Estudo dos fatores determinantes das características dos raios negativos

• Main Author: Antonio Carlos Varela Saraiva
• Other Authors: Marcelo Magalhães Fares Saba
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 2010
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19@80/2010/05.17.17.41

Os relâmpagos nuvem-solo são importantes por causa do seu caráter destrutivo. Determinar como as suas características variam de região para região, em diferentes estações e condições meteorológicas, auxilia no melhor entendimento de quais parâmetros sofrem mais ou menos influência de condições externas à física da descarga. Para estudar a variabilidade dos seguintes parâmetros dos relâmpagos nuvem-solo, multiplicidade, duração, intervalo entre descargas de retorno, corrente contínua e corrente de pico, foram utilizadas observações provenientes de câmeras de alta velocidade e das redes de detecção de descargas atmosféricas BrasilDAt e NLDN. Três campanhas de observação de raios foram conduzidas, uma em Tucson, AZ, EUA, e duas em São José dos Campos, SP, Brasil. As eficiências de detecção foram calculadas para as três campanhas, mostrando que a região de Tucson possui uma eficiência de detecção de raios de 92\%, enquanto S. J. dos Campos mostrou uma eficiência de detecção de 75\% em 2003/2004 e uma melhora para 91\% com a troca de dois sensores em 2008. A multiplicidade foi o parâmetro medido mais precisamente pelas duas técnicas utilizadas, variando de 3.7 a 4.8 entre as campanhas. Para entender a variação na multiplicidade, CAPPIs foram utilizadas para extrair parâmetros das nuvens, como a área delimitada pelo contorno da refletividade 35 dBZ na altura da isoterma de -10° C. Essa área foi considerada como uma estimativa da área da região principal de cargas negativas dentro das nuvens de tempestade. Outros parâmetros extraídos do radar foram a altura máxima do eco de 35 dBZ e o echotop. Foi encontrada, pela primeira vez, uma relação entre o aumento da multiplicidade e da duração dos raios negativos com o aumento das áreas dos contornos em 35 dBZ. Um modelo conceitual foi proposto para explicar fisicamente o que ocorre com o canal que se propaga dentro da nuvem quando esta aumenta de tamanho. O aumento no pico de corrente só foi observado quando comparado com o aumento da altura do eco de 35 dBZ e com o echotop. Essa é a primeira evidência dessas correlações e uma teoria que possa explicá-las é discutida. Não foram encontradas evidências de correlação entre o intervalo entre descargas de retorno e a corrente contínua com parâmetros extraídos do radar. === Cloud-to-ground lightning are important because of their destructive aspect. Determining how their characteristics vary from region to region in different seasons and weather regimes helps to better understand what parameters suffer more or less influences from conditions other than the physics of the discharge. To study the variability of the following cloud to ground lightning parameters: multiplicity, duration, interstroke interval, continuing and peak current, it were used data from high-speed cameras and Lightning Location Systems, such as BrasilDAT and NLDN. Three observation campaigns were conducted, one in Tucson, AZ, USA, and two in Sao Jose dos Campos, SP, Brazil. The detection efficiencies were estimated for the three campaigns, showing that Tucson region has a flash detection efficiency of 92\%, while S. J. dos Campos presented a flash DE of 75\% in 2003/2004, increasing this value to 91\% due to the upgrade in the sensors in 2008. The flash multiplicity was the most precisely measured parameter by the two techniques, varying from 3.7 a 4.8. To understand the variation on the flash multiplicity, CAPPIs were used to extract parameters of the clouds, as the area enclosed by the contours of 35 dBZ level at the isotherm of -10° C. This area was considered as an estimate of the main negative charge center within the thunderstorm clouds. Other parameters taken from the radar were echo maximum height of 35 dBZ and ECHOTOP. We found, for the first time, correlations between multiplicity and duration with the contours of the areas of 35 dBZ. A conceptual model was proposed to explain this relationship physically. The peak current correlated well with the heights of 35 dBZ max. echo and with ECHOTOP. This is the first evidence of these correlations and a theory that can explain them is discussed. There was no evidence of correlation between the interstroke interval and the continuing current with parameters extracted from the radar.