Estudo de Sprites através de triangulação

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: André Arruda Rodrigues de Morais
• Orientador(a): Fernanda de São Sebbas Tavares
• Banca de defesa: Marcelo Magalhães Fares Saba, Hans Nielsen, Ivan Soares Ferreira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Geofísica Espacial
• País: BR
• Resumo em Inglês: In this work, several features of 274 sprites were studied using the triangulation te-chnique. The triangulation of 146 of these events was performed using the StarStereo program, developed with the objetive of studying aurora and chemical release. The sprites were captured in the central United States on 22 and 24 July 1996, and on August 18, 1999, from two different observation sites in each year. The characteristics of 121 sprite parent lightning detected by the National Lightning Detection Network in the United States, NLDN, were studied. The following characteristics were examined with respect to sprite morphology: altitude of the top and the bottom of the sprite, type of sprite, their vertical extension, as well as duration, number of sprites per event, and the distribution of sprite occurrence during the obervation period. We also analyzed the relationship between sprites and parent lightning by examining the sprite delay relative to the parent lightning, the distance between them and the parent lightning peak current. Most sprites, 90$\pm$\%3, had delays that were less than 100.0$\pm$16.7 ms, where 16.7 ms is the duration of the field of the interlaced video image. Their average delay was 50$\pm$11 ms, the smallest delay being of 1.0$\pm$16.7 ms, and the largest of 242.0$\pm$16.7 ms. The average distance between them was 37$\pm$1 km, the minimum distance being 2$\pm$36 km, and the maximum 150$\pm$11 km; 95$\pm$9\% of the sprites occurred within 100 km of the parent lightning. The average peak current of the sprite parent lightning was 50$\pm$3 kA, with minimum and maximum of 13.97$\pm$0.9 kA and 155$\pm$5 kA, respectively. Regarding the morphology, carrot sprites were the dominant type, followed by column and finally jellyfish. The carrot sprites had the highest delays and the largest vertical extension range, from 15.0$\pm$0.4 km to 59.0$\pm$0.5 km, followed by the jellyfish, with 22.0$\pm$0.4 km to 58.0$\pm$0.4 km. Column sprites were the smallest, ranging from 8.0$\pm$0.4 km to 40.0$\pm$0.3 km. The average delay of column and carrot sprites was 40$\pm$2 ms and 62$\pm$5 ms, respectively. This work has three results that are new scientific contributions: (1) the sprite delays increased with the distance between sprites and parent lightning, with a correlation of 34\%; (2) The vertical extent of sprites increased with the delay; (3) The vertical extent of the sprites decreased over the observation period, going from xx km to xx km over a period of 5h.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2013/09.05.12.42

Neste trabalho várias características de 274 sprites foram estudadas utilizando a técnica de triangulação. A triangulação de 145 eventos foi realizada utilizando o programa StarStereo, desenvolvido com o propósito de estudar auroras e liberação química. Os sprites foram capturados na região central dos Estados Unidos da América nos dias 22 e 24 de Julho de 1996 e no dia 18 de Agosto de 1999,a partir de dois sítios de observação em cada ano. As características dos 121 relâmpagos geradores detectador pela National Lightning Detection Network dos Estados Unidos, NLDN foram estudadas. Foram analisadas as seguintes características dos sprites em relação à morfologia: altitude do topo e da base, tipo de sprite, extensão vertical, bem como duração, número de sprites por evento e a distribuição da ocorrência dos sprites ao longo do período de observação. Também foi analisada a relação entre os sprites e os relâmpago que os geraram, por meio de atraso do sprite em relação ao relâmpago gerador, distância entre eles e o pico de corrente dos relâmpagos geradores. A maioria dos sprites,90$\pm$3 ocorreu com menos de 100,0$\pm$16,7 ms de atraso em relação ao relâmpago gerador, onde 16,7 ms é a duração de um campo desentrelaçado da imagem do vídeo. Eles apresentaram um atraso médio de 50$\pm$11 ms sendo o menor atraso de 1,0$\pm$16,7, e o maior de 242$\pm$16,7 ms. A distância média entre eles foi de 37$\pm$1 km sendo a mínima de 2$\pm$36 km, e a máxima de 150$\pm$11 km; 95$\pm$9\% dos sprites ocorreu a menos de 100 km dos relâmpagos geradores. A média do pico de corrente dos relâmpagos geradores foi de 50$\pm$3 kA, com valores mínimo e máximo de 13.97$\pm$0.9 kA e 155$\pm$5 kA, respectivamente. Em relação a morfologia, os sprites cenoura foram o tipo dominante, seguidos dos coluna e finalmente dos medusa. Os sprites cenoura foram os que apresentaram maior atraso e variedade de tamanho, de 15,0$\pm$0.4 km a 59,0$\pm$0.5 km, seguidos dos medusa, de 22,0$\pm$0.4 km a 58,$\pm$0.4 km. Os coluna foram os menores, com extensão vertical de 8,0$\pm$0.4 km a 40$\pm$3 km. O atraso dos sprites do tipo coluna e cenoura foi de 40$\pm$2 ms e 62$\pm$5 ms respectiva¬mente. Neste trabalho foram obtidos três resultados inéditos: (1) o atraso dos sprites aumentou em função da distância entre os sprites e os relâmpagos geradores, com uma correlação de 34\%; (2) a extensão vertical dos sprites aumentou com o atraso; (3) a extensão vertical dos sprites diminuiu ao longo do período de observação, indo de xx km a xx km num período de 5h.