Instrumentos e Aplicações III

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Lídia Monteiro
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1 Instrumentos e Aplicações III Sistemas Óticos

2 Sistemas Óticos Os sistemas óticos detectam mudanças momentâneas do brilho das nuvens, as quais são iluminadas por descargas elétricas. ltg_ani.mp4

3 Lembrando que a medida que uma descarga elétrica aquece o canal (> K), as moléculas são dissociadas e os átomos são ionizados Análises espectrais das descargas elétricas indicam radiação contínua e linhas de emissão que dependem da composição química da Atmosfera. 78% 20,95%

Além disso, os pulsos dos raios Intra-nuvem tem duração de

4 De acordo com os estudos de Krider et al. (1968), de 0,1 a 1% da Energia emitida pelos raios é visível. Além disso, os pulsos dos raios Intra-nuvem tem duração de alguns micro-segundos enquanto que nuvem-terra dezenas-centenas de micro-segundos

5 Lightning Spectroscopy, E.P. Krider, Nuclear Instruments and Methods, 110, , 1973) UV-Próximo Oatomico N atomico IR-Próximo

6 H.J. Christian, R.J. Blakeslee, S.J. Goodman, The Detection of Lightning From Geostationary Orbit, J. Geophys. Res., 94, , 1989,"

7 Os sistemas atuais são capazes de detectar relâmpagos tanto durante a noite como no dia (desde 1985). Por não poder distinguir os tipos de raios, estes sistemas detectam as descargas totais, uma vez que os relâmpagos do tipo CG, IC e CC produzem eventos luminosos visíveis do espaço. Estes instrumentos medem o tempo do evento, a energia irradiada e a sua localização definida pela resolução da CCD. Até o presente momento existiram 3 sensores com estas características e 1 que media somente a noite e foi o primeiro a medir raios a partir de satélites. Após, 19/11/2016, com lançamento do GOES-R (16) tem um sensor (GLM) a borde de um satélite Geoestacionário

8 - Operational Linescan System (OLS), a bordo do DMSP (Fotografias analógicas e depois digital. -Optical Transient Detector (OTD) a bordo do microlab; ( ) - Lightning Imaging Sensor (LIS) a bordo do satélite TRMM (o dados do OTD e LIS podem ser acessados na internet pelo endereço (1997 a 2015) -Fast On-orbit Recording of Transient Events (FORTE) (1997-????) e -Geostationary Lightning Mapper (GLM)

9 Operational Linescan System - DMSP Scanner de alta resolução no visível e infra-vermelho que produz fotografias ( um )

10 Operational Linescan System - DMSP

12 A componente principal destes sensores é um imageador composto de um sistema acoplado de carga (CCD charged couple device) disposto em uma matriz de 128 x 128.

13 A CCD opera na linha de emissão de microns. Sendo que a observação de descargas atmosféricas é feita a partir de 500 amostragens por segundo. ( 2 ms) Esta CCD é similar a um câmera de TV, aonde os pixels são as matrizes. A identificação de um evento é feita a partir da diferença da imagem de fundo, a qual estabelece o sinal fixo, e as posteriores. Portanto uma amostragem continua no tempo pode identificar o caminho das diferentes descargas elétricas projetadas em um plano de 2D.

14 O sistema LIS cobre uma área de 600 x 600 km (satélite estava a 350 km até agosto de 2001 e depois foi deslocado para 405 km) e tem resolução espacial de 3 (nadir) e 6 (limb) km. Como o satélite viajava a 7 km/s, temos uma amostragem de 90 segundos sobre um ponto qualquer na terra. O LIS foi lançado em Novembro de 1997 e foi descontinuado em Abril de Este satélite consegue passar sobre uma região de 10 x 10 graus de latitude e longitude 2 vezes ao dia, sendo que a mesma repetição da área e horária será feita após 35 dias. Portanto este satélite não consegue dar continuidade temporal necessária para o monitoramento em tempo real.

17 Lightning Imaging System (LIS) a bordo do TRMM NASA/MSFC :

18 O OTD cobre uma área de 1300 x 1300 km (satélite está a 710 km) e tem um resolução espacial de 10 km. O OTD foi lançado de Abril de 1985 e parou em 2000.

20 Optical Transient Detector (OTD) a bordo do MicroLab-1 NASA/MSFC :

21 O FORTE além do sistema ótico do LIS/OTD possui um sistema de ondas de rádio (RF) e um foto-detector. O sistema de rádio incorpora 3 receptores de bandas larga cobrindo as freqüências de MHz (VHF), com uma antena de polarização seletiva e um digitalizador de forma de onda de alta velocidade. O sistema de foto-detector tem uma capacidade de armazenamento de amostras por segundo.

23 and the new geostationary constellation

25 GOES-16's Geostationary Lightning Mapper (GLM) lightning data from Feb. 14

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