ESTUDO DE DESCARGAS ELÉTRICAS ATMOSFÉRICAS NO SUL E SUDESTE DO BRASIL: ANÁLISE PRELIMINAR

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1 ESTUDO DE DESCARGAS ELÉTRICAS ATMOSFÉRICAS NO SUL E SUDESTE DO BRASIL: ANÁLISE PRELIMINAR Rosangela Barreto Biasi Gin, Augusto José Pereira Filho, Departamento de Ciências Atmosféricas-IAG, Universidade de São Paulo - USP, R. do Matão No Cidade Universitária,São Paulo-Capital CEP: Tel.:(0YY) FAX.: (0YY) Cesar A. Assis Beneti, Instituto Tecnológico SIMEPAR SIMEPAR Caixa Postal 19100, Curitiba PR CEP.: Tel (0YY) (r. 6355) Fax (0YY) Roberto Lage Guedes Instituto de Aeronautica e Espaço CTA/IAE/ACA Pr. Marechal Eduardo Gomes, 50 V. das Acácias, São José dos Campos- São Paulo CEP.: Tel.: (0YY) FAX.: (0yy) ABSTRACT Cloud-to-ground lightning flash density results for São Paulo and Paraná, Brazil, have been analyzed during the period of October of 1998 through of June of The geographical distribution of total flashes, average peak current and positive flashes are analyzed too. Monthly mean maps were constructed from a database of about 2.0 million of cloud-to-ground (CG) lightning strikes recorded by a Lightning Positioning and Tracking Systems LPATS. The total of CG lightning strikes recorded are predominant negative flashes (80%). The maximum flash activity are in October of 1998 and in February of 1999 coinciding with the storms dominated the spring season and warm season respectively These month presented flash density greater than 1flash km -2 with values exceeding 2.5 flashes km -2 over the most part of São Paulo Paraná region Palavras chaves: Descargas Elétricas Atmosféricas - Relâmpagos INTRODUÇÃO O estudo dos relâmpagos tem obtido grandes avanços na última década. Isto ocorre devido ao aprimoramento das técnicas de medida e da ampliação das redes de sensores de monitoramento de solo. A maioria destes estudos tentam minimizar os danos causados pela incidência de tal evento através do estudo da distribuição temporal e espacial das descargas elétricas atmosféricas. Desta forma pode se identificar a época e os locais mais atingidos. Além disto, evolução espaço temporal das descargas atmosféricas, associada a sistemas meteorológicos, pode ser utilizada para auxiliar e otimizar os sistemas de monitoramento do tempo.. Os dados de descargas atmosféricas são obtidos de um sistema de detecção continua de descargas elétricas denominado Lightning Positioning and Tracking Systems (LPATS). O sistema detecta as descargas de retorno dos relâmpagos do tipo nuvem-solo e identifica a localização, o tempo de ocorrência, a polaridade e estima a 2012

2 intensidade de corrente. Utilizou-se neste estudo os dados do sistema LPATS do Sistema Meteorológico do Paraná (SIMEPAR). Neste período o sistema consistia de 8 estações detectoras distribuídas pelo estado do Paraná e São Paulo apresentando eficiência de detecção em torno de 70% para a região em estudo. A Figura 1 ilustra a localização dos sensores do sistema LPATS utilizados. O presente estudo apresenta a atividade mensal e a distribuição espacial das descargas elétricas atmosféricas nos estados de São Paulo e Paraná durante o período de outubro de 1998 a fevereiro de 1999 Figura 1 Ilustração da região em estudo. Os triângulos azuis identificam a localização dos sensores LPATS. 2013

3 RESULTADOS E DISCUSSÕES Cerca de 2 milhões de descargas elétricas atmosféricas foram medidas entre os estados de São Paulo e Paraná durante outubro de 1998 a junho de A Figura 2 mostra a distribuição mensal da atividade de descargas atmosférica neste período. Nesta figura observa-se que os meses outubro de 1998 e fevereiro de 1999 apresentaram maior atividade de descargas nesta região sendo superior a descargas por mes. Nestes períodos a instabilidade atmosférica é intensificada por fenômenos de mesoescala e de escala sinótica que são freqüentes nesta área e época do ano. Esta instabilidade associada a perturbações locais intensificam a atividade convectiva favorecendo o aumento do número de ocorrência de relâmpagos. Do total de descargas atmosféricas medidas 80% são de descargas negativas e 20% são de descargas positivas. Número total de descargas atmosféricas (x 1000) positivo negativo total Out/98 Nov/98 Dez/98 Jan/99 Fev/99 Mar/99 Abr/99 Mai/99 Jun/99 Figura 2 Distribuição mensal da atividade de descargas elétricas atmosféricas para o estado de São Paulo e Paraná A distribuição espacial da densidade, da percentagem de descargas positivas e da intensidade de corrente média das descargas atmosféricas foi observada para os meses de maior atividade de descargas atmosféricas na região de São Paulo e Paraná. Os períodos outubro de 1998 e fevereiro de 1999 apresentam densidades de descargas superiores a 0,5 descargas/km2 por mês para ambas as regiões. Esta densidade é quase o dobro da maior densidade de descargas observada na Índia entre os anos de 1989 a 1996 (Yair et al., 1998). A Figura 3 mostra a distribuição espacial da densidade de descargas para os meses de outubro (na parte superior) e fevereiro (na parte inferior). Esta figura mostra que tanto em São Paulo como no Paraná há regiões com densidade espacial superior a 2,5 descargas/km 2 por mês. Estas densidades são comparáveis as densidades encontradas na Flórida, região esta definida como a Capital dos Relâmpagos nos Estados Unidos (Hodanish et al., 1997). Comparando as distribuições espaciais mensais da densidade de descargas atmosféricas em São Paulo observa-se que em outubro a densidade de descargas é similar a densidade de descargas atmosféricas de setembro. Já o Paraná apresenta maior área com densidade superior a 1 descarga/ km 2 no mês de outubro do que em fevereiro. Da mesma forma, podemos observar que para o mês de outubro, a densidade de descargas atmosféricas no Paraná apresenta maior área com densidade superior a 1 descarga/ km 2 por mês do que em São Paulo. Esta diferença de comportamento não foi identificada para o mês de fevereiro. 2014

4 Figura 3 Densidade de descargas elétricas atmosféricas em outubro de 1998 (na parte superior) e em fevereiro de 1999 (na parte inferior). 2015

5 A Figura 4 mostra a distribuição espacial da porcentagem de descargas elétricas positivas para os meses de outubro e de fevereiro. Desta figura observa-se que em São Paulo a porcentagem de descargas positivas é maior em outubro do que em fevereiro. No Paraná esta diferença já não é tão evidente. Por outro lado, tanto em outubro como em fevereiro a percentagem de descargas positivas é maior no Paraná do em São Paulo. Este comportamento mostra que para a distribuição espacial dos sensores utilizado neste estudo apresenta maior eficiência de detecção no Paraná do que no estado de São Paulo. Entretanto se considerarmos apenas o estado do Paraná a percentagem de descargas positivas obtida para este estado (superior a 20 %) é de pelo menos o dobro da maior percentagem de descargas positivas encontrada nos Estados Unidos que é de aproximadamente 10% para a mesma estação do ano (Orville e Silver, 1997). A distribuição espacial da intensidade de corrente média negativa e positiva para a região e período em estudo é mostrada nas Figuras 5 e 6 respectivamente. A Figura 5 mostra que para o mês de outubro a distribuição espacial da intensidade de corrente média negativa em São Paulo é similar a distribuição espacial da intensidade de corrente média negativa no Paraná. Já em fevereiro a intensidade de corrente média negativa no Paraná é maior do que a intensidade de corrente média negativa de São Paulo. Estas diferenças de comportamento podem estar associadas a sistemas meteorológicos predominantes que atuam nestes estados. A Figura 6 mostra o mesmo comportamento da distribuição intensidade de corrente média positiva para os meses outubro e fevereiro. Entretanto, a intensidade de corrente média positiva no Paraná apresenta-se menor do que a intensidade de corrente média positiva de São Paulo. No futuro estes resultados serão associados a climatologia da região de modo a identificar os sitemas responsáveis pelas densidades de descargas aqui encontrada. 2016

6 Figura 4 Distribuição espacial da percentagem de descargas elétricas atmosféricas positivas em outubro de 1998 (na parte superior) e em fevereiro de 1999 (na parte inferior). 2017

7 Figura 5 Distribuição espacial da intensidade de corrente média das descargas elétricas atmosféricas negativas em outubro de 1998 (na parte superior) e em fevereiro de 1999 (na parte inferior). 2018

8 Figura 6 Distribuição espacial da intensidade de corrente média das descargas elétricas atmosféricas positivas em outubro de 1998 (na parte superior) e em fevereiro de 1999 (na parte inferior). 2019

9 AGRADECIMENTOS Os autores agradecem ao Analista de Sistemas Fábio Sato do SIMEPAR, aos técnicos Celso Erasmo de Oliveira Júnior e Paulo Norberto Fioratti Filho pelo apoio computacional necessário à realização deste trabalho. Este trabalho foi parcialmente financiado pela Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) suporte número 95/ REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA Gin, R.B.B.; Pereira Filho, A J.; Silva Dias, M. A F. Estudo das Descargas Elétricas Atmosféricas em Sistemas Convectivos Organizados: análise preliminar. X Congresso Brasileiro de Meteorologia, Brasilia, outubro Compack Disk (MR 98009) Hodanish, S. et al. A 10-yr monthly lightning climatology of Florida: Weather and Forecasting, 12: , September Orville, R. E. e Silver A. Lightning ground flash density in the contiguous United States: Monthly Weather Review, 125: , April

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