Doutorado: Morfologia das tempestades elétricas na América do Sul

 

Com base nas observações do satélite Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) entre janeiro de 1998 e dezembro de 2011, foi criado um banco de dados de tempestades elétricas sobre a América do Sul (10° Norte – 40° Sul e 91°– 30° Oeste). As tempestades elétricas foram definidas por regiões de pixeis contíguos com Tb 258 K  (10,8 m do Visible and InfraRed Scanner (VIRS)) e com ocorrência de pelo menos um raio – flash – do Lightning Imaging Sensor (LIS). Definidas as distribuições espaciais das tempestades elétricas, os perfis verticais do fator de refletividade  do radar (Zc) do Precipitation Radar (PR) foram extraídos sobre as regiões coincidentes às tempestades elétricas. A partir desta metodologia, identifica-se 157 592 tempestades elétricas do TRMM, tornando possível determinar o ciclo diurno, ciclo anual, distribuição geográfica: de densidade de raios, de densidade de tempestades elétricas e da densidade de raios por tempestades sobre a América do Sul (AS). Identifica-se que a estação de tempestades elétricas na AS se configura entre outubro e março e possui um pico em janeiro, durante o verão austral, e outro em outubro, período de transição entre a estação seca e chuvosa, quando foi observada a maior atividade de tempestades elétricas. A hora local de maior ocorrência de tempestades elétricas foi durante às 14h, em que a probabilidade de ocorrência de tempestade elétrica foi 5,4 vezes maior do que no horário de menor ocorrência, às 9h. Em termos de sazonabilidade temos que a primavera apresenta a maior atividade de tempestades elétricas (57 861) seguidas pelo verão (46 077), outono (36 804) e inverno (16 850). As regiões mais eficientes em termos de densidades de raios por tempestades, ficam situadas na Foz do Rio Catatumbo (pixel com 772 km⁻²) com valor de 11,73  10⁻² ano⁻¹ km⁻², que representa 114 333 raios ano⁻¹ e em seguida a Bacia do Prata e Serra de Córdoba da Argentina com valores ≃5,5 10⁻² ano⁻¹ km⁻². Adicionalmente, foi estudado a severidade das tempestades elétricas a partir da taxa de raios no tempo – FT – (raios [min⁻¹]) e taxa de raios no tempo normalizada pela área do sistema – FTA – (raios [min⁻¹] [km⁻²]) combinada com o estudo da probabilidade de ocorrência dos perfis de Zc por nível de altitude e nível de temperatura, sendo a altitude das observações do PR convertidas em níveis de temperatura a partir das reanálises do NCEP-DOE. As tempestades elétricas potencialmente severas estiveram associadas com dois grupos de eventos extremos, os com FTA entre 29,3–1258,7  10⁻⁴ raios min⁻¹ km⁻² e com FT entre 47,2– 1283,6 raios min⁻¹. Os sistemas com valores extremos de FTA, são mais frequentemente observados com área de 3 ordens de grandeza menor do que a área dos extremos de FT, com 70% de área convectiva e 30% de área estratiforme, enquanto que para os extremos de FT, 20% de fração convectiva e 75% de fração estratiforme. A análise da morfologia da estrutura tridimensional da precipitação mostra maior quantidade de água líquida super-resfriada, portanto, processo de acreção mais vigoroso nas regiões dos núcleos de raios das tempestades elétricas com extremos de FTA do que nos núcleos de raios das tempestades elétricas com extremos de FT.