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Tipo da ReferênciaThesis
Identificador8JMKD3MGP5W34M/3GBBC7E
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m21b/2014/05.19.13.59
Metadadossid.inpe.br/mtc-m21b/2014/05.19.13.59.55
Sitemtc-m21b.sid.inpe.br
Chave SecundáriaINPE-17387-TDI/2193
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Chave de CitaçãoMendizabal:2014:EsEmAl
AutorMendizabal, Iver Ronald Winkelmann
GrupoGESATM-CEA-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
TítuloEstudo de emissões de alta energia produzidas por campos elétricos de relâmpagos e nuvens de tempestades
Ano2014
BancaEcher, Ezequiel (presidente)
Tavares, Fernanda de São Sabbas (orientadora)
Gobbi, Delano
Dallaqua, Renato Sérgio
Martin, Inacio Malmonge
Data2014-04-01
Título AlternativoStudy of high energy emissions produced by electrical fields of lightning and thunderstorms
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Palavras-ChaveEmissões de alta energia, tempestades, testes estatísticos, Observatório de Raios Cósmicos Pierre Auger, Lightning Imaging Sensor - LIS, High energy emissions, thunderstorms, statistical tests, Pierre Auger Cosmic Ray Observatory, Lightning Imaging Sensor - LIS.
ResumoEmbora teorizada na década de 1920, a emissão de partículas e fótons energéticos por nuvens de tempestade e relâmpagos vem sendo alvo de intenso estudo apenas nas últimas décadas. Essa nova área de pesquisa, denominada como Física Atmosférica de Alta Energia, ganhou grande interesse com a descoberta inicial de flashes de raios gama com origem terrestre, registrados por um dos instrumentos do satélite Observatório Compton de Raios Gama (CGRO). Diversos estudos experimentais e teóricos revelaram muitas características da origem e da produção desse fenômeno, o mais energético produzido em nosso planeta. Entretanto, existem questões fundamentais que permanecem sem resposta. Uma delas é o origem do campo elétrico capaz de acelerar elétrons que possam emitir fótons com energias de até 100 emph{Me V}. Neste trabalho, pela primeira vez, explorou-se dados de relâmpago, coletados pelo Sensor Imageador de Relâmpagos (LIS) a bordo do satélite Missão de Medida da Precipitação Tropical (TRMM), conjuntamente com dados de partículas/fótons de alta energia detectados no solo pelos sensores do Observatório Pierre Auger, localizado na Argentina, na procura de tais emissões. Utilizando cinco anos de dados foi realizada uma análise preliminar procurando coincidências com uma diferença máxima de $pm$100 emph{MS}, resultando apenas 1,72% dos dados do LIS em coincidência com os eventos registrados pelo Auger. Foram implementados testes estatísticos para averiguar se essa percentagem poderia ou não ser resultado de uma associação puramente aleatória. Os testes mostraram que a probabilidade de encontrar coincidências espaço-temporais aleatórias é aproximadamente três vezes menor do que a percentagem encontrada. Para aperfeiçoar a análise, os Grupos foram agrupados em Flashes utilizando-se os critérios tempo-espaciais do LIS, assim o conjunto de dados foi reduzido em 209 Grupos e 209 eventos T3, eventos que estão compostos por 841 registros de tanques individuais. Posteriormente foi analisado o tipo de traço registro de cada tanque, separando-os entre traços produzidos por partículas/fótons (73,9%) e traços produzidos por emissões VHF dos relâmpagos (26,1%). Do total de tanques com traço de emissões VHF 96% foram registradas a uma distância $leq$32$pm$4 emph{km} da localização dos primeiros Grupos dos Flashes. Por outro lado, cinco tanques com traço de partículas/fótons foram registrados a uma distância $leq$4$pm$ 4 emph{km}. Uma análise detalhada dos cinco tanques foi realizada devido a duas razões: 1) uma análise comparativa entre distribuições de diferenças espaciais mostrou que todos os registros de tanques com $Delta$emph{s}$leq$20 emph{km} não eram bem explicados; e 2) a restrição espacial, reportada na literatura, que estabelece o alcance máximo das partículas emitidas pelas nuvens de tempestade em $sim$500 m. A análise detalhada dos cinco tanques mostrou que a taxa de detecção de partículas/fótons emitidas pelo primeiro Grupo dos Flashes foi de 7,8 x $10^{-5}$. A duração dos registros variou entre 0,27$mu$emph{s} e 0,50$mu$emph{s} e sua energia ficou entre 489,4 emph{MeV} e 2493,2 emph{MeV}. O $Delta$emph{t} entre eles e os Flashes associados variou entre -31$pm$26 $mu$emph{s} e 11$pm$26 $mu$emph{s} e em um dos casos foi possível estabelecer que o Grupo aconteceu antes do registro no tanque. ABSTRACT: Theorized in the 1920s, emission of particles and energetic photons by thunderclouds and lightning has beem the subject of intense study within the last couple of decades. This new area of research, called High-Energy Atmospheric Physics, became subject of great interest with the accidental discovery of gamma-ray burst of terrestrial origin, as registered by one of the instruments of the satellite Compton Gamma- Ray Observatory (CGRO). Several experimental and theoretical studies have revealed many of the features related to the origin and production of this phenomenon, the most energetic produced in our planet. However, there are fundamental questions that remain unanswered. One is the origin of the electric field capable of accelerating electrons that can emit photons with energies up to 100 emph{M eV}. In this work, the data of the Lightning Imaging Sensor (LIS), onboard the Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM) satellite, was explored for the first time in combination with the high energy particlejphoton data of the tank detectors of the Pierre Auger Observatory, located in Argentina, in seeking of such emissions. Using five years of data, a preliminary analysis was performed looking for coincidences with a maximum difference of $pm$100 emph{ms}, resulting in only 1.72% of the LIS data in coincidence with the events recorded by Auger. Statistical tests were implemented to determine whether this percentage could result from a purely random association or noto The tests showed that the probability of finding space-time random coincidences is approximately three times less than the percentage found. In order to refine the analysis, we grouped the Group data into Flashes using 11S space-time criteria, such that the resulting data set was reduced to 209 Groups and 209 events T3, events that are composed of 841 individual detector tanks records. Subsequently we analyzed the type of trace recorded in each tank, classifying them into traces produced by particlesjphotons (73.9%) and traces produced by VHF emissions (26.1%). Of the total of the tanks with VHF emission traces 96% were recorded at a distance $leq$32$pm$4 emph{km} from the location of the first Group of the Flash. On the other hand, five tanks with particlesjphotons traces were recorded at a distance $leq$4$pm$4 km. A detailed analysis of the five tanks was carried out for two reasons: 1) a comparative analysis of spatial differences between distributions showed that all records with tanks $Delta$s $leq$20 emph{km} were not well explained; and 2) the spatial constraint, reported in the literature, establishing the maximum range of particles emitted by thunderclouds in $sim$500 emph{m}. Detailed analysis of five tanks showed that the detection rate of particlesjphotons per group was 7.8x $10^{-5}$. The duration of the records varied between 0.27$mu$s and 0.50$mu$s and their energy varied between 489.4 emph{MeV} and 2493.2 emph{MeV}. The $Delta$t between the records and the associated Flashes ranged from -31$pm$26 $mu$s and 11$pm$26 $mu$s, and in one of the cases it was possible to establish that the Group happened before the recording of the tank trace.
Número de Páginas116
Idiomapt
Tipo da TeseDissertação (Mestrado em Geofísica Espacial/Ciências Atmosféricas)
Tipo SecundárioTDI
AreaCEA
CursoGESATM-CEA-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
Tamanho5261 KiB
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Última Atualização2014:08.11.18.57.22 sid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.20 administrator
Última Atualização dos Metadados2018:06.04.03.04.07 sid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.20 administrator {D 2014}
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Data de Acesso23 out. 2020
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Tipo da ReferênciaThesis
Identificador8JMKD3MGP5W34M/3G9NRTS
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m21b/2014/05.09.21.40
Metadadossid.inpe.br/mtc-m21b/2014/05.09.21.40.53
Sitemtc-m21b.sid.inpe.br
Chave SecundáriaINPE-17419-TDI/2221
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Chave de CitaçãoSales:2014:ClDiTe
AutorSales, Anderson Barreira
GrupoGESATM-CEA-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
TítuloClimatologia de dias de tempestades nas principais cidades da região equatorial brasileira e projeções para o futuro
Ano2014
BancaDal Lago, Alisson (presidente)
Pinto Junior, Osmar (orientador)
Pinto, Iara Regina Cardoso de Almeida (orientador)
Ferreira, Nelson Jesuz
Guedes, Dailton Gilberto
Fernandes, Widinei Alves
Ferro, Marco Antonio da Silva
Data2014-05-23
Título AlternativoClimatology of thunderstorm days in major cities in the Brazilian equatorial region
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Palavras-Chavedias de tempestade, mudanças climáticas, meteorologia, thunderstorm days, climachange, meteorology.
ResumoA partir dos dados de Dias de Tempestade (TD), fornecidos pelo ICEA/DCTA, e os dados do emph{downscaling} entre o modelo Global HadCM3 do Hadley Center e o modelo regional Eta-CPTEC do CPTEC/INPE, investigaram-se as variações espaciais e temporais de TD sobre a região equatorial brasileira, composta por cinco das principais cidades: Manaus, Belém, São Luiz, Fortaleza e Natal. Primeiramente, foi verificado que os dados de TD se mostraram consistentes com os dados de descargas atmosféricas. Do ponto de vista espacial, observou-se que Fortaleza e Natal possuem os menores valores de TD, e Manaus e Belém os maiores. As cidades do nordeste possuem um ciclo sazonal bem definido, com máximo no outono e mínimo na primavera, enquanto que as cidades da região norte não apresentaram um padrão bem definido. Do ponto de vista temporal, concluiu-se que algumas variáveis meteorológicas respondem ao comportamento do TD estudado, porém nenhuma variável reproduz toda a variação de TD, e, por isso, aplicou-se a ferramenta de regressão linear multivariável (RLMV) para compará-las com TD, obtendo-se correlações satisfatórias. Utilizando-se essas RLMV projetou-se as variações de TD nas referidas cidades, para o período de 2070-2100, com base em dois cenários de emissões de gases de efeito estufa, que foram chamados de HIGH (altas emissões de gases de efeito estufa) e LOW (baixas emissões de gases de efeito estufa). Para a cidade de Manaus os dois cenários apresentam aumento do número de dias de tempestade por ano, para o período de 2070-2100 em relação ao período de 1960-1990 e 2010-2013, sendo que no cenário HIGH o aumento foi maior; para as cidades de Natal e Fortaleza, a previsão foi de redução do número de dias de tempestade por ano, sendo que no cenário HIGH a previsão é da inexistência de dias de tempestade no período de 2070-2100; para as cidades de Belém e São Luís, a previsão para o cenário HIGH foi de redução, enquanto no cenário LOW foi de aumento do número de dias de tempestade por ano. ABSTRACT: From data of Thunderstorm day (TD), provided by ICEA/DCTA, and data of CPTEC/INPE downscaling, we investigated the spatial and temporal variations of TD on Brazilian equatorial region, composed of five cities named: Manaus, Belém, São Luís, Fortaleza and Natal. First, we verified the consistent of TD data compare with lightning data. In a spatial point of view, we were observed that Fortaleza and Natal have the lowest TD, Manaus and Belém have highest values of TD; cities of the northeast region have a seasonal cycle, with maximum in autumn and minimal in spring. The cities in the north didnt provide a well-defined pattern. In a temporal point of view, we were concluded that some meteorological variables respond to the behavior of TD, but no one plays all the TD variation, and therefore we applied multiple linear regressions (RLMV) to compare meteorological variables with TD, and obtaining satisfactory correlations. Using these RLMV, we projected variations of TD in those cities for the period 2070-2100, based in two scenarios of greenhouse gas emissions, which were called HIGH (high emission greenhouse gases) and LOW (low emissions of greenhouses gases). To the city of Manaus both scenarios show an increase in the number of TD per year for the period 2070-2100 relative to the 1960-1990 and 2010-2013 periods, and in the High scenario the increase was greater; for the cities of Natal and Fortaleza, the prediction was to reduce the number of TD, being that in the HIGH scenario forecasting is the lack of TD in the end of the century; for the cities of Belém and São Luís, the prediction for the HIGH scenario was reduced, while the LOW scenario was an increase in TD per year.
Número de Páginas192
Idiomapt
Tipo da TeseTese (Doutorado em Geofísica Espacial/Ciências Atmosféricas)
Tipo SecundárioTDI
AreaCEA
CursoGESATM-CEA-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
Tamanho16803 KiB
Número de Arquivos1
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Última Atualização2014:09.30.18.37.09 sid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.20 administrator
Última Atualização dos Metadados2018:06.04.03.04.07 sid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.20 administrator {D 2014}
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Data de Acesso23 out. 2020
similares 
Tipo da ReferênciaThesis
Identificador8JMKD3MGP7W/3FL6DPS
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m19/2014/01.27.17.46
Metadadossid.inpe.br/mtc-m19/2014/01.27.17.46.51
Sitemtc-m16d.sid.inpe.br
Chave SecundáriaINPE-17366-TDI/2176
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Chave de CitaçãoSilva:2014:CoCaVi
AutorSilva, Larissa Antunes da
GrupoGESATM-CEA-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
TítuloComparação de características visíveis de relâmpagos nuvem-solo negativos para diferentes dias de tempestade no sudeste do Brasil, observados por uma rede de câmeras de alta velocidade
Ano2014
BancaMuralikrishna, Polinaya (presidente)
Pinto Junior, Osmar (orientador)
Saraiva, Antonio Carlos Varela (orientador)
Dal Lago, Alisson
Bourscheidt, Vandoir
Data2014-02-26
Título AlternativoComparison of visible characteristics of negative cloud-to-ground lightning for different days of tunderstorm in southeastern of Brazil, observed by a network of high speed cameras.
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Palavras-Chaverelâmpagos, câmeras de alta velocidade, rede de detecção de relâmpagos, radar meteorológico, Lightning, High-speed cameras, lightning locating systems, weather radar.
ResumoO presente trabalho consiste em analisar algumas das características visíveis dos relâmpagos nuvem-solo negativos, separados por dia de tempestade. Os dados foram obtidos utilizando uma rede de câmeras de alta velocidade que fazem parte projeto RAMMER (Rede Automatizada Multi-Câmera para o Monitoramento e Estudo de Raios). Muitos estudos já foram realizados utilizando câmeras de alta velocidade, porém a quantidade de câmeras observando a mesma região, utilizadas no projeto, foi inédita e proporcionou uma área de cobertura suficientemente grande para aumentar o número de relâmpagos filmados a partir da mesma tempestade. As observações foram feitas durante o verão de 2012/2013. Os cinco dias de tempestade que tiverem o maior número de relâmpagos registrados foram escolhidos para serem analisados e somaram 361 relâmpagos nuvem-solo negativos. Quando a análise foi feita por dia de tempestade, foram encontradas diferenças significativas, o dia com menor amostra teve 47 relâmpagos nuvem-solo negativos registrados e o dia com maior amostra teve 117 relâmpagos nuvem-solo negativos. Além do tamanho da amostra, as características analisadas também apresentaram diferenças, a multiplicidade média variou entre 2,8 e 5,1, a média geométrica dos intervalos entre as descargas de retorno variou entre 47,8 ms e 69,5 ms e a duração variou entre 193,1 ms e 358,5 ms. O Método de reamostragem Monte Carlo mostrou que o tamanho da amostra não teve influência nas diferenças encontradas e a análise meteorológica mostrou que as condições de tempo foram as mesmas para todos os dias. Para entender a variação entre as características dos relâmpagos nuvem-solo negativos, foram utilizados os dados da refletividade de radar, na altura de 5 km e estimada a área de contorno 35 dBZ, que foi a área considerada como uma estimativa da região principal de cargas negativas. ABSTRACT: The present study consists of analyzing some of the visible characteristics of the negative cloud-to-ground lightning, separated by thunderstorm day. The data were obtained using a network of high-speed cameras that are part of the project RAMMER (Network Automated Multi-Camera Monitoring and Study of Lightning). There are many studies using high-speed cameras, but the number of cameras observing the same region, as used in this work, was not published in the literature, and provided an area of coverage large enough to increase the number of lightning filmed from the same thunderstorm. The observations were made during the summer of 2012/2013. Five thunderstorm days that had the largest number of detected lightning, were chosen to be analyzed and totaled 361 negative cloud-to-ground lightning. When the analysis was separated by thunderstorm day, significant differences were found, the day with smaller sample size had 47 lightning registered and day with larger sample size had 117. Besides the size of the sample, the analyzed characteristics of the events also showed differences, the average of multiplicity ranged between 2.8 and 5.1, the geometric mean of the interstroke intervals ranged between 47.8 and 69.5 ms, lastly the geometric mean of the flash duration ranged between 193.1 and 358.5 ms. The resampling Monte Carlo method showed that the sample size did not influence in the differences and meteorological analysis showed that weather conditions were the same for all days. In order to understand the variation between the characteristics of the lightning, data from reflectivity of the cloud were used, with height of 5 km and was estimated the contour of the area of 35 dBZ, which was considered as an estimate of the main region of negative charge.
Número de Páginas110
Idiomapt
Tipo da TeseDissertação (Mestrado em Geofísica Espacial)
Tipo SecundárioTDI
AreaCEA
CursoGESATM-CEA-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
Tamanho4677 KiB
Número de Arquivos1
Arquivo Alvopublicacao.pdf
Última Atualização2014:07.10.13.20.53 sid.inpe.br/mtc-m19@80/2009/08.21.17.02 administrator
Última Atualização dos Metadados2018:06.05.04.15.09 sid.inpe.br/mtc-m19@80/2009/08.21.17.02 administrator {D 2014}
Estágio do Documentoconcluido
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Grupo de Leitoresadministrator larissa.silva@inpe.br yolanda.souza@mcti.gov.br
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Detentor dos Direitosoriginalauthor yes
Unidades Imediatamente Superiores8JMKD3MGPCW/3F2PBEE
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Data de Acesso23 out. 2020
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