Características dos raios ascendentes no Brasil

• Processo: 12/15375-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de abril de 2013 - 30 de setembro de 2015
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geofísica
• Pesquisador responsável: Marcelo Magalhães Fares Saba
• Beneficiário: Marcelo Magalhães Fares Saba
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Carlos Augusto Morales Rodriguez ; Marco Antonio da Silva Ferro ; Rachel Ifanger Albrecht
• Assunto(s): Raios Raios ascendentes Descarga elétrica Câmeras de precisão Processos físicos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Câmera de alta velocidade | campo elétrico | Caracterização | processos físicos | Raios Ascendentes | Torres de comunicação e geradores eólicos | Eletricidade Atmosférica

Resumo

Até janeiro de 2012 nenhum raio ascendente (RA) havia sido registrado no Brasil. Com a ajuda de algumas câmeras registramos, durante os meses de janeiro, março e abril, quinze raios ascendentes que tiveram início a partir de uma ou mais torres situadas sobre o Pico do Jaraguá, na cidade de São Paulo. Este projeto de pesquisa visa caracterizar os raios ascendentes até então nunca observados e estudados no Brasil e pretende responder algumas questões que as primeiras e recentes observações suscitaram. Entre elas estão: Qual a frequência de tais descargas? Como se iniciam? Que tipo de estruturas são propícias para a sua iniciação? Quais os processos físicos que regem os raios ascendentes? Em que diferem dos raios descendentes extensivamente observados pelo grupo nos últimos anos? Em que diferem dos raios ascendentes observados em outros países? Para responder estas e outras questões descritas neste documento, combinaremos observações de câmeras de vídeo de alta resolução temporal, medidas de campo elétrico e dados de redes de detecção de relâmpagos. Prevemos ao longo do projeto três campanhas de observação de raios ascendentes. Duas delas para observação de raios ascendentes nas torres de comunicação situadas no Pico do Jaraguá e na Avenida Paulista, e no arranha-céu Edifício Itália na cidade de São Paulo, e uma outra campanha patrocinada pela National Science Foundation (NSF) e pela Universidade do Arizona (Dept. of Atmospheric Sciences) para observação de raios ascendentes em uma fazenda de geradores eólicos no Kansas e torres de comunicação em South Dakota, EUA. Como os atuais padrões de proteção contra raios são baseados em raios descendentes, esta pesquisa poderá identificar riscos exclusivamente associados com raio ascendentes, que não são atualmente conhecidos e nem mesmo incluídos em normas de proteção. O resultado da pesquisa irá ainda ajudar a aprimorar os sistemas de detecção e localização de descargas atmosféricas que monitoram a incidência de raios no Brasil visto que o local em que tocam o solo é conhecido.Grande parte da instrumentação necessária para este estudo utilizado já se encontra disponível no grupo e boa parte das campanhas será custeada por meio de cooperações internacionais. Um fator essencial para a consecução deste projeto será a aquisição de uma câmera que atenda as necessidades específicas para este estudo pioneiro no Brasil. Esta câmera possui melhor resolução temporal e espacial, maior sensibilidade e mobilidade para poder observar processos físicos dos raios que não puderam ser observados com as câmeras atuais do grupo. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SABA, MARCELO M. F.; SCHUMANN, CARINA; WARNER, TOM A.; HELSDON, JOHN H.; ORVILLE, RICHARD E.. High-speed video and electric field observation of a negative upward leader connecting a downward positive leader in a positive cloud-to-ground flash. Electric Power Systems Research, v. 118, n. SI, p. 89-92, JAN 2015. (12/15375-7)

SABA, M. M. F.; PAIVA, A. R.; SCHUMANN, C.; FERRO, M. A. S.; NACCARATO, K. P.; SILVA, J. C. O.; SIQUEIRA, F. V. C.; CUSTODIO, D. M.. Lightning attachment process to common buildings. Geophysical Research Letters, v. 44, n. 9, p. 4368-4375, MAY 16 2017. (12/15375-7)

SOUSASANTOS, JONAS; ANDRADE SOBRAL, JOSE HUMBERTO; KHERANI, ESFHAN ALAM; FARES SABA, MARCELO MAGALHAES; DE CAMPOS, DIOVANE RODOLFO. Relationship between ionospheric plasma bubble occurrence and lightning strikes over the Amazon region. Annales Geophysicae, v. 36, n. 2, p. 349-360, MAR 9 2018. (12/15375-7)

SCHUMANN, CARINA; SABA, MARCELO M. F.; WARNER, TOM A.; FERRO, MARCO A. S.; HELSDON, JR., JOHN H.; THOMAS, RON; ORVILLE, RICHARD E.. On the Triggering Mechanisms of Upward Lightning. SCIENTIFIC REPORTS, v. 9, JUL 3 2019. (12/15375-7, 13/05784-0)

SABA, MARCELO M. F.; DE PAIVA, AMANDA R.; CONCOLLATO, LUKE C.; WARNER, TOM A.; SCHUMANN, CARINA. Optical observation of needles in upward lightning flashes. SCIENTIFIC REPORTS, v. 10, n. 1, OCT 15 2020. (12/15375-7, 13/05784-0)

SABA, MARCELO M. F.; SCHUMANN, CARINA; WARNER, TOM A.; FERRO, MARCO ANTONIO S.; DE PAIVA, AMANDA ROMAO; HELSDON, JR., JOHN; ORVILLE, RICHARD E.. Upward lightning flashes characteristics from high-speed videos. JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES, v. 121, n. 14, p. 8493-8505, JUL 27 2016. (13/05784-0, 12/15375-7, 14/10299-6)