Una nube de tormenta puede representarse, desde un punto de vista eléctrico, como un dipolo esencialmente. Por razones todavía sin entender del todo, en el interior de la nube los cristales más pequeños de hielo están mayoritariamente cargados positivamente, mientras que los cristales de hielo más pesados lo están negativamente. Entonces, la parte superior de la nube queda cargada positivamente mientras que en alturas inferiores (pero por encima de la isoterma de cero grados) la nube resulta cargada negativamente. Las diferencias de potencial así generadas pueden llegar a superar los 100 millones de voltios, por lo que no es de extrañar que se generen corrientes eléctricas también de una extraordinaria intensidad.
En la descripción del fenómeno más común del rayo entre la parte inferior de una nube de tormenta y el suelo, que por inducción estaría cargado positivamente y se propaga hasta las cercanías de la superficie de la Tierra, especialmente hacia aquellos lugares cercanos más elevados y puntiagudos. A partir de dichos lugares, surge una corriente de iones positivos que busca la guía negativa.
Eventualmente se produce su unión, una onda ionizante se propaga en el sentido de la tierra hacia la nube a una velocidad entre 1/3 y 1/2 de la velocidad de la luz, creando el equivalente a un “alambre” conductor de unos pocos centímetros cuadrados de sección. La luz brillante del relámpago se produce entonces y el calor generado puede elevar la temperatura del aire circundante hasta una temperatura de unos 30.000 grados Celsius, originando una expansión rápida del aire y su posterior implosión que da lugar al trueno.
Si la nube dispone todavía de carga adicional en otra zona, un nuevo canal puede propagarse hacia abajo a lo largo de la primera guía residual e iniciar otra descarga de retorno. Y así incluso varias veces.
Por tanto, ante la pregunta de si el rayo cae a la tierra o sube a la nube, habría que contestar afirmativamente en ambos casos.
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