Caracterização dos relâmpagos ocorridos na região Nordeste do Brasil, por meio de sensoriamento remoto

dc.contributor.advisorGonçalves, Weber Andrade
dc.contributor.advisor-co1Mattos, Enrique Vieira
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3901367142857642pt_BR
dc.contributor.authorAbreu, Lizandro Pereira de
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-6427-3356pt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2192289338587795pt_BR
dc.contributor.referees1Bezerra, Bergson Guedes
dc.contributor.referees2Alcântara, Clênia Rodrigues
dc.contributor.referees3Rodrigues, Daniele Tôrres
dc.contributor.referees4Farias, Wendell Rondinelli Gomes
dc.date.accessioned2024-01-24T19:06:04Z
dc.date.available2024-01-24T19:06:04Z
dc.date.issued2023-08-31
dc.description.abstractDue to its aggressive and devastating characteristics, lightning constituted in the history of humanity the central observations point of several scientific communities around the world, causing the evolution of scientific knowledge about the phenomenon. However, our ability to represent its spatial and temporal variability, as well as your relationship with other environmental characteristics, remains a key challenge. It is estimated that about 60-75 million lightning strikes occur annually, which are responsible for the death of approximately 132 people every year in Brazil. The Northeast region of Brazil (NEB) concentrates 18% of all deaths across the entire national territory, and if we consider the population of the different regions, the state of Piauí had the highest mortality rate in the region (1.8 deaths per million); this value being much higher than the national rate (0.8) and NEB (0.5). In this sense, the present work proposed to evaluate the occurrence of lightning in the Northeast region of Brazil, characterizing its relationship with the microphysics of clouds and natural disasters. Within this scope, data from two different orbital platforms were used: i) from the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), data from the Lightning Imaging Sensor (LIS), TRMM Microwave Imager (TMI) and Precipitation Radar (PR) sensors were used. The first provides data on the lightning occurrence throughout the Earth's tropical zone and the last two provide information on the clouds microphysical characteristics and estimation of the precipitation rate; ii) from the Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES-16), data from the Geostationary Lightning Mapper (GLM) sensors on the occurrence and location of lightning and Advanced Baseline Imager (ABI) were used, a 16-channel sensor, 2 of which are visible , 4 in the near infrared and 10 in the infrared. First, the TRMM data were analyzed in order to seek to establish a relationship between the lightning occurrence and the clouds microphysical characteristics (ice water path, rain water path, freezing height level, convective precipitation and surface precipitation), comparing them according to lightning occurrence classes, spatial location and atmospheric profiles. Subsequently, a distribution of the lightning measured by the GLM was carried out, in order to understand its spatial and temporal variability. Finally, we also evaluate the relationship between the lightning parameters and the occurrence of natural disasters in the NEB. The states of Maranhão, Piauí and Bahia concentrate the regions with the highest lightning density. A higher occurrence lightning is associated with higher values of ice water path (> 38.9 kg.m−2), rain water path (>2 kg.m−2), convective precipitation (>5 mm.h− 1) and surface precipitation (>7 mm.h−1), in addition to slightly higher freezing height level values. Regions with high lightning density (>20 flash.km-2.year-1), on average, do not have lightning with large (>1000 km²), energy (>1500 fJ) and duration (>400 ms). The Intertropical Convergence Zone, in addition to being important for precipitation, is also a system that generates a significant amount of lightning, being commonly related to natural disasters in coverage area. It is expected that, with the establishment of the sites and periods of greater occurrences and the characteristics of lightning, as well as the definition of the participation of each microphysical variable studied in the lightning occurrence, the understanding regarding the phenomenon can increase, in addition to the decrease in fatalities associated with him.pt_BR
dc.description.resumoDevido às suas características agressivas e devastadoras, os relâmpagos se constituíram na história da humanidade como o ponto central das observações de diversas comunidades científicas ao redor do mundo, fazendo com que o conhecimento científico em relação ao fenômeno evoluísse significativamente. Entretanto a nossa capacidade de representar sua variabilidade espacial e temporal, bem como sua relação com as demais características ambientais permanecem como um desafio-chave. Estima-se que cerca de 60-75 milhões de relâmpagos ocorram anualmente, sendo esses responsáveis pela morte de aproximadamente 132 pessoas todos os anos no Brasil. A região Nordeste do Brasil (NEB) concentra 18 % da totalidade de óbitos ocorrida em todo o território nacional, e se considerarmos a população das diferentes regiões, o estado do Piauí apresentou a maior taxa de mortalidade da região (1,8 mortes por milhão); sendo esse valor bastante superior à taxa nacional (0,8) e do próprio NEB (0,5). Nesse sentido, o presente trabalho buscou avaliar a ocorrência de relâmpagos na região Nordeste do Brasil, caracterizando a sua relação com a microfísica de nuvens e desastres naturais. Dentro deste escopo foram utilizados dados de duas plataformas orbitais distintas: i) a partir do satélite Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) foram utilizados os dados dos sensores Lightning Imaging Sensor (LIS), TRMM Microwave Imager (TMI) e Precipitation Radar (PR), onde o primeiro fornece dados sobre a ocorrência de relâmpagos em toda a faixa tropical do planeta e os dois últimos oferecem informações sobre as características microfísicas das nuvens e estimativa da taxa de precipitação; ii) a partir do satélite Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES-16) foram utilizados dados dos sensores Geostationary Lightning Mapper (GLM), sobre ocorrência e localização de relâmpagos e Advanced Baseline Imager (ABI) um sensor de 16 canais, sendo 2 no visível, 4 no infravermelho próximo e 10 no infravermelho. Primeiramente, os dados do TRMM foram analisados a fim de buscar estabelecer uma relação entre a ocorrência de relâmpagos e as características microfísicas das nuvens (conteúdo integrado de gelo, conteúdo integrado de água de chuva, altura do nível de congelamento, precipitação convectiva e precipitação em superfície), comparando-os em função de classes de ocorrência de relâmpagos, localização espacial e perfis atmosféricos. Posteriormente, foi realizada uma distribuição dos relâmpagos aferidos pelo GLM, para entender sua variabilidade espacial e temporal. Finalmente, buscouse também avaliar a relação entre as variáveis dos relâmpagos e a ocorrência de desastres naturais no NEB. Os estados do Maranhão, Piauí e Bahia concentram as regiões com maior densidade de relâmpagos. Uma maior ocorrência de relâmpagos está associada a valores mais altos de conteúdo gelo (>38,9 kg.m−2), conteúdo de água de chuva (>2 kg.m−2), precipitação convectiva (>5 mm.h−1) e precipitação na superfície (>7 mm.h−1), além de valores de altura do nível de congelamento ligeiramente mais altos. As regiões com alta densidade de relâmpagos (>20 relâmpagos.km-2 .ano-1 ), em média, não possuem relâmpagos de grande área (>1000 km²), energia (>1500 fJ) e duração (>400 ms). Quanto aos sistemas, a Zona de Convergência Intertropical, além de ser importante para precipitação, também um sistema gerador de uma quantidade significativa de relâmpagos, sendo comumente relacionada a desastres naturais em sua área de atuação. É esperado que, com o estabelecimento dos locais e períodos de maiores ocorrências e as características dos relâmpagos, bem como a definição da participação de cada variável microfísica estudada na ocorrência de relâmpagos, o entendimento em relação ao fenômeno possa aumentar, além da diminuição das fatalidades associadas a ele.pt_BR
dc.identifier.citationABREU, Lizandro Pereira de. Caracterização dos relâmpagos ocorridos na região Nordeste do Brasil, por meio de sensoriamento remoto. Orientador: Dr. Weber Andrade Gonçalves. 2023. 183f. Tese (Doutorado em Ciências Climáticas) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57414
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS CLIMÁTICASpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectClimatologiapt_BR
dc.subjectLISpt_BR
dc.subjectGLMpt_BR
dc.subjectTRMMpt_BR
dc.subjectGOESpt_BR
dc.subjectNuvens de tempestadept_BR
dc.subjectDesastrespt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRApt_BR
dc.titleCaracterização dos relâmpagos ocorridos na região Nordeste do Brasil, por meio de sensoriamento remotopt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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