Estudo da relação entre relâmpagos, relevo, temperatura de superfície e tipos de solo no Rio Grande do Sul

• Ano de defesa: 2008
• Autor(a) principal: Vandoir Bourscheidt
• Orientador(a): Osmar Pinto Junior, Kleber Pinheiro Naccarato
• Banca de defesa: Helena França
• 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: This study compares different environment variables (topography, land surface temperature and soil types) with lightning spatial and temporal dynamics. It was used Brazilian Lightning Detection Network (BrasilDAT) lightning data from June 2005 to May 2007 and, for validation, data from Lightning Imaging Sensor (LIS) from December 1998 to September 2007; the digital elevation model (DEM) from the SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) program; soil data from the Brazilian Company/Institute EMBRAPA (soil sample data) and IBGE(thematic maps); and land surface temperature Level 11 product from the MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) satellite from October 2005 to December 2006. The analysis was made throughout different GIS (Geographic Information Systems) applications and statistical tools. The results show relations between the lightning and the other variables at different scales. Geomorphologic variables such as slope (as an altitude product, with r value around 0.9) present a good correlation to lightning activity for particular regions. In other hand, the land surface temperature show r index of about 0.98 for all State. Porto Alegre metropolitan region does not show an urban heat island effect on lightning distribution. No statistically significant relationship between soil and lightning distribution was found. The comparison between lightning mean peak current and soil conductivity (represented by its metallic constituents) presented small statistical significance and also presented a contrary trend from what was found by other authors (r ≈ 0.63 for CG+ lightning and r ≈ -0.43 for CG- lightning). A significant relationship between metallic constituent concentration and soil granulometry was found, which impact the conductivity: the larger the particles size, the smaller the conductivity. So, the humidity effect on the conductivity variations for soils with largest particles is reduced due less water retention. Finally, although the time series used in the study is relatively small, the results were satisfactory, indicating some effects of the environment variables over the spatial and temporal lightning distribution.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m17@80/2008/01.30.17.46

A presente dissertação tem por objetivo mostrar a atuação do relevo, temperatura de superfície e tipos de solo sobre a dinâmica espacial e temporal dos relâmpagos no Rio Grande do Sul. Para a análise foram usados dados de relâmpagos da Rede Brasileira de Detecção de Descargas Atmosféricas (BrasilDAT) entre Junho de 2005 e Maio de 2007 e, com caráter comprobatório, dados do Lightning Imaging Sensor (LIS) de Dezembro de 1998 a Setembro de 2007; o modelo digital de elevação (MDE) do programa SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), dados de temperatura de superfície (Level 11) do satélite MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) entre Outubro de 2005 e Dezembro de 2006 e dados de solo do IBGE (mapas temáticos) e da EMBRAPA (amostras). As análises foram feitas com o uso de diferentes ferramentas estatísticas e aplicativos de SIG. Os resultados mostraram relações entre a atividade de relâmpagos e as variáveis analisadas em diferentes escalas. Parâmetros geomorfológicos como a declividade (coeficiente de correlação (r) de aproximadamente 0.9) mostraram que maiores declividades tendem a aumentar a incidência de relâmpagos em regiões específicas. Por outro lado, uma tendência linear de aumento da densidade de relâmpagos em função da temperatura de superfície se mostrou para todo o Estado, com valores de r da ordem de 0.98. Os efeitos da ilha de calor da região metropolitana de Porto Alegre sobre os relâmpagos não foram detectados. Variações da densidade de relâmpagos em função dos diferentes tipos de solo não ficaram evidentes. A análise da correlação dos picos de corrente das descargas com a concentração de constituintes metálicos do solo, utilizados como indicadores de condutividade, apresentou baixa significância estatística e os resultados apresentaram uma tendência contrária à encontrada por outros autores (r ≈ 0.63 para relâmpagos nuvem-solo positivos e r ≈ -0.43 para relâmpagos nuvem-solo negativos). A concentração de constituintes metálicos e a granulometria se mostraram altamente correlacionadas no sentido de que, à medida que as partículas do solo aumentam, ocorre uma diminuição da condutividade. Assim, o efeito da umidade na variação da condutividade em solos de maior granulometria é reduzido devido à sua menor capacidade de retenção de água. Os resultados, enfim, se mostraram satisfatórios, apesar da pequena serie temporal usada, indicando a influência das variáveis analisadas sobre a distribuição espacial e temporal dos relâmpagos no Rio Grande do Sul.