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Tipo de ReferênciaThesis
Sitemtc-m21b.sid.inpe.br
Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Identificador8JMKD3MGP3W34P/3LG4CDL
Repositóriosid.inpe.br/mtc-m21b/2016/04.12.01.06
Última Atualização2016:08.18.13.58.42 marcelo.pazos@inpe.br
Metadadossid.inpe.br/mtc-m21b/2016/04.12.01.06.50
Última Atualização dos Metadados2018:06.04.02.40.42 administrator
Chave SecundáriaINPE-17710-TDI/2463
Chave de CitaçãoCampos:2016:MeLeMu
TítuloOn the mechanisms that lead to multiple ground contacts in lightning
Título AlternativoSobre os mecanismos que levam à produção de múltiplos pontos de contato em relâmpagos
CursoGESATM-CEA-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
Ano2016
Data2016-05-11
Data de Acesso26 fev. 2021
Tipo da TeseTese (Doutorado em Geofísica Espacial/Ciências Atmosféricas)
Número de Páginas280
Número de Arquivos1
Tamanho62276 KiB
Área de contextualização
AutorCampos, Leandro Zanella de Souza
BancaLago, Alisson Dal (presidente)
Pinto Junior, Osmar (orientador)
Cummins, Kenneth L. (orientador)
Gobbi, Delano
Saba, Marcelo Magalhães Fares
Bourscheidt, Vandoir
Saraiva, Antonio Carlos Varela
Endereço de e-Mailleandro.zanella@gmail.com
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Tipo SecundárioTDI
Histórico2016-04-12 01:23:38 :: leandro.zanella@gmail.com -> administrator ::
2016-04-12 07:48:55 :: administrator -> yolanda ::
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2018-06-04 02:40:42 :: administrator -> :: 2016
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Transferível1
Palavras-Chavelightning, cloud-to-ground discharges, cluster analysis, ground contact points, multiple ground terminations, relâmpagos, descargas nuvem-solo, análise de agrupamento, pontos de contato, múltiplas terminações no solo.
ResumoNegative cloud-to-ground (-CG) lightning is an essentially discrete phenomenon (with multiple individual return strokes) and frequently strikes ground on more than one location. The main objective of this thesis work is to bring new light into the mechanisms through which a CG can produce more than one ground termination and which factors modulate that characteristic. The first step towards that goal was the development of an algorithm, named groupGCP, that is capable of processing data provided by VLF/LF Lightning Location Systems (LLS) and deriving ground contact point (GCP) information by grouping each stroke into an optimized strike point position. This is the first method of this kind that makes full use of all error ellipse parameters provided by some of the present day sensor technologies. The second step concerns detailed individual case studies of lightning events. The first of these analyses approaches the phenomenology of forked and upward-illumination strokes. They are capable of touching ground at multiple locations within very short intervals, ranging from a few microseconds up to a few milliseconds. Some crucial differences between these two classes of events are identified and discussed in detail. Next, the more common subsequent new ground contact (NGC) stroke is analyzed from data provided by a three-dimensional VHF Lightning Mapping Array (LMA) along with auxiliary information provided by VLF/LF LLS, video and electric field records. Three very distinct mechanisms that lead to NGC subsequent strokes were identified: Type I consists of dart leaders that diverge from the path of the preceding stroke; Type II originate from in-cloud horizontally propagating channels that move away from the preceding GCP during the interstroke interval; and Type III consists of NGC subsequent strokes that originate as apparently independent stepped leader processes. The sample of events of each class suggests that Type I commonly produce ground terminations up to 1 km away from the preceding GCP, while Types II and III may lead to horizontal separations between GCPs of more than 7 km. In the third step some factors that may modulate the occurrence and characteristics of multi-grounded flashes are analyzed. Spatial distributions are compared with complex terrain features (both absolute altitude and high spatial frequency variations) for three different domains. No consistent correlation was found for all of them and, although some insights could be obtained, further investigations with additional instruments are necessary to evaluate any possible relationship. Also, diurnal climatology of the mean number of channels per flash and the separation between them were obtained. All three domains presented very similar diurnal cycles, suggesting that there may be driving factors or mechanisms that are shared among all of them. However, the possibility that the observed trends are actually caused by classification errors by the algorithm is also discussed. Finally, the thesis concludes with two examples of technological applications of the groupGCP algorithm: the improvement of risk assessment techniques that are suggested by international lightning protection standards, and the analysis of lightning-caused power line faults. RESUMO: Relâmpagos nuvem-solo negativos são fenômenos essencialmente discretos (apresentando múltiplas descargas de retorno individuais) e frequentemente atingem o solo em mais de um local. O objetivo principal desta tese é obter novas informações acerca dos mecanismos através dos quais um relâmpago pode produzir mais de um ponto de contato. O primeiro passo nesta direção consiste no desenvolvimento de um algoritmo denominado groupGCP, capaz de processar dados de redes de detecção de larga escala (em VLF/LF) e obter informações de pontos de contato ao agrupar descargas de retorno individuais. Este é o primeiro método desta natureza que utiliza integralmente as informações de elipses de erro fornecidas por alguns tipos de sensores atuais. O segundo passo envolve estudos de caso detalhados de relâmpagos individuais. A primeira destas análises aborda a fenomenologia de relâmpagos bifurcados e do tipo ${"}$upward illumination${"}$. Esta classe de fenômenos é capaz de tocar o solo em múltiplos locais dentro de períodos de tempo muito curtos, de alguns microssegundos até alguns milissegundos. Algumas diferenças cruciais entre os dois tipos foram identificadas e discutidas em detalhes. Em seguida, casos de formação de novos pontos de contato em descargas de retorno subsequentes são analisados através de dados de mapeamento em três dimensões fornecidos por uma rede LMA (Lightning Mapping Array) juntamente com dados auxiliares de redes de detecção em VLF/LF, vídeo e campo elétrico. Três mecanismos distintos de iniciação de novos pontos de contato foram identificados: Tipo I consiste em líderes contínuos que divergem do canal de uma descarga anterior; Tipo II origina-se em canais que se propagam horizontalmente no interior da nuvem de tempestade; e Tipo III consiste em descargas de retorno subsequentes que se formam em líderes escalonados independentes. A amostra de eventos de cada classe sugere que Tipo I normalmente produz pontos de contato a até 1 km do ponto anterior, enquanto Tipos II e III podem levar a separações entre contatos de até mais de 7 km. No terceiro passo alguns fatores que podem modular a ocorrência e características de relâmpagos com múltiplos pontos de contato são analisados. Distribuições espaciais foram comparadas com dados de relevo (tanto em altitude absoluta quanto em variações espaciais de alta frequência) em três domínios diferentes. Nenhuma correlação consistente entre os três domínios pôde ser encontrada, e ainda que algumas informações novas tenham sido obtidas, estudos futuros com instrumentos adicionais são necessárias. Climatologias diurnas foram geradas para o número médio de canais por raio e a separação entre eles. Os três domínios apresentaram ciclos diurnos bastante semelhantes, o que sugere que podem existir fatores ou mecanismos comuns a todos eles. Por outro lado, também se discute a possibilidade de que as tendências observadas foram na verdade causadas por erros de classificação do algoritmo. Finalmente, a tese é concluída com dois exemplos de aplicações tecnológicas envolvendo o uso do algoritmo groupGCP: o aprimoramento de técnicas de avaliação de risco que são sugeridas por padrões internacionais de proteção contra descargas atmosféricas, e a análise de falhas em linhas de distribuição que são causadas por relâmpagos.
AreaCEA
ArranjoRepositório da BDMCI > Fonds INPE > Produção > GESATM > On the mechanisms...
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originais/Avaliação final pag 2 aluno Leandro Zanella de Souza Campos.pdf 30/06/2016 13:46 25.5 KiB 
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originais/Campos_LeandroZS_Thesis_Revised.pdf 08/06/2016 13:37 60.1 MiB
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Campos Vaziosacademicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype creatorhistory descriptionlevel dissemination doi electronicmailaddress format group isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress resumeid rightsholder secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype
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Tipo de ReferênciaThesis
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Código do Detentorisadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S
Identificador8JMKD3MGP3W34P/3L56P52
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Última Atualização2016:08.04.12.00.45 marcelo.pazos@inpe.br
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Última Atualização dos Metadados2018:06.04.02.40.33 administrator
Chave SecundáriaINPE-17685-TDI/2442
Chave de CitaçãoDiniz:2016:HEPhNe
TítuloHigh energy emissions from thunderstorms: HEETs, from photons to neutrons toward the ground
Título AlternativoEmissões de alta energia provindas de nuvens de tempestade. HEETs: de fótons para nêutrons ao solo.
CursoGESATM-CEA-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
Ano2016
Data2016-03-04
Data de Acesso26 fev. 2021
Tipo da TeseDissertação (Mestrado em Geofísica Espacial/Ciências Atmosféricas)
Número de Páginas127
Número de Arquivos1
Tamanho6088 KiB
Área de contextualização
AutorDiniz, Gabriel Sousa
GrupoGESATM-CEA-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
BancaAlves, Maria Virginia (presidente)
Tavares, Fernanda de São Sabbas (orientadora)
Ebert, Ute Maria (orientadora)
Costa, Joaquim Eduardo Rezende
Federico, Claudio Antonio
Endereço de e-Mailgdiniz93@gmail.com
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Tipo SecundárioTDI
Histórico2016-02-04 22:22:49 :: gdiniz93@gmail.com -> administrator ::
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2018-06-04 02:40:33 :: administrator -> :: 2016
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Palavras-Chaveneutrons, photons, cross sections, Monte Carlo, nêutrons, fótons, seções de choque.
ResumoThunderstorms are the starting point of several intense phenomena such as gamma rays and X rays, neutron, positron and electron emissions. The X rays and gamma rays have energies that may reach 100 MeV. The neutron emissions may be created by energetic gamma ray photons interacting with the air via Giant Dipole Resonance, a photonuclear reaction, related to thunderstorms and lightning in a way that is not completely understood yet. In this work neutrons were assumed to be created by gamma ray photons in the energy range of 10-30 MeV emitted by leader discharges. Their production and propagation toward the ground were investigated using computer simulations. Cross sections data banks were analyzed to provide estimations on the neutrons creation probability. The analysis revealed that the probability per collision of a photonuclear occurs varies between 0 and 3.2% through the energy range of 10 and 30 MeV. The photons mean free path within this energy range was analyzed together with the atmospheric density profile showing that for photon source altitudes above 1 km, the photons with this energy pass through a sufficiently high number of mean free path to ensure a collision. The free software EGS5 was used to treat the photons and electrons motion through the atmosphere in the intent of analyze the spread of the beams, that were assumed to be monodirectional. The photon beam presented an aperture of 2-6$^{o}$ $pm$ 2$^{o}$ while the electron beam was broader showing an aperture of 11-13$^{o}$ $pm$ 3$^{o}$. Since EGS5 does not take into account neutron production and motion, the neutron analysis was done with the FLUKA software simulating a photon beam in different initial heights and estimating the photon and neutron ground detection. FLUKA simulations have shown that neutrons are distributed at the ground within a radius of 2 km away from the source axis. The neutrons reached ground with a rate of 10$^{-4} $-10$^{-2}$ neutrons per gamma, which agrees with the cross section analysis done upon the neutron production. The neutron number decrease was used to estimate an upper limit of 5 km for the altitude of a punctual photon source that is capable of generating ground detectable neutrons. RESUMO: Nuvens de tempestade são o início de vários fenômenos intensos como os raios gama e raios X, bem como de emissões de nêutrons, pósitrons e elétrons. As emissões de raios X e raios gama possuem energias que alcançam 100 MeV. As emissões de nêutrons podem ser criadas por interações entre raios gamma com o ar através da Ressonância Gigante de Dipolo, uma reação foto-nuclear, relacionadas com as nuvens de tempestade e com raios de um modo ainda não totalmente compreendido. Neste trabalho supõe-se que os nêutrons são criados por fótons de raios gamma com energia entre 10-30 MeV emitidos durante a propagação do líder negativo. A produção e a propagação pelo ar destes nêutrons foram investigadas utilizando simulações computacionais. Bancos de dados de seções de choque foram analisados para estimar a probabilidade por colisão de uma reação foto-nuclear acontecer. A análise revelou que essa probabilidade varia entre 0% e 3.2% para fótons com energia entre 10 e 30 MeV. O livre caminho médio dos fótons no intervalo de energia de 10-30 MeV foi analisado junto com o perfil de densidade atmosférica. A análise mostrou que para fótons com altitude inicial acima de 1 km, eles passam por livres caminhos médios o suficiente para a probabilidade de ocorrência de ao menos uma colisão ser garantida. O software livre EGS5 baseado no método Monte Carlo foi usado para tratar o movimento dos fótons e elétrons pela atmosfera no intuito de estudar a difusão de feixes monodirecionais dessas partículas. Foi observado que o feixe de fótons possui uma abertura entre 2-6$^{o}$ $pm$ 2$^{o}$ enquanto o feixe de elétrons possui uma abertura de 11-13$^{o}$ $pm$ 3$^{o}$ . A análise de nêutrons foi feita com o software FLUKA simulando um feixe de fótons em diferentes altitudes iniciais e estimando a detecção de fótons e nêutrons no solo. As simulações do FLUKA mostraram que os nêutrons se distribuem no solo em uma distância radial da fonte de 2 km, chegando ao solo numa razão entre 10$^{-4}$ até 10$^{-2}$ nêutrons/fótons, o que concorda com a análise das seções de choque. A diminuição dos nêutrons detectados em solo permitiu a estimativa de uma altura limite de 5 km para uma fonte pontual de fótons capaz de produzir nêutrons detectáveis em solo.
AreaCEA
Arranjo 1INPE > Produção > GES > High energy emissions...
Arranjo 2INPE > Produção > GESATM > High energy emissions...
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originais/@4primeirasPaginas.pdf 12/05/2016 15:04 185.5 KiB 
originais/avaliação final pagina 2 aluno Gabriel Sousa Diniz.pdf 13/07/2016 09:24 265.9 KiB 
originais/Thesis_GSD_editado_completo.docx 03/05/2016 09:56 9.1 MiB
originais/Thesis_GSD_editado_completo.pdf 13/07/2016 09:24 5.7 MiB
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Última Atualização2016:09.23.13.07.57 marcelo.pazos@inpe.br
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Última Atualização dos Metadados2018:06.04.02.40.47 administrator
Chave SecundáriaINPE-17746-TDI/2499
Chave de CitaçãoSchumann:2016:EsRaAs
TítuloEstudo dos raios ascendentes a partir de observações de câmeras de alta resolução temporal e de medidas de campo elétrico
Título AlternativoUpward lightning flash characterization from high-speed camera videos and electric field measurements
CursoGESATM-CEA-SPG-INPE-MCTI-GOV-BR
Ano2016
Data2016-06-03
Data de Acesso26 fev. 2021
Tipo da TeseTese (Doutorado em Geofísica Espacial/Ciências Atmosféricas)
Número de Páginas178
Número de Arquivos1
Tamanho7657 KiB
Área de contextualização
AutorSchumann, Carina
BancaBatista, Inez Staciarini (presidente)
Saba, Marcelo Magalhães Fares (orientador)
Ferro, Marco Antonio da Silva (orientador)
Naccarato, Kleber Pinheiro
Plantini, Alexandre
Lacerda, Moacir
Endereço de e-Mailcarina.schumann@gmail.com
UniversidadeInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
CidadeSão José dos Campos
Tipo SecundárioTDI
Histórico2016-05-04 19:07:02 :: carina.schumann@gmail.com -> administrator ::
2016-05-05 03:13:36 :: administrator -> yolanda ::
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2016-07-28 19:34:49 :: carina.schumann@gmail.com -> yolanda.souza@mcti.gov.br ::
2016-07-29 17:38:59 :: yolanda.souza@mcti.gov.br -> carina.schumann@gmail.com ::
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2016-09-22 17:15:15 :: administrator -> jeferson ::
2016-09-22 17:15:37 :: jeferson -> yolanda.souza@mcti.gov.br ::
2016-09-22 17:27:19 :: yolanda.souza@mcti.gov.br -> marcelo.pazos@inpe.br ::
2016-09-22 19:13:29 :: marcelo.pazos@inpe.br :: -> 2016
2016-09-23 13:09:14 :: marcelo.pazos@inpe.br -> administrator :: 2016
2018-06-04 02:40:47 :: administrator -> :: 2016
Área de conteúdo e estrutura
É a matriz ou uma cópia?é a matriz
Estágio do Conteúdoconcluido
Transferível1
Palavras-Chaveraios ascendentes, raios em torres, raios em estruturas altas, upward flashes, flashes on towers, lightning flashes in tall structures.
ResumoNos últimos anos o interesse pelos raios ascendentes tem crescido muito com o crescente uso de estruturas altas associadas principalmente com torres de comunicação, edifícios altos e turbinas eólicas. Este trabalho descreve o estudo das características e iniciação dos raios ascendentes, feito pela primeira vez, no Brasil e nos Estados Unidos. Durante o estudo foram realizadas 8 campanhas de aquisição de dados. Para a caracterização dos raios ascendentes foram utilizados 100 casos registrados por câmeras rápidas. As características observadas foram: duração, ramificações, presença de recoil leaders, intervalo entre descargas, pulsos de corrente contínua inicial, entre outras. Também foram utilizados sensores de campo elétrico ambiente para determinar fase da tempestade em que os raios ascendentes se iniciaram e a sua influência no campo elétrico. Os dados de mapeamento tridimensional da descarga foram utilizados para verificar a propagação das descargas matrizes que são responsáveis pela iniciação dos raios ascendentes. Foram elaboradas hipóteses para a iniciação do raio ascendente e obtiveram-se confirmações parciais das mesmas. ABSTRACT: Recently, the interest on upward flashes has increased, due to the recent increasing number of tall buildings, wind turbines, telecommunication towers, and man-made tall structures. The present study of upward flashes in Brazil and in United States allowed, for the first time, the characterization of upward flashes and its initiation. The data analyzed in this study was obtained during 8 campaigns. The characterization of upward flashes was based on a 100 cases registered by high-speed cameras. The characteristics observed were: duration, branching, presence of recoil leaders, interval between return strokes, pulses superimposed on the initial continuous current, etc. Also, electric field mill sensors were used to determine the thunderstorm phase that upward flashes occurred and their influence on the environment electric field. Data of the lightning mapping array was used to analyze the propagation of the triggering flashes i.e. responsible for triggering upward flashes. A hypothesis was elaborated for the initiation of upward flashes and a partial confirmation of them was obtained.
AreaCEA
ArranjoINPE > Produção > GESATM > Estudo dos raios...
Conteúdo da Pasta source
originais/@4primeirasPaginas-8.pdf 18/08/2016 10:11 187.0 KiB 
originais/Avaliação final pag 2 aluna Carina Schumann.pdf 03/08/2016 09:17 42.9 KiB 
originais/Tese_BIBLIOTECA_FINAL.docx 22/09/2016 15:43 18.2 MiB
originais/Tese_BIBLIOTECA_FINAL_MESMO.pdf 22/09/2016 13:28 7.1 MiB
Conteúdo da Pasta agreement
autorizacao.pdf 22/09/2016 14:26 611.7 KiB 
Área de condições de acesso e uso
URL dos dadoshttp://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34P/3LKP8ML
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Idiomapt
Arquivo Alvopublicacao.pdf
Grupo de Usuáriosadministrator
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carina.schumann@gmail.com
jeferson
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Repositório Espelhosid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.22
Unidades Imediatamente Superiores8JMKD3MGPCW/3F2PG65
Acervo Hospedeirosid.inpe.br/mtc-m21b/2013/09.26.14.25.20
Área de notas
Campos Vaziosacademicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype creatorhistory descriptionlevel dissemination doi electronicmailaddress format group isbn issn label lineage mark nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress resumeid rightsholder secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype