Explain the process of lightning formation to a middle schooler.

The conditions needed to produce lightning have been known for some time. However, exactly how lightning forms has never been verified, so there is room for debate.

Leading theories focus around separation of electric charge and generation of an electric field within a thunderstorm. Recent studies also indicate that ice, hail, and semi-frozen water drops are essential to lightning development. Storms that fail to produce large quantities of ice usually fail to produce lightning.

Forecasting when and where lightning will strike is not yet possible and most likely never will be. But by educating yourself about lightning and learning some basic safety rules, you, your family, and your friends can avoid needless exposure to the dangers of one of the most capricious and unpredictable forces of nature.

Thunderstorms have very turbulent environments. Strong updrafts and downdrafts occur with regularity and within close proximity to each other. The updrafts transport small liquid water droplets from the lower regions of the storm to heights between 35,000 and 70,000 feet, which is miles above the freezing level.

Meanwhile, downdrafts transport hail and ice from the frozen upper regions of the storm. When these collide, the water droplets freeze and release heat. This heat in turn keeps the surface of the hail and ice slightly warmer than their surrounding environment, and a "soft hail", or "graupel", forms.

When graupel collides with additional water droplets and ice particles, a critical phenomenon occurs: electrons are sheared off of the ascending particles and collect on the descending particles. Because electrons carry a negative charge, the result is a storm cloud with a negatively charged base and a positively charged top.

In the world of electricity, opposites attract and insulators inhibit. As positive and negative charges begin to separate within the cloud, an electric field is generated between its top and base. Further separation of these charges into pools of positive and negative regions results in a strengthening of the electric field.

However, the atmosphere is a very good insulator that inhibits electric flow, so a TREMENDOUS amount of charge has to build up before lightning can occur. When that charge threshold is reached, the strength of the electric field overpowers the atmosphere's insulating properties, and lightning results.

The electric field within the storm is not the only one that develops. Below the negatively charged storm base, positive charge begins to pool within the surface of the Earth (see image right).

This positive charge will shadow the storm wherever it goes and is responsible for cloud-to-ground lightning. However, the electric field within the storm is much stronger than the one between the storm base and the Earth's surface, so most lightning (~75-80%) occurs within the storm cloud itself.
How Lightning Develops Between The Cloud And The Ground


It is invisible to the human eye and shoots to the ground in a series of rapid steps, each occurring in less time than it takes to blink. As the negative leader approaches the ground, positive charge collects in the ground and in objects on the ground.

When these channels connect, the resulting electrical transfer is what we see as lightning. After the initial lightning stroke, if enough charge is leftover, additional lightning strokes will use the same channel, giving the bolt its flickering appearance. 

Take it to the MAX! The Lightning Process: Keeping in Step

Tall objects, such as trees and skyscrapers, are commonly struck by lightning. Mountains also make good targets. This is because their tops are closer to the base of the storm cloud.

Remember, the atmosphere is a good electrical insulator. The less distance the lightning has to burn through, the easier it is for it to strike.

However, this does not always mean tall objects will be struck. Lightning can strike the ground in an open field even if the tree line is nearby - it all depends on where the charges accumulate.

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Explique o processo de formação de raios para um estudante do ensino médio.

As condições necessárias para produzir raios são conhecidas há algum tempo.No entanto, exatamente como o raio se forma nunca foi verificado, então há espaço para debate.

As teorias principais se concentram em torno da separação da carga elétrica e da geração de um campo elétrico dentro de uma tempestade.Estudos recentes também indicam que gotas de água de gelo, granizo e semi-congeladas são essenciais para o desenvolvimento de raios.Tempestades que não produzem grandes quantidades de gelo geralmente deixam de produzir raios.

A previsão de quando e onde o raio atingirá ainda não é possível e provavelmente nunca será.Mas, ao se educar sobre o raio e aprender algumas regras básicas de segurança, você, sua família e seus amigos podem evitar a exposição desnecessária aos perigos de uma das forças mais caprichosas e imprevisíveis da natureza.

Tempestades têm ambientes muito turbulentos.Opetantes fortes e downdrafts ocorrem com regularidade e nas proximidades uma da outra.As arremessadas transportam pequenas gotículas de água líquida das regiões inferiores da tempestade para alturas entre 35.000 e 70.000 pés, que fica a quilômetros acima do nível de congelamento.

Enquanto isso, o transporte de desanimadores é transportado e gelo das regiões superiores congeladas da tempestade.Quando estes colidem, as gotículas de água congelam e liberam calor.Esse calor, por sua vez, mantém a superfície do granizo e do gelo um pouco mais quente que o ambiente circundante, e um "granizo macio" ou "Graupel", formas.

Quando Graupel colide com gotículas de água e partículas de gelo adicionais, ocorre um fenômeno crítico: os elétrons são cortados das partículas ascendentes e se acumulam nas partículas descendentes.Como os elétrons carregam uma carga negativa, o resultado é uma nuvem de tempestade com uma base carregada negativamente e uma parte superior carregada positivamente.

No mundo da eletricidade, os opostos atraem e os isoladores inibem.À medida que as cargas positivas e negativas começam a se separar dentro da nuvem, um campo elétrico é gerado entre a parte superior e a base.A separação adicional dessas cobranças em conjuntos de regiões positivas e negativas resulta no fortalecimento do campo elétrico.

No entanto, a atmosfera é um isolador muito bom que inibe o fluxo elétrico; portanto, uma enorme quantidade de carga deve se acumular antes que o raio possa ocorrer.Quando esse limite de carga é atingido, a força do campo elétrico domina as propriedades isolantes da atmosfera e os resultados dos raios.

O campo elétrico dentro da tempestade não é o único que se desenvolve.Abaixo da base de tempestade carregada negativamente, a carga positiva começa a se acumular dentro da superfície da terra (veja a imagem à direita).

Essa carga positiva sombreará a tempestade onde quer que vá e seja responsável pelos raios de nuvem a solo.No entanto, o campo elétrico dentro da tempestade é muito mais forte que o entre a base da tempestade e a superfície da Terra, portanto, a maioria dos raios (~ 75-80%) ocorre dentro da própria nuvem de tempestades.
Como o raio se desenvolve entre a nuvem e o solo


É invisível para o olho humano e atira no chão em uma série de degraus rápidos, cada um ocorrendo em menos tempo do que o necessário para piscar.À medida que o líder negativo se aproxima do solo, a carga positiva se acumula no solo e em objetos no solo.

Quando esses canais se conectam, a transferência elétrica resultante é o que vemos como um raio.Após o golpe inicial, se a carga suficiente for restante, golpes adicionais de raios usarão o mesmo canal, dando ao parafuso sua aparência trêmula.

Leve o máximo!O processo de raios: mantendo -se no passo

Objetos altos, como árvores e arranha -céus, são geralmente atingidos por um raio.As montanhas também fazem bons alvos.Isso ocorre porque seus topos estão mais próximos da base da nuvem de tempestades.

Lembre -se, a atmosfera é um bom isolador elétrico.Quanto menor a distância o relâmpago tiver que queimar, mais fácil é para atacar.

No entanto, isso nem sempre significa que objetos altos serão atingidos.Lightning pode atingir o solo em um campo aberto, mesmo que a linha das árvores esteja próxima - tudo depende de onde as cargas se acumulam.
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Lightning é um fenômeno natural fascinante.A maneira como é criada depende muito dos tipos de nuvens formadas.Foi demonstrado que grandes quantidades de gelo, sejam elas granizações ou água semi-congelada, são necessárias para a formação de raios.

Quando uma nuvem de tempestade é formada, a parte superior é carregada positivamente e a parte inferior é carregada negativamente.Há algo nas nuvens chamadas "limiar de carga", que é essencialmente a quantidade de carga que as nuvens juntas precisam alcançar antes que o raio seja formado.Abaixo da parte inferior carregada negativamente da nuvem, os íons carregados positivamente se formam na superfície da Terra.Como as cargas opostas são atraídas uma pela outra, a nuvem carregada negativamente enviará uma carga para a parte carregada positivamente da superfície da Terra depois que o limiar for atingido.Essa carga que chega à terra da nuvem é um raio.

Na maioria das vezes, os raios são atingidos, ele atingirá algo alto como um arranha -céu ou uma árvore alta.A razão para isso é que os íons carregados positivamente percorrerá esse objeto alto, diminuindo a distância entre os íons e a nuvem carregada negativamente.Quanto menor a distância, mais forte será a atração.No entanto, isso não significa que o raio sempre atinja o que está mais próximo, se uma superfície plana tiver mais íons positivos do que a superfície mais alta, o raio provavelmente atingirá a superfície plana, uma vez que a atração ainda seria mais forte do que a que tem menos distância.

Para resumir, os raios dependem da quantidade de gelo nas nuvens, do limiar de carga das nuvens e da força da atração entre a parte inferior carregada negativamente da nuvem e as partes carregadas positivamente da superfície da Terra.
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Explique o processo de formação de raios para um estudante do ensino médio.

As condições necessárias para produzir raios são conhecidas há algum tempo.No entanto, exatamente como o raio se forma nunca foi verificado, então há espaço para debate.

As teorias principais se concentram em torno da separação da carga elétrica e da geração de um campo elétrico dentro de uma tempestade.Estudos recentes também indicam que gotas de água de gelo, granizo e semi-congeladas são essenciais para o desenvolvimento de raios.Tempestades que não produzem grandes quantidades de gelo geralmente deixam de produzir raios.

A previsão de quando e onde o raio atingirá ainda não é possível e provavelmente nunca será.Mas, ao se educar sobre o raio e aprender algumas regras básicas de segurança, você, sua família e seus amigos podem evitar a exposição desnecessária aos perigos de uma das forças mais caprichosas e imprevisíveis da natureza.

Tempestades têm ambientes muito turbulentos.Opetantes fortes e downdrafts ocorrem com regularidade e nas proximidades uma da outra.As arremessadas transportam pequenas gotículas de água líquida das regiões inferiores da tempestade para alturas entre 35.000 e 70.000 pés, que fica a quilômetros acima do nível de congelamento.

Enquanto isso, o transporte de desanimadores é transportado e gelo das regiões superiores congeladas da tempestade.Quando estes colidem, as gotículas de água congelam e liberam calor.Esse calor, por sua vez, mantém a superfície do granizo e do gelo um pouco mais quente que o ambiente circundante, e um "granizo macio" ou "Graupel", formas.

Quando Graupel colide com gotículas de água e partículas de gelo adicionais, ocorre um fenômeno crítico: os elétrons são cortados das partículas ascendentes e se acumulam nas partículas descendentes.Como os elétrons carregam uma carga negativa, o resultado é uma nuvem de tempestade com uma base carregada negativamente e uma parte superior carregada positivamente.

No mundo da eletricidade, os opostos atraem e os isoladores inibem.À medida que as cargas positivas e negativas começam a se separar dentro da nuvem, um campo elétrico é gerado entre a parte superior e a base.A separação adicional dessas cobranças em conjuntos de regiões positivas e negativas resulta no fortalecimento do campo elétrico.

No entanto, a atmosfera é um isolador muito bom que inibe o fluxo elétrico; portanto, uma enorme quantidade de carga deve se acumular antes que o raio possa ocorrer.Quando esse limite de carga é atingido, a força do campo elétrico domina as propriedades isolantes da atmosfera e os resultados dos raios.

O campo elétrico dentro da tempestade não é o único que se desenvolve.Abaixo da base de tempestade carregada negativamente, a carga positiva começa a se acumular dentro da superfície da terra (veja a imagem à direita).

Essa carga positiva sombreará a tempestade onde quer que vá e seja responsável pelos raios de nuvem a solo.No entanto, o campo elétrico dentro da tempestade é muito mais forte que o entre a base da tempestade e a superfície da Terra, portanto, a maioria dos raios (~ 75-80%) ocorre dentro da própria nuvem de tempestades.
Como o raio se desenvolve entre a nuvem e o solo


É invisível para o olho humano e atira no chão em uma série de degraus rápidos, cada um ocorrendo em menos tempo do que o necessário para piscar.À medida que o líder negativo se aproxima do solo, a carga positiva se acumula no solo e em objetos no solo.

Quando esses canais se conectam, a transferência elétrica resultante é o que vemos como um raio.Após o golpe inicial, se a carga suficiente for restante, golpes adicionais de raios usarão o mesmo canal, dando ao parafuso sua aparência trêmula.

Leve o máximo!O processo de raios: mantendo -se no passo

Objetos altos, como árvores e arranha -céus, são geralmente atingidos por um raio.As montanhas também fazem bons alvos.Isso ocorre porque seus topos estão mais próximos da base da nuvem de tempestades.

Lembre -se, a atmosfera é um bom isolador elétrico.Quanto menor a distância o relâmpago tiver que queimar, mais fácil é para atacar.

No entanto, isso nem sempre significa que objetos altos serão atingidos.Lightning pode atingir o solo em um campo aberto, mesmo que a linha das árvores esteja próxima - tudo depende de onde as cargas se acumulam.</s>
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Lightning é um fenômeno natural fascinante.A maneira como é criada depende muito dos tipos de nuvens formadas.Foi demonstrado que grandes quantidades de gelo, sejam elas granizações ou água semi-congelada, são necessárias para a formação de raios.

Quando uma nuvem de tempestade é formada, a parte superior é carregada positivamente e a parte inferior é carregada negativamente.Há algo nas nuvens chamadas "limiar de carga", que é essencialmente a quantidade de carga que as nuvens juntas precisam alcançar antes que o raio seja formado.Abaixo da parte inferior carregada negativamente da nuvem, os íons carregados positivamente se formam na superfície da Terra.Como as cargas opostas são atraídas uma pela outra, a nuvem carregada negativamente enviará uma carga para a parte carregada positivamente da superfície da Terra depois que o limiar for atingido.Essa carga que chega à terra da nuvem é um raio.

Na maioria das vezes, os raios são atingidos, ele atingirá algo alto como um arranha -céu ou uma árvore alta.A razão para isso é que os íons carregados positivamente percorrerá esse objeto alto, diminuindo a distância entre os íons e a nuvem carregada negativamente.Quanto menor a distância, mais forte será a atração.No entanto, isso não significa que o raio sempre atinja o que está mais próximo, se uma superfície plana tiver mais íons positivos do que a superfície mais alta, o raio provavelmente atingirá a superfície plana, uma vez que a atração ainda seria mais forte do que a que tem menos distância.

Para resumir, os raios dependem da quantidade de gelo nas nuvens, do limiar de carga das nuvens e da força da atração entre a parte inferior carregada negativamente da nuvem e as partes carregadas positivamente da superfície da Terra.</s>
