@MastersThesis{Mattos:2009:RePrFí,
author = "Mattos, Enrique Vieira",
title = "Rela{\c{c}}{\~o}es das propriedades f{\'{\i}}sicas das nuvens
convectivas com as descargas el{\'e}tricas",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2009",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2009-04-08",
keywords = "descargas el{\'e}tricas, raios, sistemas convectivos de
mesoescala, proprietdades f{\'{\i}}sicas, propriedades
microf{\'{\i}}sicas, sensoriamento remoto, previs{\~a}o
imediata de tempo, electric discharges, cloud to ground
lightining, mesoescale convective, system, physical properties,
microphysical properties, remote sensing, nowcasting.",
abstract = "O entendimento das propriedades f{\'{\i}}sicas e
microf{\'{\i}}sicas associadas {\`a} forma{\c{c}}{\~a}o e
ocorr{\^e}ncia da atividade el{\'e}trica em nuvens convectivas
utilizando dados observacionais, {\'e} de grande import{\^a}ncia
para a determina{\c{c}}{\~a}o de par{\^a}metros previsores da
ocorr{\^e}ncia desses fen{\^o}menos atmosf{\'e}ricos. Visto que
diversos segmentos da sociedade como, os setores de rede de
distribui{\c{c}}{\~a}o de energia el{\'e}trica, sistemas de
telefonia e telecomunica{\c{c}}{\~o}es, s{\~a}o afetados
diretamente pela atividade de rel{\^a}mpagos em todo o
pa{\'{\i}}s, o desenvolvimento de estudos que possam levar a uma
maior compreens{\~a}o da atividade convectiva, processos
microf{\'{\i}}sicos na forma{\c{c}}{\~a}o de
precipita{\c{c}}{\~a}o e ocorr{\^e}ncia de descargas
el{\'e}tricas mostra-se de grande relev{\^a}ncia. Desta forma,
este trabalho teve como objetivo principal caracterizar as
propriedades f{\'{\i}}sicas e microf{\'{\i}}sicas de nuvens
convectivas respons{\'a}veis pela ocorr{\^e}ncia de raios
(rel{\^a}mpagos nuvem-solo). Para tanto, foram utilizadas as
temperaturas de brilho do infravermelho (TB) inferidas pelo
sat{\'e}lite GOES, a temperatura de brilho em microondas inferida
pelo sat{\'e}lite TRMM e NOAA-18 e dados de ocorr{\^e}ncia de
raios reportados por detectores em solo para o estado de S{\~a}o
Paulo entre 2005 e 2007. A an{\'a}lise da
distribui{\c{c}}{\~a}o espacial e temporal de ocorr{\^e}ncia de
raios sobre o estado de S{\~a}o Paulo evidenciou que a alta
incid{\^e}ncia de raios pr{\'o}xima a cidades de grande porte e
regi{\~a}o do Vale do Para{\'{\i}}ba, deve-se pelo menos em
parte, aos efeitos combinados de incurs{\~a}o freq{\"u}ente de
Sistemas Frontais, orografia, efeitos de ilha de calor e
polui{\c{c}}{\~a}o atmosf{\'e}rica. Por outro lado, o ciclo
diurno das tempestades mostrou um pico bem definido durante as
primeiras horas da tarde (16 horas local), sendo o mesmo observado
para a esta{\c{c}}{\~a}o de ver{\~a}o, primavera e outono. No
entanto, o inverno n{\~a}o apresentou um hor{\'a}rio
preferencial de ocorr{\^e}ncia de raios. A combina{\c{c}}{\~a}o
de TB no infravermelho e informa{\c{c}}{\~a}o de ocorr{\^e}ncia
de raios indicou que as propriedades f{\'{\i}}sicas, tamanho,
temperatura do topo, taxa de expans{\~a}o normalizada,
excentricidade e fra{\c{c}}{\~a}o convectiva dos Sistemas
Convectivos de Mesoescala (SCM) possuem forte influ{\^e}ncia na
ocorr{\^e}ncia de raios, desta forma, foi poss{\'{\i}}vel
ajustar curvas que relacionassem a ocorr{\^e}ncia m{\'e}dia de
raios a cada uma dessas propriedades. Utilizando o mesmo conjunto
de dados, foi observado que a taxa de expans{\~a}o dos SCM
durante os est{\'a}gios iniciais sugeriu ser um par{\^a}metro
indicativo da ocorr{\^e}ncia de raios e do tempo de vida total
dos sistemas. Al{\'e}m disso, dentre os SCM estudados,
observou-se que a m{\'a}xima ocorr{\^e}ncia m{\'e}dia de raios
foi caracterizada entre o est{\'a}gio de inicia{\c{c}}{\~a}o e
matura{\c{c}}{\~a}o dos sistemas, sendo o mesmo ocorrendo para a
densidade m{\'e}dia de raios (raios/km^2). Por outro lado, o
estudo combinando informa{\c{c}}{\~o}es em microondas com as
ocorr{\^e}ncias de raios, mostrou que o tamanho, conte{\'u}do
integrado verticalmente de gelo e a orienta{\c{c}}{\~a}o das
part{\'{\i}}culas de gelo possu{\'{\i}}ram influ{\^e}ncia
direta nos processos de eletrifica{\c{c}}{\~a}o das nuvens
convectivas e na ocorr{\^e}ncia de raios. Com isso, foi
poss{\'{\i}}vel ajustar curvas de probabilidade de
ocorr{\^e}ncia de raios em fun{\c{c}}{\~a}o de cada um desses
par{\^a}metros. Uma rela{\c{c}}{\~a}o exponencial crescente foi
encontrada entre a probabilidade de ocorr{\^e}ncia de raios e o
tamanho das part{\'{\i}}culas de gelo; j{\'a} uma curva
polinomial de segunda ordem caracterizou a probabilidade de raios
em fun{\c{c}}{\~a}o do conte{\'u}do de gelo e uma
rela{\c{c}}{\~a}o linear negativa entre a probabilidade de
ocorr{\^e}ncia de raios e a diferen{\c{c}}a de temperatura
polarizada do canal de 85 GHz foi observada. Desta forma, esses
resultados in{\'e}ditos na America do Sul permitir{\~a}o em um
futuro pr{\'o}ximo serem utilizados para diagn{\'o}stico de
severidade e realizar progn{\'o}stico de ocorr{\^e}ncia de
raios. ABSTRACT: The knowledge of physical and microphysical
properties associated to cloud-ground lightning occurrence is very
important for determination of potential forecast parameters of
electrical discharges activity. The identification of these
parameters could give valuable contribution for different segments
of society, such as the sectors of electric energy distribution
network, telephone systems and telecommunications, which are
directly affected by the activity of lightning. In this context,
this work presents the relationship between physical and
microphysical properties with cloud-ground lightning. For that,
were used combined data from satellite infrared and microwave
channels with cloud-ground lightning from the ground network for
S{\~a}o Paulo Estate during the period from 2005 to 2008.
Combined information from infrared channels with cloud-ground
lightning showed that size, cloud top temperature, area expansion,
eccentricity and convective fraction of Mesoscale Convective
System (MCS) have strong influence on lightning occurrence. Also
the initial area expansion appears to indicate systems
characterized by lightning and their total life time. Moreover the
most electrical activity was characterized between initiation
stage and maturation, and the same happened to lightning average
density (cloud-ground lightning.km^-2). The preliminary
microphysics clouds study has shown that the size, Ice Water Path
and ice particles orientation have direct influence in the
electrification process of convective clouds and occurrence of
cloud-ground lightning. With these results, it was possible to
adjust lightning occurrence probability curves for each of these
parameters. It was found an exponentially relationship between
lightning occurrence probability and ice particles size, a
second-order polynomial depending on ice water path and a negative
linear relationship between lightning probability and 85 GHz
polarized temperature difference. Therefore, the lightning
probability relationship found in function of physical and
microphysical properties showed considerable potential to be used
in severity diagnostic and cloud-ground lightning nowcasting.",
committee = "Angelis, Carlos Frederico de (presidente) and Machado, Luiz
Augusto Toledo (orientador) and Junior, Osmar Pinto and Rodriguez,
Carlos Augusto Morales",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Relationship between physical properties convective clouds and
cloud-ground lightining",
language = "pt",
pages = "244",
ibi = "8JMKD3MGP8W/353L67S",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP8W/353L67S",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "2024, May 02"
}