Influência de sistemas meteorológicos de grande escala sobre a distribuição de raios na Amazônia Oriental, com aplicação no setor elétrico

Foi feito um estudo da associação entre a densidade de ocorrência de raios com condições meteorológicas no leste da região Amazônica entre os anos de 2006 a 2008. A região estudada foi limitada por uma grade geográfica entre as latitudes 0º a -10º e longitudes -53º a -43º. Foram desenvolvidos métodos computacionais de processamento estatístico e geração de mapas de ocorrências de raios para diferentes intervalos de tempo. Esses métodos foram aplicados para determinar os pontos de altas ocorrências de raios ao longo de linhas de transmissão de energia elétrica, a fim de oferecer subsídios para a proteção e operação dos sistemas elétricos da região. Foram utilizados dados da rede de detecção de raios do SIPAM para redimensionar a detecção do sistema de alcance intercontinental STARNET, e subsequentemente, foram obtidos mapas de densidade de raios mais uniformes e realistas. Esses mapas foram interpretados em períodos semanais e sazonais, considerando as observações simultâneas de chuva, vento, radiação de onda longa e a presença de sistemas meteorológicos de grande escala. Zona de Convergência Intertropical e Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCIT, ZCAS) definidos pela convergência de ventos e anomalias negativas de Radiação de Ondas Longas ( ROL). Os resultados mostraram boa correspondência entre as áreas de convecção e a intensa ocorrência de raios. Nas regiões de mais alta atividade elétrica atmosférica, foi observada ocorrência de convergência dos ventos e anomalias negativas de ROL, para situações de presença de ZCAS e ZCIT sobre a região. A atividade de raios também coincidiu, com algumas exceções, com áreas de maior precipitação em períodos semanais. Foi observado também que, durante um trimestre seco, os segmentos de linhas de transmissão de Mojú-Tailândia e Jacundá-Marabá apresentaram maior incidência de raios. O pico da densidade de raios chegou a 18 raios/km²/trimestre em alguns locais. Durante o trimestre chuvoso, a densidade geral de raios foi 86% maior e apresentou distribuição espacial mais uniforme quando comparada com um trimestre seco. Este estudo mostrou não somente como as características meteorológicas influenciaram na distribuição e quantidade raios, mas também que a elevada atividade de descargas elétricas na região deve ser uma preocupação importante para os sistemas de distribuição de energia elétrica e outras atividades humanas na Amazônia Oriental.

ABSTRACT: A study was made of the relationship between lightning occurrence density distribution and their associated meteorological conditions over an area in eastern Amazon region. In order to do that, special programs were developed to statistically process lightning data, as well as, to generate lightning occurrence density maps on a geographical grid, for different time intervals. Using these methods an application analysis was performed to determine “spots” of high lightning frequency of occurrences along electric power transmission lines, in order to offer subsidies for the protection and operation of these electric systems in the region. Lightning data from the Amazonian Protection System (SIPAM) lightning detection network were used to upgrade the detection efficiency of the intercontinental STARNET system, and obtain more uniform and realistic lightning density maps over the limits of 0º to -10º of latitude and -53º to -43º of longitude. These maps were interpreted at weekly and seasonal periods, considering the simultaneous observations of rainfall, wind, long wave radiation (LWR) and the presence of large scale, the Intertropical Convergence Zone and South Atlantic Convergence Zone (ITCZ, SACZ) meteorological systems, acting over the area of study. The results showed good correlation among the areas of intense convection, determined by the convergence of winds and negative LWR anomalies and high lightning activity both for ITCZ and SACZ configuration over the area. Lightning activity also coincided, with a few exceptions, with the areas of higher weekly precipitation. It was observed also that during a dry trimester the transmission lines segment of Mojú-Tailândia and Jacundá-Marabá presented significantly higher incidence of lightning over them. During a rainy quarter the lightning density of currences was, overall, 86% higher and more evenly distributed than during the equivalent drier period, over the area considered. Density maxima of lightning occurrences reached values of 18 events/km²/trimester, at some spot areas. This study showed not only the meteorological characteristics of some lightning producing systems but also the elevated regional lightning activity, which should be an important concern to the electric power distribution systems and other human activities in eastern Amazonia.