@MastersThesis{Nader:2024:WhEf,
author = "Nader, Abdala Elias",
title = "The influence of shortwave solar radiation on lightning activity
in the metropolitan region of S{\~a}o Paulo: the whitehouse
effect",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2024",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2023-12-15",
keywords = "boomerang effect, whitehouse effect, shortwave radiation,
metropolitan region of S{\~a}o Paulo, lightning activit, efeito
bumerangue, efeito whitehouse, radia{\c{c}}{\~a}o de ondas
curtas, regi{\~a}o metropolitana de S{\~a}o Paulo, atividade
atmosf{\'e}rica.",
abstract = "The influence of particulate matter (PM) in the lower layers of
the atmosphere is well known in the literature. In troposphere
regions, particulate matter in storm clouds have influences in the
growth of water droplets, reducing their average size as they act
as condensation and freezing nuclei. Thus, the behavior of
pristine and polluted atmospheres affects the development of storm
clouds, intensifying the production of electrical discharges.
Furthermore, the particulate matter absorbs and scatters the
shortwave radiation emitted by the Sun, altering the radiative
balance of the atmosphere and the surface. The backscattering of
solar radiation due to particulate matter, causes a cooling effect
of the lower layers of the troposphere, known as the Whitehouse
Effect. Studies indicate that the increase of particulate matter
in the atmosphere increases the lightning activity to a certain
extent and as the concentration of particulate matter is further
increased, the lightning activity decreases. As a result, a
distribution of the number of electrical discharges in the shape
of a boomerang is observed. These studies do not discuss a
possible reason for this phenomenon. Thus, one of the hypotheses
to explain this boomerang behavior is the Whitehouse Effect, in
which the reduction of temperature in the lower layers of the
troposphere caused by particulate matter, increases the
atmospheric stability. In Brazil, the Metropolitan Region of
S{\~a}o Paulo (MRSP) emits a significant amount of pollution,
being a suitable place to study the influence of particulate
matter and radiation on the lightning activity of storms. The
present work shows possible evidence of the Whitehouse effect in
the Boomerang effect. It was observed that the amount of shortwave
radiation reaching the surface, decays due to the increase of
aerosol concentration in the same way that the lightning activity
also decays, indicating that the Whitehouse Effect can be the
explanation. RESUMO: A influ{\^e}ncia do material particulado
(MP) nas camadas inferiores da atmosfera {\'e} bem conhecida na
literatura. Nas regi{\~o}es da troposfera, o material particulado
nas nuvens de tempestade influencia o crescimento das
got{\'{\i}}culas de {\'a}gua, reduzindo seu tamanho m{\'e}dio
{\`a} medida que atuam como n{\'u}cleos de
condensa{\c{c}}{\~a}o e congelamento. Assim, o comportamento de
atmosferas pristinas e polu{\'{\i}}das afeta o desenvolvimento
de nuvens de tempestade, intensificando a produ{\c{c}}{\~a}o de
descargas el{\'e}tricas. Al{\'e}m disso, o material particulado
absorve e espalha a radia{\c{c}}{\~a}o de ondas curtas emitida
pelo Sol, alterando o equil{\'{\i}}brio radiativo da atmosfera e
da superf{\'{\i}}cie. O retro-espalhamento da
radia{\c{c}}{\~a}o solar devido ao material particulado causa um
efeito de resfriamento das camadas inferiores da troposfera,
conhecido como Efeito Whitehouse. Estudos indicam que o aumento de
material particulado na atmosfera aumenta a atividade dos raios
at{\'e} certo ponto e, {\`a} medida que a
concentra{\c{c}}{\~a}o de material particulado aumenta, a
atividade dos raios diminui. Como resultado, observa-se uma
distribui{\c{c}}{\~a}o do n{\'u}mero de descargas
el{\'e}tricas na forma de um {{{{{"}bumerangue{"}.}}}} Esses
estudos n{\~a}o discutem uma poss{\'{\i}}vel raz{\~a}o para
esse fen{\^o}meno. Assim, uma das hip{\'o}teses para explicar
esse comportamento em {{{{{"}bumerangue{"}}}}} {\'e} o Efeito
Whitehouse, no qual a redu{\c{c}}{\~a}o da temperatura nas
camadas mais baixas da troposfera, causada pelo material
particulado, aumenta a estabilidade atmosf{\'e}rica. No Brasil, a
Regi{\~a}o Metropolitana de S{\~a}o Paulo (RMSP) emite uma
quantidade significativa de polui{\c{c}}{\~a}o, sendo um local
adequado para estudar a influ{\^e}ncia do material particulado e
da radia{\c{c}}{\~a}o na atividade de raios nas tempestades. O
presente trabalho mostra poss{\'{\i}}veis evid{\^e}ncias do
efeito Whitehouse no efeito Boomerang. Foi observado que a
quantidade de radia{\c{c}}{\~a}o de ondas curtas que atinge a
superf{\'{\i}}cie decai devido ao aumento da
concentra{\c{c}}{\~a}o de aerossol da mesma forma que a
atividade de raios tamb{\'e}m decai, indicando que o efeito
Whitehouse pode ser a explica{\c{c}}{\~a}o.",
committee = "Alval{\'a}, Pl{\'{\i}}nio Carlos (presidente) and Naccarato,
Kleber Pinheiro (orientador) and Saba, Marcelo Magalh{\~a}es
Fares and Coelho, Simone Marilene Sievert da Costa and Saraiva,
Antonio Carlos Varela",
englishtitle = "A influ{\^e}ncia da radia{\c{c}}{\~a}o solar de ondas curtas na
atividade de raios na regi{\~a}o metropolitana de S{\~a}o Paulo:
o efeito whitehouse",
language = "en",
pages = "62",
ibi = "8JMKD3MGP3W34T/4AMQJKL",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34T/4AMQJKL",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}