65ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 6. Geociências - 2. Geofísica

CORRELAÇÃO ENTRE MEDIDAS SIMULTÂNEAS DE ATIVIDADE ELÉTRICA ATMOSFÉRICA E RADIAÇÃO X E GAMA EM SÃO JOSÉ DOS CAMPOS – SP.

Marcelo Pêgo Gomes - Divisão de Ciências Atmosféricas – IAE Marco Antonio da Silva Ferro - Divisão de Ciências Atmosféricas – IAE Marcos Luiz de Andrade Pinto - Divisão de Ciências Atmosféricas – IAE Inácio Malmonge Martin - Departamento de Física – ITA Flávio Conceição Antonio - Divisão de Ciências Atmosféricas – IAE Mauro A. Alves - Divisão de Ciências Atmosféricas – IAE

INTRODUÇÃO:

O intenso campo elétrico existente no interior da nuvem de tempestade (da ordem de 105 V/m) pode acelerar elétrons a velocidades relativísticas. A avalanche eletrônica decorrente desse processo pode dar início aos relâmpagos. No entanto, este mecanismo ainda é pouco conhecido no que diz respeito ao tipo de radiação criada. Alguns experimentos com detectores colocados a bordo de aeronaves e balões estratosféricos registraram aumento da radiação gama durante a produção de relâmpagos (EACK, 1996). Detectores situados em altas montanhas registraram a medição de eventos nos quais raios gama com energia acima de 1 Mev foram observados durante relâmpagos (MOORE, 2001). Medidas com foguetes verificaram aumento de raios X e gama também durante relâmpagos (DWYER, 2003; 2004). A partir de observações feitas por satélites, Fishman (1994) encontraram que certas emissões de raios gama coincidiam com a posição de tempestades. Em 2007 um grupo de pesquisadores da Universidade de Tókio, no Japão mediu eventos de raios gama com energias de até 10 MeV durante tempestades e relâmpagos (ENOTO, 2008).

OBJETIVO DO TRABALHO:

O objetivo deste trabalho foi verificar a existência, de forma qualitativa, da relação entre a produção das radiações X e gama (30 keV a 10 MeV) com a ocorrência de descargas elétricas atmosféricas durante as tempestades entre os meses de janeiro e março de 2013 na cidade de São José dos Campos, SP, Brasil.

MÉTODOS:

Neste trabalho foram utilizados dados obtidos ininterruptamente no período de 19/02/2013 a 02/04/2013, em intervalos fixos de 1 minuto, na Torre de Observação de Fenômenos Atmosféricos do Instituto de Aeronáutica e Espaço, em São José dos Campos, SP, Brasil. As medidas de radiação X e gama com energias de 30 keV até 10 MeV (contagens/unidade de tempo) e do campo elétrico atmosférico (V/m) foram obtidas simultaneamente e confrontadas com registros da ocorrência de relâmpagos. Para as medidas de radiação X e gama foi usado um cristal de iodeto de sódio ativado com Tálio NaI(Tl), com resolução em energia da ordem de (15%) no intervalo energia mencionado. As informações das descargas elétricas atmosféricas foram fornecidas pela Rede Brasileira de Detecção de Descargas Atmosféricas – BrasilDAT – operada pelo INPE em São José dos Campos.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

No período de estudo observou-se uma excelente correlação temporal entre o aumento do campo elétrico atmosférico devido à presença de nuvens de tempestades e o aumento simultâneo na contagem de X e gama. Para todos os casos de variações no campo elétrico causadas pela presença de nuvens eletrificadas na região, registrou-se um aumento simultâneo na contagem de X e gama. Ainda não foi possível quantificar a contribuição dos relâmpagos, cuja atividade foi registrada pela BrasilDAT, no aumento da radiação X e gama percebida durante o período da tempestade. Para tentar elucidar este problema, será necessário obter os dados do campo elétrico e dos espectros da radiação X e gama provenientes do decaimento do gás radônio antes, durante e após as chuvas. Estudos preliminares dos perfis de linhas dos gráficos da radiação X e gama em função do tempo indicam que há uma diferença entre os perfis das chuvas nas quais ocorrem relâmpagos e os das que não apresentam ocorrência.

CONCLUSÕES:

Neste trabalho, foram realizadas medidas simultâneas de radiação X e gama, com energias de 30 keV até 10 MeV (contagens/unidade de tempo), do campo elétrico atmosférico e registros das ocorrências de descargas elétricas atmosféricas, no período de 19/02/2013 a 02/04/2013, em intervalos fixos de 1 minuto, ininterruptamente, na Torre de Observação de Fenômenos Atmosféricos do IAE em São José dos Campos, SP, Brasil. No período estudado observou-se que para todos os casos de variações no campo elétrico causadas pela presença de nuvens eletrificadas na região, registrou-se um aumento simultâneo na contagem de X e gama. Esse resultado está de acordo com o observado em trabalhos anteriores encontrados na literatura. O resultado anterior, bem como a alteração nos perfis das linhas dos gráficos da radiação X e gama na presença e na ausência de atividade de relâmpagos na tempestade, sugere que os relâmpagos, provavelmente, têm papel importante no aumento na produção de radiação X e gama durante a ocorrência de tempestades.

Palavras-chave: Relâmpagos, Campo elétrico atmosférico, Radiação X e Gama.