Instrumentos e Aplicações III Sistemas Óticos
Sistemas Óticos Os sistemas óticos detectam mudanças momentâneas do brilho das nuvens, as quais são iluminadas por descargas elétricas. ltg_ani.mp4
Lembrando que a medida que uma descarga elétrica aquece o canal (> 10.000 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%
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
Lightning Spectroscopy, E.P. Krider, Nuclear Instruments and Methods, 110, 411-419, 1973) UV-Próximo Oatomico N atomico IR-Próximo
H.J. Christian, R.J. Blakeslee, S.J. Goodman, The Detection of Lightning From Geostationary Orbit, J. Geophys. Res., 94, 13329-13337, 1989,"
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
- Operational Linescan System (OLS), a bordo do DMSP (Fotografias analógicas 1973-991 e depois digital. https://ghrc.nsstc.nasa.gov/uso/ds_docs/ols/ols_dataset.html -Optical Transient Detector (OTD) a bordo do microlab; (1995-2000) - Lightning Imaging Sensor (LIS) a bordo do satélite TRMM (o dados do OTD e LIS podem ser acessados na internet pelo endereço http://thunder.gsfc.nasa.gov); (1997 a 2015) -Fast On-orbit Recording of Transient Events (FORTE) (1997-????) http://nis-www.lanl.gov/nis-projects/forte/ e http://edot.lanl.gov/; -Geostationary Lightning Mapper (GLM) http://www.goes-r.gov/spacesegment/glm.html
Operational Linescan System - DMSP Scanner de alta resolução no visível e infra-vermelho que produz fotografias (0.47 1.1 um )
Operational Linescan System - DMSP
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.
A CCD opera na linha de emissão de 0.7774 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.
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 2015. 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.
Lightning Imaging System (LIS) a bordo do TRMM NASA/MSFC : http://thunder.msfc.nasa.gov
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.
Optical Transient Detector (OTD) a bordo do MicroLab-1 NASA/MSFC : http://thunder.msfc.nasa.gov
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 30-300 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 50.000 amostras por segundo.
and the new geostationary constellation
https://www.youtube.com/watch?v=t0b8-typkga https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/flashy-first-imagesarrive-from-noaa-s-goes-16-lightning-mapper
GOES-16's Geostationary Lightning Mapper (GLM) lightning data from Feb. 14