Como funcionam os detectores de raios

Jenna Deutschman

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Explicamos a ciência por trás desse útil dispositivo meteorológico

Você já se perguntou como os raios se formam? Já pensou em como os meteorologistas podem detectar os raios? O raio é um fenômeno misterioso na previsão do tempo; é impossível prever com precisão, mas pode ser rastreado com um detector de raios. detector de relâmpagos. A queda de raios ocorre milhares de vezes por dia, e esses dispositivos fornecem avisos antecipados de tempestades severas, tornando o equipamento de detecção de raios uma ferramenta útil. Está curioso para saber como funcionam os detectores de raios? Responderemos a essa pergunta neste artigo.

Os meteorologistas podem prever a probabilidade de uma tempestade com muitos raios. Infelizmente, atualmente é impossível prever as quedas de raios individuais, e as quedas são aparentemente aleatórias e ocorrem com muita rapidez e frequência para serem previstas. O clarão do raio é nosso único aviso, exceto pelo acúmulo de eletricidade estática que às vezes precede a queda.

O que é um raio?

O raio é um poderoso raio elétrico. O raio ocorre quando há uma diferença na carga elétrica em uma nuvem de tempestade. As partículas carregadas negativamente se movem para a parte inferior da nuvem, atraídas pelas partículas carregadas positivamente no solo - o raio nuvem-solo canaliza os elétrons da nuvem para o solo, equilibrando a carga. O relâmpago nuvem a nuvem ocorre da mesma forma, exceto pelo fato de ocorrer entre duas nuvens.

Detector de raios portátil acurite 02020

Como funcionam os detectores de raios

Os relâmpagos são como faíscas elétricas gigantes; cada vez que ocorre um relâmpago, são emitidos pulsos eletromagnéticos que podem ser detectados nas proximidades em um rádio. Se você já ouviu rádio AM, o pulso é o estrondo da estática que você ouve.

Mas há um problema com o uso dessas frequências para a detecção de raios. Há outras fontes potenciais de interferência eletromagnética. Por exemplo, outras fontes que emitem sinais eletromagnéticos podem fazer com que o detector forneça uma leitura falsa, como motores elétricos ou telefones celulares. O alternador do seu carro pode até mesmo interferir: esse é o zumbido baixo que às vezes se ouve no rádio AM quando o carro acelera.

Então, como podemos saber onde um raio atinge e como funcionam os detectores de raios?

Quando ocorre um relâmpago, ele produz uma onda eletromagnética. Esse padrão de onda é detectado em uma frequência ultrabaixa de 500 Hz. Ajustar a antena para 500 Hz é uma maneira de filtrar o maior número possível de sinais de interferência.

Há três tipos de detectores de raios: móveis, terrestres e espaciais. Os sistemas móveis e terrestres usam métodos semelhantes para detectar raios e compartilham dados para determinar o local da queda do raio.

Detectores de raios portáteis usam uma antena de 500 Hz para detectar ondas de rádio que indicam um raio. Outros detectores móveis usam o mesmo método para localizar as descargas atmosféricas. Embora os detectores portáteis sejam menos precisos do que os detectores de raios terrestres, móveis ou espaciais, eles ainda são uma opção mais econômica. opção econômica para detectar uma queda de raio.

Uma das maneiras mais precisas de detectar raios é O método de triangulação. O método de triangulação usa dois ou mais detectores de raios baseados em terra para aproximar a distância e a magnitude da queda de um raio. Além disso, o uso de vários dispositivos reduz os erros causados pela interferência do sinal. A National Lightning Detection Network (Rede Nacional de Detecção de Raios) usa esse método, que era a forma mais precisa de detecção de raios até o lançamento dos novos satélites GOES.

O método mais moderno de detecção de raios é o uso de satélites. Os detectores de satélite fornecem informações mais precisas sobre a intensidade da iluminação porque podemos observá-la diretamente. O GOES usa radiação para determinar a localização de um raio usando uma ferramenta chamada Mapeador Geoestacionário de Raios (GLM)que detecta raios do espaço.

Usos do detector de raios

Há uma infinidade de usos potenciais para um detector de raios. Aqui estão alguns dos usos mais comuns:

  • Atividades esportivas ao ar livre
  • Passeios de barco
  • Negócios ao ar livre (piscinas, parques de diversões, parques, etc.)
  • ...e mais

Por que a detecção de raios é importante?

De acordo com a International Lightning Detection Conference (Conferência Internacional de Detecção de Raios), as mortes por raios em todo o mundo variam de 6.000 a 24.000 por ano. A segurança contra raios tornou-se mais crítica e, embora o ditado "quando o trovão ruge, vá para dentro de casa" seja algo que deva ser seguido, se você ouvir um trovão, os raios já estão muito próximos. É por isso que recomendamos um detector de raios se você passar muito tempo fora de casa durante a primavera e o verão.

Embora talvez não tenhamos um método preciso para prever a queda de raios, onde e quando ocorre uma queda de raio são dados valiosos. Os meteorologistas podem criar avisos de tempestades mais eficazes com mais dados sobre onde os raios ocorrem com mais frequência.

tempestade no beco do tornado

Um método de previsão de raios desenvolvido mais recentemente

Em um 2019 publicaçãoNa América Latina, os pesquisadores utilizam dados de pressão atmosférica, temperatura, velocidade do vento e umidade relativa para prever os raios. Eles usam inteligência artificial para correlacionar as condições atmosféricas com registros de dados de relâmpagos para prever a localização de um relâmpago. Esse método pode detectar raios em um raio de 30 km em 10 a 30 minutos. Embora esse método seja impreciso, ele pode prever a área afetada e o intervalo de tempo muito mais rapidamente do que outros métodos de previsão.

Com o tempo e com mais dados, esse método se tornará mais preciso e exato. Desde estação meteorológica se os dados estiverem prontamente disponíveis, os dados da estação meteorológica podem ser combinados com os dados de detecção de raios para melhorar a precisão dos algoritmos.

Envolvimento

Esperamos ter respondido suas perguntas sobre como funcionam os detectores de raios. As tecnologias de detecção de raios estão em constante evolução. Quanto mais métodos tivermos para prever com precisão a localização de um raio, mais precisos serão os futuros avisos meteorológicos sobre raios.

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Jenna Deutschman

Em junho de 2021, Jenna se formou com um diploma de bacharel em Ciências Atmosféricas e dois menores em Redação Profissional e Alemão pela Universidade da Califórnia, Davis. Ela trabalhou anteriormente como bolsista de pesquisa da Iniciativa de Neutralidade de Carbono da UC e atualmente é redatora e editora ambiental na Plant-Based Network.

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