Distribución de rayos

La distribución de los rayos , o la incidencia de descargas individuales, en un lugar determinado depende en gran medida de su ubicación, clima y época del año. Los rayos tienen una distribución espacial subyacente . Los datos de alta calidad sobre rayos solo han estado disponibles recientemente, pero los datos indican que los rayos ocurren en promedio44 ± 5 ​​veces por segundo en toda la Tierra, lo que da un total de aproximadamente 1.400 millones de destellos al año. ^{[ 1 ] [ 2 ]} 

La tasa promedio de descargas eléctricas en la Tierra para descargas intracloud (IC) + nube-nube (CC) a nube-tierra (CG) está en la proporción: (IC+CC):CG = 3:1. La base de la región negativa en una nube normalmente se encuentra aproximadamente a la elevación donde ocurre la congelación. Cuanto más cerca esté esta región del suelo, mayor será la probabilidad de impactos nube-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 60° N de latitud, donde la elevación de congelación es menor, 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 ocurre 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 ocurren rayos con mayor frecuencia es sobre el río Catatumbo, que alimenta el lago de Maracaibo en Venezuela, donde el llamado rayo de Catatumbo destella varias veces por minuto, con rayos ocurriendo hasta 300 noches al año. Esto le da al lago de Maracaibo la mayor cantidad de rayos por kilómetro cuadrado en el mundo, con 250. ^{[ 6 ]} La región con la segunda mayor cantidad es el pueblo de Kifuka , en las montañas de la República Democrática del Congo , ^{[ 7 ]} donde la elevación es de alrededor de 1700 metros (5600 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 de rayos en el mundo, después de Indonesia y Colombia. ^{[ 9 ]} La ciudad de Teresina, en el norte de Brasil, tiene la tercera tasa más alta de ocurrencia de rayos en el mundo. La región circundante se conoce como la Chapada do Corisco ("Plataforma de Rayos Relámpago"). ^{[ 10 ]}

En Estados Unidos, la costa oeste tiene la menor cantidad de rayos, mientras que estados como Texas, Florida y Oklahoma tienen la mayor cantidad de rayos registrados hasta 2025. ^{[ 11 ]} En 2018, 14 condados de Florida se clasificaron entre los 15 condados con mayor densidad de rayos en Estados Unidos. Florida tenía anteriormente el mayor número promedio de rayos registrados en Estados Unidos. ^{[ 11 ]} 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. En 2007, hubo hasta 50 rayos por milla cuadrada (alrededor de 20 por km² ⁾ por año. En su Informe Anual de Rayos de 2018, Vaisala informó que hubo 24 descargas por milla cuadrada (aproximadamente 9 por km² ⁾ por año en Florida y, a partir de 2025, AEM Weather (Advanced Environmental Monitoring) informa que Oklahoma experimentó hasta 73 descargas por milla cuadrada (aproximadamente 28 por km² ⁾ , el más alto actual en el país. ^{[ 12 ]} También cabe destacar que el Empire State Building en la ciudad de Nueva York es alcanzado por rayos un promedio de 23 veces cada año, y una vez fue alcanzado 8 veces en 24 minutos.

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 queraúnico (o ceraúnico) era el número promedio de días al año en que se oían truenos en un área determinada. Se utilizaba un mapa de isoceraúnicos para obtener una estimación aproximada de las frecuencias relativas de los relámpagos. Sin embargo, las variaciones en la población, la distancia que recorre el sonido debido al terreno hacían que dichos mapas fueran bastante engañosos, y la audición humana los hacía imprecisos. Además, no permitía diferenciar entre los distintos 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 un desarrollo esporádico. Sin embargo, un pequeño conjunto de sensores en los EE. UU. empleados durante un proyecto de 1979 del Laboratorio Nacional de Tormentas Severas de la NOAA se convirtió en la Red Nacional de Detección de Rayos (NLDN), logrando cobertura nacional en 1989. ^{[ 13 ]} 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. ^{[ 14 ]} La red EUCLID es la red compartida europea, que cubre la mayor parte del continente, excepto algunas naciones del Lejano Oriente. ^{[ 15 ]} El desarrollo colaborativo de aficionados impulsó la formación de la comunidad Blitzortung, que ofrece datos de impactos de rayos en tiempo real de la mayor parte del mundo (así como datos históricos que datan de 2008) bajo la licencia Creative Commons. ^{[ 16 ]} En Estados Unidos, la monitorización de rayos también se complementa frecuentemente con redes de detección muy localizadas, pero generalmente más densas, como la Oklahoma Lightning Mapping Array ^{[ 17 ]} o la North Alabama Lightning Mapping Array, también conocida como NALMA. ^{[ 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 , que proporcionó barridos periódicos sobre las zonas tropicales y subtropicales del planeta 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 la clase GOES-R , que ofrecen una cobertura continua de gran parte del territorio del hemisferio occidental.

Los mapas de la incidencia de rayos en EE. UU. por km² ^al año, promediados entre 1997 y 2010, están disponibles en la página web de Vaisala previo pago. ^{[ 19 ]} El Instituto Cooperativo de Estudios Meteorológicos Aplicados de la Universidad de Texas A&M publica mapas regionales de rayos en EE. UU. más detallados, basados ​​en datos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) y del Servicio Meteorológico Nacional (NWS), centrados en diferentes ciudades . ^{[ 20 ]}

• Blitzortung : una red mundial de localización de rayos, colaborativa y en tiempo real.