Primeiras medidas de relâmpagos induzidos no Brasil

A imprevisibilidade do local a ser atingido por uma descarga atmosférica constitui a principal motivação para a pesquisa em relâmpagos induzidos. O conhecimento prévio da posição de um raio possibilita realizar medições que contribuem para um maior conhecimento da física associada às descargas atmosféricas, e também auxilia nas investigações sObre proteção contra relâmpagos. Existem duas técnicas básicas de indução de descargas através de foguetes que transportam fios condutores: (i) Método Clássico, em que o fio condutor é conectado ao solo e (ii) Método de Altitude, que utiliza um condutor não-aterrado. Para o presente trabalho de pesquisa, foram realizados lançamentos utilizando ambas as técnicas. O controle artificial de relâmpagos foi aplicado pioneiramente em latitudes tropicais no verão de 2000, no lNPE de Cachoeira Paulista (22°41,2 {Sul;} 44°59,0 Oeste e 625 m de altitude), a partir de esforços conjuntos de instituições do Brasil, França e Canadá. As principais finalidades foram medir parâmetros vinculados às descargas artificialmente iniciadas, tais como perfis de corrente e luminosidade, multiplicidade e duração de pulsos. Também se realizaram comparações com relâmpagos naturais. Ao todo, efetuaram-se 41 lançamentos de foguetes. O Método Clássico apresentou maior taxa de êxito (45%), enquanto o Método de Altitude obteve 27% de tiros bem-sucedidos. Concluiuse que, embora em outros campos de experimentos magnitudes menores de campos elétricos propiciem a indução, em Cachoeira Paulista o ideal é combinar campos estáticos de intensidade mínima de -8 kV/m a uma situação de atividade elétrica atmosférica moderada. Uma análise dos sistemas meteorológicos presentes durante os tiros efetuados constituiu a premissa para a conclusão de que as convecções locais são os sistemas mais apropriados à realização de lançamentos. Alguns dos principais parâmetros descritos pela literatura foram observados em relâmpagos clássicos: a corrente contínua inicial, a variação inicial de corrente e os intervalos de corrente nula. Em caráter inédito, foram obtidos resultados concomitantes de corrente, luminosidade, imagens com alta resolução temporal e campo elétrico para um relâmpago de altitude. A rede de sensores LPATS/IMPACT brasileira detectou 54% dos relâmpagos obtidos nas campanhas, apresentando baixa eficiência na obtenção da multiplicidade. Distinguiu-se uma tendência dos máximos de corrente serem maiores para descargas induzidas de maneira geral, em comparação com resultados de outros experimentos de iniciação artificial e também em relação a descargas naturais ocorridas durante as tempestades em que foram realizados os tiros. Entretanto, é preciso realizar novas investigações para alcançar resultados com significância estatística. ABSTRACT: The random nature of atmospheric discharges is the main motivation for the research on triggered lightning. The previous knowledge of the striking point of a lightning flash allows measurements that contribute both to the knowledge of the physics associated to atmospheric discharges and lightning protection investigations. There are two main induction techniques using rocket-and-wire systems: (i) the classical method, which involves a conductive trailing wire connected to the ground and (ii) the altitude method, which employs an ungrounded wire. Both techniques were applied in this work. The artificial initiation of atmospheric discharges was performed at INPE (S {22°41.2;} W {44°59.0;} altitude: 625 m) for the first time in tropical latitudes during the summer of 2000, due to combined efforts from institutions located in Brazil, France and Canada. The main objective of the present work was the measurement of induced discharges parameters, such as current and luminosity waveforms, multiplicity and duration of pulses. Comparisons with natural lightning were also performed. The 4 campaigns resulted in 41 rocket flights with success rates of 45% and 27% for the classical and the altitude techniques, respectively. Although many other triggering sites recorded weaker inducing static electric fields, it was observed in this experiment that electric fields with a minimum intensity of -8 kV/m, combined with moderate atmospheric activity, provided an ideal situation for launching. An overall analysis of the meteorological aspects revealed that local convections are the most appropriate systems for this lcind of experiment. Some of the main variables described by the literature were measured for classical flashes: the continuous initial current, the initial current variation and the no-current intervals. Simultaneous results on current, luminosity and electric field, accompanied by high-speed camera images were obtained for the first time for an altitude flash. The LPATS/11V1PACT Brazilian network detected 54% of the triggered flashes, and the multiplicity evaluation was unsatisfactory. There was a tendency for peak currents to be generally higher for triggered lightning, comparing both to other artificial lightning measurements and natural strokes that occurred during the storms present during the launchings. However, more triggering experiments are needed to statistically confirm these results.

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