Relação Entre o Total de Raios e os Raios Nuvem-Solo Sobre o Leste da Amazônia

Giordani Rafael Conceição Sodré, Douglas Batista da Silva Ferreira, Juarez Oliveira Ventura, Cláudia Priscila Wanzeler Costa, Everaldo Barreiros Souza, Bergson Cavalcanti Moraes

Resumo


Neste estudo foi realizada uma análise comparativa da ocorrência de raios do tipo nuvem-solo (NS), medidos por sensores em superfície e o total de raios (NS e intra-nuvem - IN), derivados de sensoriamento remoto por satélite, objetivando estabelecer uma proporção dos raios NS entre ambos os Lightning Location System (LLS) para o leste da Amazônia. Foram utilizados dados da STARNET e do banco de dados LRTMS (OTD/LIS). A metodologia de análise consistiu no cálculo da Razão Z, da Proporção de Incidência de Raios NS e da Correlação de Pearson. Adicionalmente também foi realizada uma investigação sobre a relação da quantidade de raios NS em função da altitude do relevo. Os resultados apontaram que a incidência de raios NS tem uma oscilação média mensal de 7,5% a 20,4% do total de raios medidos por sensoriamento remoto e a quantidade varia de acordo com o tipo de superfície, sendo que na região oceânica observou-se baixa incidência de raios NS, nas regiões mais próximas ao litoral observou-se no primeiro semestre os maiores valores da proporção de incidência de raios NS, enquanto que no interior do continente, o máximo de atividade elétrica do tipo nuvem-solo apresenta maiores percentuais durante o segundo semestre. Também foi constatado que o relevo não altera a proporção de incidência dos raios NS, uma vez que não foi encontrada uma relação direta somente com a altura do relevo.

 

Relationship Between Total Lightning and Cloud-To-Ground Lightning in Eastern Amazonia

A B S T R A C T

An analysis of the occurrence of cloud-to-ground (CG) lightning, measured by ground-based sensors, and total lightning (CG and intra-cloud (IC) lightning), detected by satellite remote sensing, was performed in this study to compare the proportion of CG lightning between the two lightning location systems (LLS) in Eastern Amazonia. STARNET and LRTMS (OTD/LIS) data were used. The method of analysis consisted of calculating the Z ratio, the proportion of incidence of CG lightning and the Pearson correlation coefficient. Furthermore, the variation in the number of CG lightning flashes as a function of terrain altitude was also investigated. The results indicated that the mean monthly CG lightning incidence ranges from 7.5% to 20.4% of the total lightning measured by remote sensing and that the number of CG lightning flashes varies according to surface type. More specifically, the oceanic region showed low CG lightning incidence, with the regions closest to the coast having the highest proportion of CG lightning incidence in the first semester; in contrast, the CG electrical activity peaked inland during the second semester. The results also showed that the terrain had no effect on the proportion of CG lightning incidence because no direct relationship with terrain height alone was found.

Keywords: Proportion, Z Ratio, Terrain Altitude.


Palavras-chave


Proporção de Raios; Raios Nuvem-Solo; Razão Z; Relevo

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Referências


A. F. Leal, “Análise De Sensores De Descargas Atmosféricas: Protótipo De Um Detector De Raios Com Estimativa De Densidade De Raios Para Região Amazônica Utilizando Psoc”. Dissertação (Pós-Graduação Em Engenharia Elétrica) UFPA, Belém, Pará, 2014.

A. C. L Lee, “An Experimental Study Of The Remote Location Of Lightining Flashes Using A Vlf Arrival Time Difference Technique.” Quart. J. R. Met. Soc., V. 112, P. 203-229, 1986.

A. C. M. Moura, B. M. Fonseca, G. A. Carvalho, “Rotina Para Elaboração De Mde Com O Uso Do Arcview: Utilizando a Base de Dados da Shuttle Radar Topography Mission Realizada Pela Nasa”. UFMG, Departamento De Cartografia, Laboratório De Geoprocessamento, Belo Horizonte, 2006.

A. Gettelman, D. J. Seidel, M. C. Wheeler, R. J. Ross, Multidecadal trends in tropical convective available potential energy, J. Geophys. Res., 107(D21), 4606, doi:10.1029/2001JD001082, 2002.

B. L. S. Pacheco, L. G. Silva Júnior, L. A. Oliveira. Estudo Da Relação Entre Temperatura/Altitude E Precipitação/Altitude Aplicando-Se Os Métodos De Correlação E Regressão. Revista Geonorte, Edição Especial 2, V.1, N.5, P.561 – 572, 2012.

C. Morales, E. N. Anagnostou, “Extending The Capabilities Of High-Frequency Rainfall Estimation From Geostationary-Based Satellite Infrared Via A Network Of Long-Range Lightning Observations”. Journal Of Hydrometeorology, 4(2), 141-159. 2003.

C. A. Morales, J. R. Neves, E. “Anselmo, Sferics Timing and Network – STARNET: Evaluation over South America, Proceeding of 14th International Conference on Atmospheric Electricity – ICAE”, Rio de Janeiro, Brazil, 2011.

D. J. Cecil, D. E. Buechler, R. J. Blakeslee, “Gridded Lightning Climatology From Trmm-Lis And Otd: Dataset Description.” Atmos. Res., 135–136, 404–414, Doi:10.1016/J.Atmosres.2012.06.028, 2012.

D. R. MacGorman, D. W. Burgess, V. Mazur, W. D. Rust, W. L. Taylor, B. C. Johnson, 1989: Lightning rates relative to tornadic storm evolution on 22 May 1981. J. Atmos. Sci., 46, 221–250.

D. E. Buechler, K. T. Driscoll, S. J. Goodman, H. J. Christian, 2000: Lightning activity within a tornadic thunderstorm observed by the Optical Transient Detector (OTD). Geophys. Res. Lett., 27, 2253–2256. Crossref, Google Scholar.

D. J. Boccippio, K. L. Cummins, H. J. Christian, S. J. Goodman, Combined satellite- and surface-based estimation of the intracloudcloud-to-ground lightning ratio over the continental United States, Mon. Weather Rev., 129, 108 – 122, 2001.

D. B. S. Silva Ferreira, E. B. De Souza, B. C. Moraes et al., “Spatial and temporal variability of rainfall in eastern Amazon during the rainy season.” The Scientific World Journal, v. 2015, Article ID 209783, p. 1-9, 2015.

D. Mackerras, M. Darveniza, “Latitudinal variation of lightning occurrence characteristics.” J. Geophys. Res., 99, 10,813-10,821. 1994.

D. Mackerras, M. Darveniza, R. E. Orville, “Global Lightning: Total, Cloud and Ground Flash Estimates.” J. Geophys. Res., 103, 19,791–19,809, 1998.

E. N. Anagnostou and T. Chronis, “The worth of long-range lightning observations on overland satellite rainfall estimation”. Book Chapter, Kluwer Academic Publishers, 2004.

E. Crepani, J. S. Medeiros, “Imagens Cbers+Imagens Srtm+Mosaicos Geocover Landsat Em Ambiente Spring E Terraview: Sensoriamento Remoto E Geoprocessamento Gratuitos Aplicados ao Desenvolvimento Sustentável”. In: Simpósio Brasileiro De Sensoriamento Remoto, Goiânia, 2005.

E. Crepani, J. S. Medeiros, “Imagens Fotográficas Derivadas De Mnt Do Projeto Srtm Para Fotointerpretação Na Geologia, Geomorfologia E Pedologia”. Inpe-11238-Rpq/761. Publicações. São José Dos Campos: Inpe. 39 P, 2004.

E. T. Pierce, “Latitudinal Variation Of Lightning Parameters.” J. Appl. Meteor., 9, 194-195. 1970.

E. B. De Souza, M. T. Kayano, T. Ambrizzi, “Intraseasonal and submonthly variability over the eastern Amazon and Northeast Brazil during the autumn rainy season.” Theoretical and Applied Climatology, 81: 177–191, 2005.

E. Williams, B. Bob, M. Anne, W. Mark, H. Stephen, S. Don, R. Ravi, B. Dennis. (1999). The behavior of total lightning activity in severe Florida thunderstorms. Atmospheric Research. 51. 245-265. 10.1016/S0169-8095(99)00011-3.

E. Williams, (2007), The global electrical circuit: A review, paper presented at the 13th International Conference on Atmospheric Electricity, Int. Assoc. of Meteorol. and Atmos. Sci., Beijing.

G. R. C. Sodre, B. C. Moraes, D. B. S. Ferreira et al., “Teleconexões Oceânicas nos Padrões Climatológicos da Amazônia Oriental: Análise dos Últimos 40 Anos (1974-2013).” Revista Brasileira de Climatologia, Ano 11 – Vol. 17 – JUL/DEZ 2015.

G. S. Zepka, “Estudo Para O Desenvolvimento De Um Previsor Descargas Elétricas Atmosféricas Aplicadas À Região Costeira Do Estado Do Rio De Janeiro.” Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal Do Rio Grande, Programa De Pós-Graduação Em Engenharia Oceânica, Escola De Engenharia, 2005.

H. J. Christian, R. J. Blakeslee, D. J. Boccippio et al., “Global Frequency And Distribution Of Lightning As Observed From Space By The Optical Transient Detector,” J. Geophys. Res., 108 (D1), 4005, 10.1029/2002jd002347, 03 January 2003.

H. J. Christian, R. J. Blakeslee, S. J. Goodman, “Lightning Imaging Sensor (Lis) For The Earth Observing System.” Nasa Tech. Memo. 4350, 36 Pp. 1992.

H. J. Christian, R. J. Blakeslee, S. J. Goodman et al., “The Lightning Imaging Sensor.” In: Nasa Conference Publication. Nasa, P. 746-749. 1999.

IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2017). IBGE Cidades. Fonte: Brasil em Síntese. https://cidades.ibge.gov.br/brasil/pa/panorama. Acesso em 04 de fevereiro de 2018.

J. C. Hugh, J. B. Richard, J. B. Dennis, “Global Frequency And Distribution Of Lightning As Observed From Space By The Optical Transient Detector.” Journal Of Geophysical Research, Vol. 108, No. D1, 4005, Doi:10.1029/2002jd002347, 2003.

K. L. Cummins; M. J. Murphy. An overview of lightning locating systems: history, techniques, and data uses, with na in-depth look at the U.S. NLDN. IEEE Trans Electronmagn Compat 51:499-519. 2009.

K. E. Pickering, Y. Wang, W.-K. Tao, C. Price, J.-F. Muller. Vertical distribution of lightning NOx for use in regional and chemical transport models, J. Geophys. Res., 103, 31 203– 31 216, 1998.

K. F. Itterly, P. C. Taylor, J. B. Dodson, A. B. Tawfik (2016), On the sensitivity of the diurnal cycle in the Amazon to convective intensity, J. Geophys. Res. Atmos., 121, 8186–8208, doi:10.1002/2016JD025039.

L. M. Dentel, “ Modelagem de Sistemas de Detecção de Descargas Atmosféricas na Amazônia.” Tese (Pós-Graduação Em Engenharia Elétrica), UFPA, Belém, Pará, 2013.

L. M. V. Carvalho, C. Jones, B. Liebmann, “The South Atlantic Convergence Zone: Persistence, Form, Extreme Precipitation and Relationships with Intraseasonal Activity.” Journal of Climate, v. 17, n.1, p. 88-108, 2004.

M. A. S. S. Gomes, “Estudo Dos Relâmpagos Na Região Sudeste Do Brasil Em Função Das Características Geográficas.” Dissertação (Pós-Graduação Em Geofísica Espacial), Inpe, São José Dos Campos, São Paulo, 2003.

M. M. Pompeu, M. M.; Souza, J. R. S.; Ribeiro, W. M. N.; Silva, C. C. S.; Aarão Junior, R. N. N. Estudo das relações entre descargas elétricas atmosféricas e a chuva no Leste da Amazônia. Revista Brasileira de Geografia Física v.10, n.01 (2017) 267-279.

M. J. Rycroft, S. Israelsson, C. Price, 2000. The global atmospheric electric circuit. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 62, 1563–1576.

M. Pallotta, R. Y. Nakazato, “Caracterização de Episódios de Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) e Zona de Convergência de Umidade (ZCOU) em Janeiro e Fevereiro de 2010”. XVI Congresso Brasileiro de Meteorologia, 2010.

M. F. L. Quadro, M. A. F. Silva Dias, D. L. Herdies et al., “Análise Climatológica da Precipitação e do Transporte de Umidade na Região da ZCAS Através da Nova Geração de Reanálises”. Revista Brasileira de Meteorologia, V.27, P.152 -162, 2012.

R. J. Blakeslee, H. J. Christian, M. F. Stewart et al., “Lightning Imaging Sensor (LIS) For The International Space Station (Iss): Mission Description And Science Goals.” In: Xv International Conference On Atmospheric Electricity, 15-20 June 2014, Norman, Oklahoma, U.S.A.

R. Markson, (2007), The global circuit intensity, Bull. Am. Meteorol. Soc., 224, 233 – 241.

R. M. Reap, “Evaluation Of Cloud-To-Ground Lightning Data From The Western United States For The 1983-1984, Summer Seasons.” J. Climate Appl. Meteorol., 25: 785-799, 1986.

S. A. Prentice, D. Mackerras, “The Ratio Of Cloud To Cloud-Ground Lightning Flashes In Thunderstorms.” J. Appl. Meteor., 16, 545–550,1977.

S. G. Mesgana, Y. G. Thian. Trends in Convective Available Potential Energy (Cape) and Extreme Precipitation Indices over the United States and Southern Canada for summer of 1979-2013. Civil Eng Res J. 2017; 1(2): 555556. DOI: 10.19080/CERJ.2017.01.555556.

V. A. Rakov, M. A. Uman. Lightning: Physics and Effects. UK: Cambridge University Press 2003; p. 687. https://doi.org/10.1017/CBO9781107340886

V. Bourscheidt, F. M. Breunig, J. P. Minussi, “Descargas Elétricas No Sul Do Brasil”. In: Workshop Brasileiro De Micrometeorologia, Iii, 2003, Santa Maria. Anais. Santa Maria: Revista Ciência & Natura/ Universidade Federal De Santa Maria, P. 243-246. 2003.

W. L. Chameides, S. H. Donald, D. Russell, W. R. David, R. J. Cicerone. (1977). NO x Production in Lightning. Journal of the Atmospheric Sciences. 34. 10.1175/1520-0469(1977)034<0143: NPIL>2.0.CO;2.

W. M. N. Ribeiro, J. R. Souza, M. N. G. Lopes et al., “Lightning and Precipitation Produced by Severe Weather Systems over Belém, Brazil.” Revista Brasileira de Meteorologia, v. 29, n. esp., 41 - 59, 2014.




DOI: https://doi.org/10.26848/rbgf.v13.2.p782-797

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