Análise das características dos relâmpagos na região sudeste do Brasil

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Kleber Pinheiro Naccarato
Data de Publicação: 2005
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/MTC-m13@80/2005/09.28.19.00
Resumo: Estudos climatológicos de raios no Brasil não são recentes. Os primeiros trabalhos publicados datam da metade da década de 90. Entretanto, nessa época, não se contava com uma rede de detecção de raios abrangente no país, fazendo com que as análises ficassem restritas a regiões bem específicas. No início desta década, novos trabalhos foram publicados com dados de uma rede maior, cobrindo toda a região sudeste do Brasil. Entretanto, os períodos considerados não passavam de alguns poucos anos. Atualmente, com a RINDAT em operação (Rede Integrada Nacional de Detecção de Descargas Atmosféricas), a qual abrange seis estados do país (GO, MG, ES, SP, RJ, PR), foi possível realizar, pela primeira vez, um estudo climatológico dos raios na região sudeste do Brasil com base em seis anos de dados completos e contínuos (1999-2004). Entretanto, como a rede de detecção sofreu inúmeras alterações em sua configuração ao longo desse período (tanto pela adição de novos sensores quanto por falhas nos sensores existentes), foi necessário o desenvolvimento de um modelo de eficiência de detecção (MED) visando compensar essas variações na rede de sensores, as quais afetam diretamente a eficiência de detecção de toda a rede e, consequentemente, os dados de raios. Além disso, nos últimos anos, vários trabalhos na literatura têm mostrado que os grandes centros urbanos afetam o comportamento local dos raios. Assim, utilizando dados de poluição e parâmetros meteorológicos medidos pela rede de estações automáticas da CETESB na região metropolitana de SP (RMSP), fez-se um estudo mais detalhado de suas características atmosféricas, procurando levantar quais fatores (poluição ou termodinâmica) poderiam estar atuando mais efetivamente nas alterações observadas da atividade local de raios (aumento no número de raios e redução do percentual de positivos). Neste sentido, este trabalho trouxe três importantes contribuições para a pesquisa de relâmpagos no Brasil. A primeira foi o desenvolvimento de um MED para a RINDAT o qual mostrou possuir um grande potencial para se tornar, no futuro, um poderoso aliado dos estudos das características dos relâmpagos em regiões com cobertura deficiente da rede de detecção mediante a aplicação de fatores de correção aos dados. Entretanto, alguns aprimoramentos ainda são necessários para que o modelo possa minimizar o efeito de borda dos mapas de corrente de pico e para que seja capaz de corrigir os dados de multiplicidade. A segunda foi o estudo climatológico dos raios na região sudeste do Brasil, o qual apresentou a distribuição espacial da atividade de raios e sua possível relação com a topografia e com os sistemas meteorológicos. O efeito urbano sobre as grandes cidades também pode ser confirmado mediante o aumento da atividade local de raios, a redução do percentual de positivos e a redução da corrente de pico dos negativos. As análises temporais na região sudeste também mostraram características bastante particulares da atividade dos raios, entre elas as variações diurnas e sazonais da corrente de pico e da multiplicidade e diferenças no comportamento diurno, mensal e anual dos raios negativos e positivos. Por fim, o estudo da RMSP mostrou que a poluição atmosférica e a termodinâmica, quando consideradas em conjunto, parecem explicar melhor as observações que isoladamente. Com isso, propôs-se a Teoria do Efeito Urbano, a qual estabelece que a termodinâmica continua sendo o mecanismo básico pelo qual as nuvens se formam. Porém, para atmosferas urbanas, quando a poluição atmosférica atinge um determinado nível crítico, ela passa a modular a convecção através da alteração dos perfis de temperatura na camada limite.
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisAnálise das características dos relâmpagos na região sudeste do BrasilLightning characteristics in southeastern Brazil2005-07-25Iara Regina Cardoso de Almeida PintoOsmar Pinto JúniorDelano GobbiEarle WilliamsAlexandre PiantiniKleber Pinheiro NaccaratoInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)Programa de Pós-Graduação do INPE em Geofísica EspacialINPEBRtempestadesrelâmpagosraiosilhas de caloráreas urbanaspoluição atmosféricasensores remotosdetecção de sinaisrede de detecçãothunderstormslightningcloud-to-ground dischargesheat islandscitiesair pollutionremote sensorssignal detectiondetection networkEstudos climatológicos de raios no Brasil não são recentes. Os primeiros trabalhos publicados datam da metade da década de 90. Entretanto, nessa época, não se contava com uma rede de detecção de raios abrangente no país, fazendo com que as análises ficassem restritas a regiões bem específicas. 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A primeira foi o desenvolvimento de um MED para a RINDAT o qual mostrou possuir um grande potencial para se tornar, no futuro, um poderoso aliado dos estudos das características dos relâmpagos em regiões com cobertura deficiente da rede de detecção mediante a aplicação de fatores de correção aos dados. Entretanto, alguns aprimoramentos ainda são necessários para que o modelo possa minimizar o efeito de borda dos mapas de corrente de pico e para que seja capaz de corrigir os dados de multiplicidade. A segunda foi o estudo climatológico dos raios na região sudeste do Brasil, o qual apresentou a distribuição espacial da atividade de raios e sua possível relação com a topografia e com os sistemas meteorológicos. O efeito urbano sobre as grandes cidades também pode ser confirmado mediante o aumento da atividade local de raios, a redução do percentual de positivos e a redução da corrente de pico dos negativos. 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However, at that time, the lightning detection network used to be composed by only a few sensors, which restricted the analyses to some specific regions. In the beginning of this decade, new studies were published using lightning data provided by a larger network, covering all the southeastern region of Brazil. However, the periods of data are constrained to only a few years. Currently, the establishment of the RINDAT (Integrated National Lightning Detection Network), which covers six states of the country (GO, MG, ES, SP, RJ, PR), makes possible to accomplish, for the first time, a climatological study of the CG lightning flashes characteristics over the southeastern region of Brazil based on a 6-year lightning dataset (1999-2004). However, as the network experienced several changes in its sensor configuration throughout this period, it was required the development of a detection efficiency model (DEM) that could be used to compensate the variations in the overall network detection efficiency, which directly affects the CG lightning data. Moreover, over the last years, several works in literature have reported that the urban areas affect the characteristics of the local CG lightning flashes. Thus, employing air pollution and meteorological data measured by CETESB automatic stations over the São Paulo metropolitan region (RMSP), a more detailed study of its atmospheric environment was performed as an effort to identify which factors (air pollution or thermodynamics) could be acting more effectively at the local CG lightning activity (by increasing the number of CG flashes, and decreasing the percentage of CG positives flashes and the negative peak current). Thereby, this work made three important contributions for the lightning research in Brazil. The first one was the development of a DEM for the RINDAT, which results revealed its potential to support, in the future, studies of the CG lightning flashes characteristics over regions with poor network coverage by correcting the lightning data. However, some new improvements are still necessary so that the DEM can better retrieve the actual distributions of the peak current and can also correct the multiplicity values. The second was the climatological study of the CG lightning flashes over the southeastern region of Brazil, which presented the geographical distribution of the CG lightning activity and its possible correlation with the topography and the meteorological systems. The urban effect over the large cities was also observed by the increase of the local CG lightning activity and the reduction of the percentage of CG positives flashes and the negative peak current. The temporal analyses have shown some particular characteristics of the CG lightning flashes, such as the diurnal and seasonal variation of the peak current and multiplicity, and differences in the diurnal, monthly and annual behavior of the negative and positive CG flashes. Finally, the urban effect analysis over the RMSP revealed that the air pollution and the thermodynamics together could better explain the observations as if they were considered separately. It was then proposed the Urban Effect Theory, which establishes that the thermodynamics remains the basic mechanism for thunderstorm generation. However, for urban environments, when the air pollution reaches a critical level, it starts to control the convection by changing the temperature profiles at the boundary layer.http://urlib.net/sid.inpe.br/MTC-m13@80/2005/09.28.19.00info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPEinstname:Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)instacron:INPE2021-07-31T06:52:19Zoai:urlib.net:sid.inpe.br/MTC-m13@80/2005/09.28.19.00.51-0Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bibdigital.sid.inpe.br/PUBhttp://bibdigital.sid.inpe.br/col/iconet.com.br/banon/2003/11.21.21.08/doc/oai.cgiopendoar:32772021-07-31 06:52:19.17Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)false
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