O índice ceráunico é um parâmetro que indica o número de dias de tempestades por ano em uma determinada localidade (KINDERMANN, 2009). Ele é tabulado pela
(b)
176 Organização Mundial de Meteorologia. Um dia de tempestade é definido como o dia do calendário no qual um trovão é ouvido, sendo estes dados registrados por um observador. Esse parâmetro vem sendo usado há muito tempo pelos meteorologistas para caracterizar as atividades relativas às descargas atmosféricas em uma localidade. Assim o trovão ouvido pode ser relacionado a uma descarga de tipo Nuvem-solo (NS) como a uma descarga de tipo Nuvem-Nuvem (NN) ou Intra-Nuvem (IN). As linhas isoceráunicas são linhas (curvas) que ligam as localidades que tem o mesmo índice ceráunico. Na literatura encontra-se uma relação envolvendo a densidade de descargas Ng [raios/km2/ano] e o índice ceráunico ce (UMAN, 2001). Assim a densidade de descargas nuvem-solo, de acordo com a norma brasileira NBR- 5419, pode ser dada por:
( 36 )
Os mapas de índice ceráunico são calculados para cada ano (2008 até 2011) e corrigido globalmente pelo número de dias sem detecção no Diagrama Operacional da rede STARNET apresentados na Tabela 17. Os mapas de índice ceráunico não podem ser corrigidos pelo modelo por causa da forma multiplicativa da uniformização. Então se durante um dia com tempestade nenhum raio está detectado pela rede por causa de sua eficiência baixa, esse dia será identificado como um dia sem tempestade. Em seguida, os mapas de densidade de raios são calculados para cada ano de operação da rede como valores médios sobre os períodos sem falta de dados do Diagrama Operacional da rede STARNET apresentado no Capítulo 3.
Tabela 17 - Número de dias sem detecção da rede STARNET por ano de operação.
Ano 2008 2009 2010 2011
Número de dias sem detecção 55 1 20 26
Fonte: do autor
7.2.2 Resultados
7.2.2.1 Mapas de índice ceráunico anual
Apresentam-se os resultados dos mapas de índice ceráunico para cada ano de operação da rede STARNET: Figura 76 para ano 2008, Figura 77 para o ano 2009, Figura 78 para ano 2010, e Figura 79 para ano 2011. Os resultados foram corrigidos globalmente para o número de dias sem detecção do Diagrama Operacional da rede STARNET.
177 Observa-se primeiro que a distribuição do índice ceráunico é parecida de um ano a outro sendo quase uniforme na Amazônia brasileira. O mapa do índice ceráunico do ano 2009 apresenta os maiores valores com uma média muita alta de 318 dias sobre 365, e com um desvio padrão de 35 dias. Esse resultado é devido a duas causas. Primeiramente, de acordo com Marengo et al. (2011), esse ano é conhecido com um ano de condições meteorológicas extremas com atividade convectiva intensa e chuvas extraordinariamente fortes. Em segundo lugar, o ano 2009 era o ano de operação mais estável da rede STARNET, funcionando mais de 97% do tempo com 5 ou mais sensores ativos (ver estatística no Capítulo 3) e com 1 dia só sem detecção de raios. Em comparação o ano de 2008 apresenta valores do índice ceráunico mais baixo com uma média de 187 dias (sobre 366) e um desvio padrão de 43 dias. Durante o ano 2008, a rede estava numa fase de desenvolvimento e de teste: ela operava com 5 sensores até a instalação do sensor de São Martinho, em agosto 2008. Por isso o funcionamento era bastante intermitente com uma falha do sistema de detecção em torno de 55 dias. A baixa eficiência da rede aumenta o número de dias sem raios e consequentemente diminui o índice ceráunico.
Os mapas do índice ceráunico dos anos 2010 e 2011 mostram valores menos intensos que o mapa do ano 2009. Os mapas apresentam uma média de 254 dias e um desvio padrão de 47 dias para o ano 2010 e uma média de 292 dias e um desvio padrão de 45 dias para o ano 2011. De acordo com Marengo et al. (2011), durante ano 2010 aconteceu um episódio climatológico extremo de seca, afetando o noroeste, centro e sudoeste da Amazônia. Ademais, os números de dias no ano sem detecção afetam também os mapas de índice ceráunicas dos anos 2010 e 2011 com respetivamente 20 dias e 26 dias do ano sem detecção de raios.
178
Figura 76 - Mapas de índice ceráunico da Amazônia do ano 2008.
Fonte: do autor
Figura 77 - Mapas de índice ceráunico da Amazônia do ano 2009.
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Figura 78 - Mapas de índice ceráunico da Amazônia do ano 2010.
Fonte: do autor
Figura 79 - Mapas de índice ceráunico da Amazônia do ano 2011.
Fonte: do autor
7.2.2.2 Mapas de densidades de raios
Apresentam-se, nesta parte, os resultados dos mapas de densidade de raios bruta calculados com os dados registrados pela rede STARNET, os mapas de densidade de raios corrigida com o modelo de uniformização, e os mapas de anomalia de densidade de raios corrigida na Amazônia: Figura 80 para o ano de 2008, Figura 81 para o ano de 2009, Figura 82 para ano de 2010, e Figura 83 para ano de 2011. Os mapas de densidade de raios são calculados para cada ano como valores médios sobre os períodos sem falta de dados dos
180 Diagramas Operacional da rede STARNET. Os mapas de anomalia são calculados em relação ao valor médio do ano.
Observa-se primeiro que o nível de correção é diferente de um ano para o outro. Assim o mapa do ano 2008 (Figura 80) foi o mais corrigido: o valor médio passou do valor 1,3 raios/km2/ano com um desvio padrão de 0,8 sem uniformização para um valor médio de 4,1 raios/km2/ano com um desvio padrão de 2,7 com a uniformização. Aplicado a uniformização aos dados brutos, o mapa de densidade de raios do ano 2008 apresenta padrões de descargas atmosféricas parecidos ao do ano 2009 (Figura 81): forte na região de Belém bem como no estado do Amazonas e, muito forte no estado do Tocantins. Esses padrões de descargas atmosféricas aparecem ainda mais intensos nos mapas de anomalia de densidade de raios corrigida dos anos 2008 e 2009. O mapa do ano 2009 foi o menos corrigido: o valor médio passou do valor 5,4 raios/km2/ano com um desvio padrão de 3,4 sem uniformização para um valor médio de 8,1 raios/km2/ano com um desvio padrão de 5,0 com a uniformização.
Os mapas de densidade de raios corrigidos dos anos 2010 (Figura 82) e 2011 (Figura 83) têm padrões de descargas atmosféricas parecido entre eles, mas diferente dos anos 2008 e 2009. Esse padrão é forte na região de Belém, no centro da Amazônia na fronteira entre os estados do Pará e do Amazonas, bem como muito forte no estado do Tocantins. Esses padrões de descargas atmosféricas aparecem ainda mais intensos nos mapas de anomalia de densidade de raios corrigida dos anos 2010 e 2011. Para o ano 2010 o valor médio da densidade de raios passou do valor 2,2 raios/km2/ano com um desvio padrão de 1,3 sem uniformização para um valor médio de 4,0 raios/km2/ano com um desvio padrão de 2,8 com a uniformização. Para o ano 2011 o valor médio da densidade de raios passou do valor 2,0 raios/km2/ano com um desvio padrão de 1,4 sem uniformização para um valor médio de 3,6 raios/km2/ano com um desvio padrão de 3,4 com a uniformização.
Observa-se nos mapas de densidade de raios corrigidos que a atividade de raios fica sempre muito forte no estado do Tocantins. Os valores de densidade de raios são sempre muito intensificados pelo modelo de uniformização porque nesta zona várias configurações da rede STARNET têm uma eficiência de localização relativa baixa. Essa correção alta pode sofrer de uma divergência do modelo que ainda não tem valores de saturação.
181
Figura 80 - Mapas de densidade de raios bruta e corrigida pelo modelo de uniformização e anomalia de
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Figura 81- Mapas de densidade de raios bruta e corrigida pelo modelo de uniformização e anomalia de
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Figura 82 - Mapas de densidade de raios bruta e corrigida pelo modelo de uniformização e anomalia de
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Figura 83 - Mapas de densidade de raios bruta e corrigida pelo modelo de uniformização e anomalia de
185 Como conclusão, os valores médios dos mapas de densidade de raios corrigida do ano 2008, 2010 e 2011 são da mesma ordem, em torno de 4 raios/km2/ano. O ano 2009 fica acima com uma média próxima de 8 raios/km2/ano por causa de episódio climatológico extremo com uma atividade convectiva intensa.
7.3 Padrões de descargas atmosféricas no trajeto das linhas de transmissão na