Caracterização de tempestades produtoras de sprites na América do Sul

• Autor(a) principal: Rodrigo da Rosa Azambuja
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2013/01.14.12.18

A relação entre as propriedades físicas e atividade elétrica de seis Sistemas Convectivos (SCs) que produziram sprites na América do Sul foi analisada utilizando a localização e horário de ocorrência dos sprites, dados de temperatura de topo de nuvem nos canais infravermelho (IR) e vapor d´água (WV) do \textit{Geostationary Operational Environmental Satellite} (GOES) 10 e 12, e dados de descargas elétricas da RINDAT e WWLLN. Um total de 506 sprites foi observado e 12\% dos eventos teve um relâmpago Nuvem-Solo (NS) gerador identificado, sendo a maioria, $\sim$95\%, de NS positivos (NS+). Para caracterizar os SCs foram analisadas: a área total dos sistemas, área de topos frios, fração convectiva (FC), temperatura média (T$_{med}$) e taxa de ocorrência de relâmpagos NS. A área dos SCs foi calculada adotando um limiar de temperatura de T $\leq$ -38$°$ C e as células convectivas imersas foram associadas a topos frios com em T $\leq$ -63$°$ C, exceto para a tempestade de fevereiro de 2006, que era $\sim$8$°$C mais \textquotedblleft{quente}\textquotedblright que as demais e para a qual foi adotado o limiar T $\leq$ -54$°$ C. Os relâmpagos NS geradores de sprites eram relâmpagos NS+ que ocorreram preferencialmente na região de precipitação estratiforme dos SCs. Em função disso foi proposto um modelo conceitual para as características de um sistema convectivo favorável à ocorrência de sprites. Nesse modelo, a geração de sprites é mais propícia durante o período de decréscimo da FC, após ela ter atingido seu máximo, e consequente durante o aumento da T$_{med}$, independentemente do que acontece com a área total do sistema, que pode estar aumentando, diminuindo ou estável. O modelo também prevê nessa fase um aumento da taxa de ocorrência de NS+, superando a de NS-, devido à dissipação das células convectivas que alimentam região estratiforme com água e gelo predominantemente eletrificados com carga positiva, condição fundamental para a ocorrência dos NS+ geradores de sprites. Em 3 casos analisados essas características foram observadas após o SC atingir grandes áreas e alta atividade de relâmpagos NS. Um dos sistemas produziu um único sprite em apenas 2,5h após seu início, tempo curto em relação a média de $\sim$10 h nos outros casos estudados e de 3-8 h relatados na literatura. Com uma área máxima de 6.000 km$^{2}$, duas ordens de magnitude menor que a área média dos sistemas estudados, $\sim$260.000 km$^{2}$, comparável à área dos sistemas convectivos produtores de sprites na Europa e Japão, foi o menor sistema produtor de sprites já observado na América do Sul, tendo ocorrido na região do norte da Argentina, que tem características sinóticas semelhantes ao planalto central Norte Americano, potencializadoras de grandes sistemas de mesoescala. Nos demais casos, as características propostas no modelo não puderam ser observadas possivelmente devido a: (1) o grande número de núcleos convectivos com diferentes ciclos de vida imersos na área do SC; (2) a união do SC a outros sistemas convectivos. Embora todos os sprites tenham ocorrido sobre regiões de dissipação de áreas convectivas, essas regiões tinham uma diferença de temperatura no canal de vapor d´água com infravermelho ($\bigtriangleup$ T = T$_{WV}$-T$_{IR}$) maior que -15$°$C, o que indica que essas nuvens eram penetrativas, i.e., com alto conteúdo de gelo, potencialmente um \textquotedblleft{reservatório}\textquotedblright de cargas positivas.