La distribución de los rayos , o la incidencia de cada uno de ellos, en un lugar determinado depende en gran medida de su ubicación, el clima y la época del año. Los rayos tienen una distribución espacial subyacente . Hace poco tiempo que se dispone de datos de alta calidad sobre rayos, pero los datos indican que los rayos se producen en promedio44 ± 5 veces por segundo sobre toda la Tierra, lo que hace un total de aproximadamente 1.400 millones de destellos por año. [1] [2]
La tasa de relámpagos promediada sobre la Tierra para los rayos intranube (IC) + nube a nube (CC) a nube a tierra (CG) está en la proporción: (IC+CC):CG = 3:1. La base de la región negativa en una nube está normalmente aproximadamente a la altura donde se produce la congelación. Cuanto más cerca esté esta región del suelo, más probable es que se produzcan rayos nube a tierra. En los trópicos , donde la zona de congelación es más alta, la proporción (IC+CC):CG es de aproximadamente 9:1. En Noruega, a una latitud de 60° N, donde la altura de congelación es más baja, la proporción (IC+CC):CG es de aproximadamente 1:1. [3] [4]
El mapa de la derecha muestra que los rayos no se distribuyen uniformemente alrededor del planeta. [5] Alrededor del 70% de los rayos ocurren en tierra en los trópicos , donde se producen la mayoría de las tormentas eléctricas. Los polos Norte y Sur y las áreas sobre los océanos tienen la menor cantidad de rayos. El lugar donde los rayos ocurren con mayor frecuencia es sobre el río Catatumbo, que alimenta el lago de Maracaibo en Venezuela, donde el llamado rayo del Catatumbo destella varias veces por minuto, y se producen hasta 300 noches al año. Esto le da al lago de Maracaibo el mayor número de rayos por kilómetro cuadrado del mundo, con 250. [6] La segunda región con más es el pueblo de Kifuka , en las montañas de la República Democrática del Congo , [7] donde la elevación es de alrededor de 1.700 metros (5.600 pies), recibe 232 rayos por kilómetro cuadrado (600 por milla cuadrada) al año. [2] [8]
Malasia y Singapur tienen una de las tasas más altas de actividad eléctrica del mundo, después de Indonesia y Colombia. [9] La ciudad de Teresina , en el norte de Brasil, tiene la tercera tasa más alta de incidencia de rayos del mundo. La región circundante se conoce como Chapada do Corisco ("Planicies de relámpagos"). [10]
En los Estados Unidos, la costa oeste tiene la menor cantidad de rayos, y Florida ve más rayos que cualquier otra área; En 2018, 14 condados de Florida se clasificaron entre los 15 condados principales de los Estados Unidos por tener la mayor densidad de rayos. [11] Florida tiene la mayor cantidad de rayos registrados durante el verano. [ cita requerida ] Gran parte de Florida es una península, bordeada por el océano en tres lados con un clima subtropical. El resultado es el desarrollo casi diario de nubes que producen tormentas eléctricas . Por ejemplo, "Lightning Alley", un área desde Tampa hasta Orlando , experimenta una densidad extremadamente alta de rayos. A partir de 2007, hubo hasta 50 rayos por milla cuadrada (aproximadamente 20 por km 2 ) por año. [12] [13] En su Informe anual sobre rayos de 2018, Vaisala informó que hubo hasta 24 rayos por milla cuadrada (aproximadamente 9 por km 2 ) por año en Florida. [11] El Empire State Building de la ciudad de Nueva York es alcanzado por un rayo un promedio de 23 veces al año, y una vez fue alcanzado 8 veces en 24 minutos. [14]
Antes de que se desarrollara la tecnología para detectar y registrar con precisión los relámpagos, las climatologías se basaban en el número de detecciones audibles de truenos. El nivel ceráunico (o ceraunis) era el número promedio de días por año en que se oían truenos en una zona determinada. Se utilizaba un mapa de contornos isoceraunis para dar una estimación aproximada de las frecuencias relativas de los relámpagos. Sin embargo, las variaciones en la población y la distancia que recorre el sonido debido al terreno hacían que esos mapas fueran bastante espurios, y el oído humano los hacía imprecisos. Tampoco podía esperarse diferenciar entre los diferentes tipos de relámpagos.
Los sensores electrónicos de rayos avanzaron durante el siglo XX utilizando perturbaciones de ondas de radio. Originalmente, el costo de tales instrumentos provocó solo un desarrollo esporádico. Sin embargo, un pequeño conjunto de sensores en los EE. UU. empleado durante un proyecto de 1979 por el Laboratorio Nacional de Tormentas Severas de la NOAA se convirtió en la Red Nacional de Detección de Rayos (NLDN), logrando cobertura nacional en 1989. [15] Vaisala es ahora el operador y distribuidor principal de datos de la NLDN, y desarrolló la Red Canadiense de Detección de Rayos (CLDN) a partir de 1998. [16] La red EUCLID es la red compartida europea, que cubre la mayor parte del continente, excepto algunas naciones del lejano oriente. [17] El desarrollo colaborativo de aficionados estimuló la formación de la comunidad Blitzortung, que ofrece datos de rayos en tiempo real de la mayor parte del mundo (así como datos históricos que datan de 2008) bajo la licencia Creative Commons. [18]
Las mediciones de rayos por satélite comenzaron en 1997 cuando la NASA y la Agencia Nacional de Desarrollo Espacial (NASDA) de Japón lanzaron el Sensor de imágenes de rayos (LIS) a bordo del satélite TRMM , proporcionando franjas de escaneo periódicas sobre partes tropicales y subtropicales del globo hasta que el satélite se perdió en 2015. En 2017, la NOAA comenzó el despliegue de Mapeadores de rayos geoestacionarios a bordo de sus satélites de clase GOES-R , ofreciendo una cobertura continua de gran parte de la tierra dentro del hemisferio occidental.
Los mapas de los rayos por km2 y año promedio en EE. UU. desde 1997 hasta 2010 están disponibles por una tarifa en la página web de Vaisala . [19] El Instituto Cooperativo de Estudios Meteorológicos Aplicados de la Universidad Texas A&M publica mapas de rayos regionales de EE. UU. más detallados basados en los datos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) y el Servicio Meteorológico Nacional (NWS) centrados en diferentes ciudades . [20]