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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.14.2021.tde-17032021-143351
Document
Author
Full name
Gabriel Elias Mandanda
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Dias, Maria Assuncao Faus da Silva (President)
Martins, Jorge Alberto
Nascimento, Ernani de Lima
Title in Portuguese
Análise dos parâmetros atmosféricos indicativos às tempestades elétricas no Sul e Sudeste do Brasil
Keywords in Portuguese
climatologia sinótica
instabilidade atmosférica
parâmetros atmosféricos
Sul e Sudeste do Brasil.
tempestades elétricas
Abstract in Portuguese
As regiões Sul e Sudeste do Brasil são locais susceptíveis à ocorrência das tempestades elétricas severas (TESs). Deste modo, o seu estudo torna-se necessário de modo a contribuir na redução dos seus impactos negativos. Nesse âmbito, esta dissertação apresenta uma climatologia de ocorrência das descargas elétricas no Sul e no Sudeste do Brasil e a análise de alguns parâmetros atmosféricos associados. Para alcançar esse objetivo foram utilizados os dados diários das descargas elétricas fornecidas pela STARNET e os dados de reanálises de Era-Interim no tempo prévio de 1200 UTC no período de 6 anos (janeiro de 2012 a dezembro de 2017). Para cada ponto de grade foram analisados os parâmetros atmosféricos nos dias com registro de ocorrência dos raios. Os parâmetros analisados incluem a Energia Potencial Convectiva Disponível (CAPE), espessura da camada quente (WCD), índice Total Totals (TT), KI, cisalhamento profundo (DLS), divergência de umidade em 850 hPa (Div(qv)850), Severe Weather Threat (SW) e velocidade vertical em 500 hPa (_500). Nos dias com registro de pelo menos um raio foi feita a climatologia dos parâmetros atmosféricos para analisar a magnitude, a distribuição mensal e sazonal. E os dias com registro de mais de 50 raios (considerou-se nesta pesquisa como severos) foram feitas as combinações em função dos raios onde foram avaliadas as habilidades de cada parâmetro na previsão de ocorrência das TESs. Os resultados mostraram que no verão e na primavera ocorrem maiores atividades elétricas nas duas regiões (Sul e Sudeste) assim como maior possibilidade de ocorrência dos ingredientes necessários para a convecção (oferta de umidade e instabilidade condicional) e baixa atividade elétrica no inverno no Sudeste e no outono no Sul. A combinação dos parâmetros atmosféricos mostrou que a instabilidade atmosférica é indispensável na formação das TESs, observado pelo aumento simultâneo da CAPE, TT e KI com as descargas elétricas. Os parâmetros com maior habilidade de prever as TESs foram: KI, TT e WCD. Os ambientes sinóticos associados às TESs incluem aproximação de centro de baixa pressão na superfície, fluxo de umidade proveniente do quadrante noroeste/norte, fortes velocidades ascendentes em 500 hPa e divergência dos ventos em 250 hPa.
Title in English
Analysis of Indicative Atmospheric Parameters for Electrical Storms in South and Southeast Brazil
Keywords in English
atmospheric instability
atmospheric parameters
South and Southeast Brazil.
synoptic climatology
Thunderstorms
Abstract in English
The South and Southeast regions of Brazil are susceptible to severe electrical storms. In this way, its study becomes necessary in order to contribute to the reduction of its negative impacts. In this context, this dissertation intends to generate a climatology of occurrence of electric discharges in the South and Southeast of Brazil and to analyze a few associated atmospheric parameters. To achieve this goal, we used the daily data of the electric discharges provided by STARNET and the data of Era-Interim Analyses in the previous time of 12 UTC in the period of 6 years (January 2012 to Decembre 2017). For each grid point the atmospheric parameters were analyzed on days with occurrence of lightning. The parameters analyzed include Convective Available Potential Energy (CAPE), Warm Cloud Depth (WCD), Total Totals (TT), KI, Deep Layer Shear (DLS), Low level (850 hPa) moisture divergence, Severe Weather Threat (SW) and vertical velocity at the 500 hPa level (_500). For the days with registration of at least one electrical discharge, the climatology of the atmospheric parameters was determined, which aimed to analyze the magnitude, the monthly and seasonal distribution. And the days with more than 50 electrical discharges (considered in this research as severe) the combinations were made according to the lightning where the abilities of each parameter were evaluated in the prediction of occurrence of severe electrical storms. The results showed that in summer and spring there are greater electrical activities in the two regions (South and Southeast) as well as greater possibility of occurrence of the necessary ingredients for convection (offer of humidity and conditional instability) and low electrical activity in winter in the Southeast and autumn in the South. The combination of atmospheric parameters showed that atmospheric instability is indispensable in the formation of thunderstorms, observed by the simultaneous increase of CAPE, TT and KI with lightning. The parameters with the greatest ability to predict the thunderstorms were KI, TT and WCD. Synoptic environments associated with thunderstorms include low-pressure center approach at the surface, humidity flow from the northwest/north quadrant, high upward velocity at the 500 hPa level, and divergence at 250 hPa.
 
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Publishing Date
2021-03-24
 
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