Caracterização das Assinaturas de Radar e da Atividade Elétrica de Relâmpagos de Tempestades com Granizo no Estado de São Paulo

Autores

  • Eduardo Ximenes de Abreu Universidade Federal de Itajubá, Instituto de Recursos Naturais, Avenida BPS 1303, Pinheirinho, Itajubá, MG, 37500-903, Brasil
  • Enrique Vieira Mattos Universidade Federal de Itajubá, Instituto de Recursos Naturais, Avenida BPS 1303, Pinheirinho, Itajubá, MG, 37500-903, Brasil
  • Vinicius Banda Sperling Centro de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais, Estrada Dr. Altino Bondensan 500, Eugênio de Melo, São José dos Campos, SP, 12247-016, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.11137/2020_02_173_188

Palavras-chave:

Radar meteorológico, Altura de Waldvogel, atividade elétrica

Resumo

Tempestades com granizo tipicamente estão associadas à nuvens de grande desenvolvimento vertical (Cumulonimbus), com intensas taxas de precipitação e ventos fortes em superfície, que podem causar diversos prejuízos ao meio urbano e rural. Este trabalho analisou a evolução de alguns parâmetros provenientes das assinaturas do radar meteorológico e atividade elétrica de nove tempestades que causaram precipitação de granizo em superfície no estado de São Paulo, entre dezembro de 2016 e março de 2017. Os parâmetros de radar analisados foram: Conteúdo de Água Líquida Verticalmente Integrado (VIL), densidade de VIL (DVIL), altura máxima do eco de 20 dBZ (Ecotop20dBZ), altura máxima do eco de 35 dBZ (Ecotop35dBZ), Altura de Waldvogel (AW) e máximo valor da refletividade em toda coluna de precipitação iluminada pelo radar (MAXPIX). Esses parâmetros foram calculados através dos dados de refletividade (Z) do radar meteorológico Doppler de São Roque (São Paulo). As informações sobre a ocorrência de descargas de retorno intra-nuvem (IN) e nuvem-solo (NS) foram obtidas da rede Earth Network. Dentre os resultados, foi possível analisar a evolução dos parâmetros de radar e atividade elétrica, antes, durante e depois do momento em que se registrou o granizo em superfície para cada tempestade selecionada. O parâmetro AW acusou com 20 min de antecedência uma alta probabilidade de ocorrência de precipitação de granizo para todas as tempestades.

Referências

Albrecht, R.I.; Moralez, C.A.R.; Anselmo, E.M.; Neves, J. R.,

Mattos, E.; Biscaro, T.; & Machado, L.A.T. 2012.

Thunderstorm Characteristics of Summer Precipitating Systems During CHUVA-GLM Vale do Paraiba

Field Campaign. In: 16th INTERNATIONAL CONFERENCE ON CLOUDS AND PRECIPITATION,

Leipzig, Germany, 2012. Proceedings, Leipzig, Universität Leipzig.

Amburn, S.A. & Wolf, P.L. 1997. VIL Density as a Hail Indicator. Weather and Forecasting, 12(3): 473-478.

Atlas, D. 1966. The Balance Level in Convective Storms. Journal of the Atmospheric Sciences, 23(6): 635-651.

Beltrán, R.P. 2017. Características da Precipitação e Atividade

Elétrica de Tempestades Severas da Região Metropolitana de São Paulo. Programa de Pós-graduação em

Meteorologia, Universidade de São Paulo, Dissertação de Mestrado, 113p.

Berezuk, A.G. 2009. Eventos Extremos: Estudo da Chuva de

Granizo de 21 de Abril de 2008 na Cidade de Maringá-

-PR. Revista Brasileira de Climatologia, 5: 153-164.

Caldana, N.F.S.; Rudke, A.P.; Silva, I.; Nitshe, P.R.; Caramori, P.H. 2019. Gênese, Impacto e a Variabilidade das

Precipitações de Granizo na Mesorregião Centro-Sul

Paranaense, Brasil. Caderno de Geografia, 29(56):

-80.

Campos, C.R.J. & Maria, D.M. 2014. Ocorrência de Granizo

Associada a um SCM que Afetou o Rio Grande do Sul

em Agosto de 2006. Anuário do Instituto de Geociências – UFRJ, 37(1): 46-60.

Cardoso, I.; Pinto Jr. O.; Pinto, I.R.C.A. & Holle, R.L. 2014.

Lightning Casualty Demographics in Brazil and their

Implications for Safety Rules. Atmospheric Research,

: 374-379.

Cera, J.C.; Streck, N.A.; Zanon, A. J.; Rocha, T.S.M.; Cardoso, Â.P.; Ribeiro, B.S.M.R.; Fensterseifer, C.A.J. &

Becker, C.C. 2016. Dano por Granizo na Cultura da

Soja em Condições de Lavoura: Um estudo de Caso.

Revista Brasileira de Meteorologia, 31(2): 211-217.

Chronis, T.; Lang, T.J.; Koshak, W.; Blakeslee, R.J.; Christian,

H.; Mccaul, E. & Bailey, J. 2015, Diurnal Characteristics of Lightning Flashes Detected over the São Paulo

Lightning Mapping Array, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 120(23): 799-808.

Gatlin, P. 2007. Severe Weather Precursors in the Lightning

Activity of Tennessee Valley Thunderstorms. Program

Atmospheric Science, The University of Alabama in

Huntsville, Dissertação de Mestrado, 87p.

Gatlin, P.N.; Goodman, S.J. 2010. A Total Lightning Trending

Algorithm to Identify Severe Thunderstorms. Journal

of Atmospheric and Oceanic Technology, 27(1): 3-22.

Globo-G1. 2016. Temporal com Granizo Causa Pontos de Alagamento em Campinas, SP. Disponível em: < http://

g1.globo.com/sp/campinas-regiao/noticia/2016/12/

temporal-com-granizo-causa-pontos-de-alagamento--em-campinas-sp.html>. Acesso em: 10 out. 2018.

Goodman, S.J.; Blakeslee, R.; Christian, H.; Koshak, W.; Bailey, J.; Hall, J.; Mccaul, E.; Buechler, D.; Darden, S.;

Burks, J.; Bradshaw, T. & Gatlin, O. 2005. The North

Alabama Lightning Mapping Array: Recent Severe

Storm Observations and Future Prospects. Atmospheric Research, 76(1): 423-437.

Goodman, S.J.; Buechler, D.E.; Wright, P.D. & E Rust, W.D.

Lightning and Precipitation History of a Microburst-Producing Storm. Geophysical Research Letters, 15(11): 1185-1188.

Greene, D.R. & Clark, R.A. 1972. Vertically Integrated Liquid

Water. A New Analysis Tool. Weather and Forecasting, 100(7): 548-552.

Held, G.; Gomes, A.M. & Naccarato K.P. 2010. The Structure

and Behavior of Supercell Storms in the State of São

Paulo, Brazil. In: 6th EUROPEAN CONFERENCE

ON RADAR IN METEOROLOGY AND HYDROLOGY, Sibiu, Romania.

Joe, P.; Dance, S.; Lakshmanan, V.; Heizenreder, D.; James, P.;

Lang, P.; Hengstebeck, T.; Feng, Y.; Li, P.W.; Yeung,

H.; Suzuki, O.; Doi, K. & Dai, J. 2012. Automated

Processing of Doppler Radar Data for Severe Weather Warnings. In: BECH, J. & CHAU, J.L. Doppler

Radar Observations - Weather Radar, Wind Profiler,

Ionospheric Radar, and Other Advanced Applications.

Editora InTech, p. 33-74.

Jornal O Liberal. 2017. Sumaré e Nova Odessa Têm Chuva de

Granizo. Disponível em: <https://liberal.com.br/cidades/regiao/sumare-e-nova-odessa-tem-chuva-de-granizo-547287/>. Acesso em: 10 out. 2018.

Lhermitte, R. & Williams, E. 1985. Thunderstorm Electrification: A Case Study. Journal of Geophysical Research:

Atmospheres, 90(4): 6071-6078.

Lopes, C.C. 2019. Microfísica, Cinemática e Eletrificação em

Tempestades Tropicais que Geraram Granizo Durante

o Projeto SOS-CHUVA. Programa de Pós-graduação

em Meteorologia, Universidade de São Paulo, Dissertação de Mestrado, 105p.

Mason, B.J. 1957. The Physics of Clouds. London, Oxford University Press, 481p.

Mattos, E.V.; Machado, L.A.T.; Williams, E.R.; Goodman, S.J.;

Blakeslee, R.J. & Bailey, J.C. 2017. Electrification

Life Cycle of Incipient Thunderstorms. Journal of

Geophysical Research: Atmospheres, 122(8): 4670-

Mccaul Jr., E.W.; Goodman, S.J.; Lacasse, K.M. & Cecil, D.J.

Forecasting Lightning Threat Using Cloud-Resolving Model Simulations. Weather and Forecasting,

(3): 709-729.

Medina, B.L. & Machado, L.A.T. 2017. Dual Polarization Radar Lagrangian Parameters: a Statistics-Based Probabilistic Nowcasting Model. Natural Hazards: Journal

of the International Society for the Prevention and

Mitigation of Natural Hazards, 89(2): 705-721.

Naccarato, K.P. Análise das Características dos Relâmpagos

na Região Sudeste do Brasil. 2005. Programa de Pós-

-Graduação em Geofísica Espacial, Instituto Nacional

de Pesquisas Espaciais, Tese de Doutorado, 362p.

Queiroz, A.P. 2008. Monitoramento e Previsão Imediata de

Tempestades Severas Usando Dados de Radar. Programa de Pós-graduação em Meteorologia, Instituto

Nacional de Pesquisas Espaciais, Dissertação de Mestrado, 114p.

Queiroz, A.P.; Cruz, J.S.; Carvalho, P.R.B. & França, V.D.J.

Estudo de Caso de Granizo no Distrito Federal com a Utilização de Índices de Instabilidades.

Rede de Meteorologia do Comando da Aeronáutica.

Disponível em: < https://www.redemet.aer.mil.br/

uploads/2014/04/GranizoDF.pdf>. Acesso em: 10 out.

Reynolds, S.E.; Brook M. & Gourley, M.F. 1957. Thunderstorm

Charge Separation. Journal of Meteorology, 14(5):

-436.

Rinehart, R.E. 2004. Radar for Meteorologists. Nevada, Rinehart Publications. 482p.

Riquetti, N.V.; Dorneles, V.R. & Nunes, A.B. 2018. Estudo do

Caso de Precipitação Intensa Sobre Foz do Iguaçu-PR

em Setembro de 2015. Revista Brasileira de Climatologia, 22: 589-606.

Schultz, C.J.; Petersen, W.A. & Carey, L.D. 2009. Preliminary

Development and Evaluation of Lightning Jump Algorithms for the Real-Time Detection of Severe Weather. Journal of Applied Meteorology and Climatology,

(12): 2543-2563.

Schultz, C.J.; Petersen, W.A. & Carey, L.D. 2011. Lightning

and Severe Weather: A Comparison Between Total

and Cloud-to-Ground Lightning Trends. Weather and

Forecasting, 26(5): 744-755.

Sperling, V.B. 2018. Processos Físicos e Elétricos das Tempestades de Granizo na Região Sul do Brasil. Programa

de Pós-graduação em Meteorologia, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Tese de Doutorado, 187p.

Straka, J.M.; Zrnić, D.S. & Ryzhkov, A.V. 2000. Bulk Hydrometeor Classification and Quantification Using Polarimetric Radar Data: Synthesis of Relations. Journal of

Applied Meteorology, 39(8): 1341-1372.

Waldvogel, A.; Federer, B. & Grimm, P. 1979. Criteria for the

Detection of Hails Cells. Journal of Applied Meteorology, 18(12): 1521-1525

Wallace, M.J. & Hobbs, V.P. 2006. Atmospheric Science: An Introductory Survey. New York, Academic Press, 504p.

Williams, E.R.; Mattos, E.V. & Machado, L.A.T. 2016. Stroke

Multiplicity and Horizontal Scale of Negative Charge

Regions in Thunderclouds. Geophysical Research Letters, 43(10): 5460-5466.

Williams, E.R.; Weber, M.E. & Orville, E.E. 1989. The Relationship Between Lightning Type and Convective State of Thunderclouds. Journal of Geophysical Research, 94(11): 13213-13220.

Downloads

Publicado

2020-08-21

Edição

v. 43 n. 2 (2020)

Seção

Artigos

Licença

Os artigos publicados nesta revista se encontram sob a llicença Creative Commons — Atribuição 4.0 Internacional — CC BY 4.0, que permite o uso, distribuição e reprodução em qualquer meio, contanto que o trabalho original seja devidamente citado.