Singularidades da distribuição espacial e temporal de relâmpagos nuvem-solo a partir de dados de sistemas de detecção - Vandoir Bourscheidt (2012)
Uma das aplicações mais comuns dos dados de relâmpagos é a elaboração de mapas/climatologias de relâmpagos, visando identificar “ {singularidades físicas}” na sua distribuição, ou seja, padrões ou tendências associados a aspectos físicos. Os dados são obtidos por meio de redes de sensores e a qualidade desta informação é usualmente avaliada por critérios de desempenho: eficiência de detecção e precisão de localização. As redes, no entanto, estão sujeitas a variações de desempenho no tempo e espaço, que podem criar singularidades resultantes do próprio sistema. Esta tese se concentra no aprimoramento e no desenvolvimento de técnicas e métodos para incluir e/ou superar efeitos do desempenho dos sistemas de detecção de relâmpagos na análise espacial e temporal de descargas. Por aprimoramento entende-se o novo modelo de eficiência de detecção relativa (MEDR), que passou por melhorias não só no cálculo da eficiência, passando a incluir variações angulares da mesma, mas também nos filtros, pela inclusão das variações diárias de estado (uptime) dos sensores. Por desenvolvimento, entende-se a inclusão das elipses de segurança como um método de suavização para os mapas ou climatologias de relâmpagos, chamado de KBBES. Outros métodos baseados em técnicas existentes são sugeridos como forma de minimizar os efeitos de desempenho espacial e temporalmente: filtros para baixa corrente, dias de tempestade e horas de tempestade. Finalmente, também é proposto um método baseado em dados de descarga que busca identificar o início das tempestades (chamado de TIT - Thunderstorm Initiation Technique). Com base nestes métodos, desenvolveu-se a análise de efeitos da ilha de calor de São Paulo e dos efeitos da altitude. As melhorias no MEDR são consideráveis, concentrando as maiores eficiências na parte interna da rede. O KBBES, por sua vez, permite que mapas de alta resolução sejam desenvolvidos sem prejudicar as estimativas de densidade - efeito comum no caso de métodos de contagem simples. Os demais métodos para superar efeitos de desempenho se mostraram uma boa contribuição científica, principalmente para análises espaciais e temporais para longos períodos. No que concerne às ilhas de calor, destaca-se a forma diferenciada que a TIT apresentou sobre a área urbana, indicando forte atuação do gradiente térmico sobre a formação das tempestades. Não foram encontradas tendências temporais de aumento na ocorrência de relâmpagos ou da temperatura de um modo geral. O mês de novembro, considerado como o início da estação de tempestades, apresentou alguma tendência, porém pouco significativa. Com relação à altitude, a análise através de mapas de alta resolução permitiu identificar relações estreitas entre a elevação e os relâmpagos. Ideias para compreender esta relação remetem a questões relativas ao próprio canal do relâmpago, bem como à inibição das tempestades no ambiente pós-montanha. A análise espacial da TIT para este caso também apontou a associação do início das tempestades com as áreas elevadas. Em resumo, os métodos e técnicas se mostraram satisfatórios e avanços significativos para a melhor compreensão das singularidades físicas e/ou resultantes dos sistemas de detecção foram alcançados.