flórida, situa a velocidade média abaixo da base da nuvem entre um terço e metade da velocidade da luz. Essa etapa produz mais de 99% da luz do raio.

Como se mede a temperatura

Ninguém põe um termômetro num raio: a temperatura é calculada pela luz. Em 1968, Richard Orville registrou com câmeras de alta velocidade os primeiros espectros de descargas de retorno resolvidos no tempo, com linhas de hidrogênio, nitrogênio e oxigênio. A temperatura subia nos primeiros 10 microssegundos até cerca de 28.000 a 31.000 K e depois caía. Estudos posteriores com raios provocados por foguetes estimaram valores acima de 40.000 K. Nessa escala, kelvin e graus Celsius diferem pouco.

Um canal fino e cheio de golpes

O canal por onde passa a corrente tem só de 2,5 a 5 cm de diâmetro, cercado por uma região de partículas carregadas. Aquecido em milionésimos de segundo, o ar não tem tempo de se expandir, fica sob pressão muito alta e então se expande de forma violenta: é o trovão. Depois da primeira descarga, novos líderes podem descer pelo mesmo canal e repetir o processo, até cerca de 20 vezes. Raios positivos, menos comuns, costumam ter uma só descarga e mais chance de manter corrente prolongada.

Como sabemos

Os números vêm de páginas educativas da NOAA, de uma revisão sobre velocidade da descarga de retorno (Rakov, 2007), de artigo do JGR que resume as medições espectroscópicas de temperatura e da NASA; a temperatura é apresentada como valor aproximado.

• Estimativa: A energia de um raio aquece o ar do canal a mais de 50.000 °F (cerca de 27.800 °C) em poucos milionésimos de segundo; a faixa citada pelo NSSL vai de 18.000 °F a 60.000 °F (cerca de 10.000 a 33.000 °C). [3]
  Conversão de Fahrenheit para Celsius feita pela redação. O valor de 'cerca de 30.000 °C' do título é arredondamento coerente com o NSSL e com as medições espectroscópicas de Orville (28.000 a 31.000 K).
• Evidência forte: Os primeiros espectros com resolução temporal de descargas de retorno (Orville, 1968) indicaram temperatura subindo nos primeiros 10 microssegundos até cerca de 28.000 a 31.000 K e depois caindo. [4]
• Estimativa: Estudos espectroscópicos de raios provocados artificialmente estimaram temperaturas acima de cerca de 40.000 K. [4]
  Resultado de Walker e Christian (2019), relatado na revisão de Kieu et al. (2021); valores de temperatura dependem do método e da resolução temporal.
• Fato estabelecido: A superfície do Sol (fotosfera) tem cerca de 5.500 °C. [6]
• Estimativa: 30.000 °C é cerca de cinco vezes a temperatura da superfície do Sol. [3] [6]
  Cálculo da redação: 30.000 / 5.500 ≈ 5,5; com o valor de 50.000 °F do NSSL (≈ 27.800 °C) a razão é ≈ 5. O Serviço Nacional de Meteorologia dos EUA usa a mesma comparação ('cerca de 5 vezes').
• Consenso científico: No raio nuvem-solo mais comum, de carga negativa, um líder escalonado desce em segmentos de cerca de 50 metros, em zigue-zague e ramificado, invisível ao olho e em menos tempo que um piscar de olhos. [1] [2]
• Consenso científico: Cada passo do líder dura cerca de 1 microssegundo, com pausas de cerca de 50 microssegundos entre eles. [1]
• Consenso científico: Perto do solo, o líder faz subir descargas de carga positiva (streamers) de objetos altos, como árvores, casas e postes; a conexão ocorre em geral a 30 a 100 metros do solo. [1] [2]
• Consenso científico: Na descarga de retorno, a corrente leva cerca de 1 microssegundo para chegar ao pico, que em média fica em torno de 30.000 ampères. [1]
• Consenso científico: A descarga de retorno responde por mais de 99% da luminosidade do raio e sobe do solo para a nuvem. [1] [2]
• Consenso científico: A descarga de retorno viaja a cerca de 60.000 milhas por segundo (cerca de 97.000 km/s, perto de um terço da velocidade da luz). [2] [5]
  Conversão da redação. A revisão de Rakov (2007) dá, para descargas negativas abaixo da base da nuvem, velocidade média típica entre um terço e metade da velocidade da luz.
• Evidência forte: Nos primeiros dez a cem metros do canal, a velocidade da descarga de retorno é tipicamente de um terço a dois terços da velocidade da luz. [5]
• Consenso científico: O diâmetro do canal de corrente do raio é de uma a duas polegadas (cerca de 2,5 a 5 cm), cercado por uma região de partículas carregadas. [2]
  Conversão de polegadas para centímetros feita pela redação.
• Consenso científico: Depois da primeira descarga, se houver carga disponível, um líder contínuo (dart leader), sem ramificações, desce pelo mesmo canal após uma pausa de cerca de 20 a 50 milissegundos e provoca nova descarga de retorno. [1]
• Fato estabelecido: Um raio nuvem-solo negativo tem de uma até cerca de 20 descargas de retorno, o que produz o tremeluzir; o recorde registrado é de 47 descargas num só raio. [1] [2]
• Consenso científico: Raios nuvem-solo positivos costumam ter uma só descarga de retorno e têm mais chance que os negativos de manter uma corrente prolongada. [2]
• Consenso científico: O ar aquecido não tem tempo de se expandir, fica a pressão muito alta e depois se expande violentamente, o que produz o trovão. [3]

Fontes

1. NOAA, National Weather Service (JetStream) — JetStream Max: The Lightning Process: Keeping in Step
   consultada em 05/10/2026
2. NOAA National Severe Storms Laboratory — Severe Weather 101: Lightning Types
   consultada em 05/10/2026
3. NOAA National Severe Storms Laboratory — Severe Weather 101: Lightning FAQ
   consultada em 05/10/2026
4. Journal of Geophysical Research: Atmospheres (AGU); Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC) — High-speed spectroscopy of lightning-like discharges: evidence of molecular optical emissions
   consultada em 05/10/2026
5. Journal of Lightning Research, v. 1, p. 80–89; University of Florida — Lightning Return Stroke Speed
   consultada em 05/10/2026
6. NASA Science — Sun: Facts
   consultada em 05/10/2026

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