Detección de rayosDetección de rayos

GVNCGVNC

Detector de rayosDetector de rayos

Es un aparato que detecta los rayos o descargas eléctricas producidos por las tormentas.

Hay tres tipos básicos de detectores:• sistema terrestre, que usa múltiples antenas• sistema móvil, usa una dirección y una antena sensitiva, en el mismo lugar (normalmente a bordo de una aeronave)• sistema espacial.

Los detectores "terrestres" y "móviles" calculan la dirección y severidad de los rayos desde la base, usando técnicas de direccionado por radio, junto con un análisis de las frecuencias características emitidas por los rayos.

Los sistemas terrestres usan la triangulación desde múltiples localizaciones para determinar la distancia, mientras los sistemas móviles estiman la distancia usando la frecuencia de la señal y la atenuación.

Los detectores de rayos desde el espacio, en un satélite artificial, pueden localizar distribuciones de rayos en tormentas, analizando los flashes por observación directa.

La triangulacióntriangulación

Es el uso de la trigonometría de triángulos para determinar posiciones de puntos, medidas de distancias o áreas

VHF (~30 – 300 MHz; 1 – 10 m)

LF (~30 – 300 kHz; 1 – 10 km)

VLF (~3 – 30 kHz; 10 – 100 km)

Fuentes de emisión de los rayos

Detección de rayos• Interferometría de muy alta frecuencia (VHF) – (detección y traza del rayo en nubes)

• goniometría magnéticas y tiempo de llegada en baja frecuencia (LF) combinados – (localización del rayo nube-tierra).

Tiempo real

Estadisticas

Los pronosticadores del tiempo y las empresas sensibles a la meteorología miran de cerca el desarrollo de las tormentas. Cuando un tormenta comienza a generar rayos, éstos alertan a los pronosticadores para monitorear la tormenta sobre otros fenómenos de tiempo peligrosos – lluvia intensa, granizo, inundaciones, vientos fuertes, ráfagas descendentes y tornados - que a menudo ocurren con tormentas eléctricas.

La información sobre rayos es fundamental para:

• Los pronosticadores del tiempo para identificar las condiciones meteorológicas peligrosas y emitir avisos al público. • Los controladores de tráfico aéreo para modificar las rutas alrededor de zonas de tiempo peligroso y para advertir a los pilotos antes de despegues y aterrizajes vulnerables en los aeropuertos. · • Los funcionarios forestales para centrar los esfuerzos de extinción de incendios en áreas remotas. • Los servicios públicos de energía eléctrica para el envío de personal a áreas específicas para reparaciones rápidas, cuando las tormentas amenazan a sus líneas de transmisión y las instalaciones de generación.

Red Nacional de Detección de Rayos de Red Nacional de Detección de Rayos de EEUUEEUUNational Lightning Detection Network NLDN

Es el sistema de información sobre rayos científicamente más preciso y fiable, monitoreando la actividad total de rayos a través de la parte continental de Estados Unidos, las 24 horas del día, los 365 días del año.

Se ha demostrado que ofrece un rendimiento sin igual con una excelente precisión de la ubicación y eficiencia de detección, y es la única red de EE.UU. capaz tanto de detectar un rayo intra-nube y de nube a tierra y , al mismo tiempo, diferenciar correctamente entre los dos.

Es una red de al menos 130 radiogoniómetros magnéticos que cubre la totalidad de los Estados Unidos. Cada buscador de dirección determina una dirección hacia una descarga de rayo electromagnético detectado. La ubicación de la descarga de un rayo es determinada por triangulación.

El área total cubierta se muestra en gris claro. Los símbolos azules representan la Red canadiense de Detección de Rayos (CLDN), compuesta por 81 sensores, y los símbolos rojos representan la NLDN, compuesta de 106 sensores..

Sensor IMPACT

TOA: sensor Time-Of-Arrival

La densidad media de destellos para América del Norte va desde menos de 0,1 (gris claro) hasta más de 9 rayos km-2 año-1 (rojo) en la Florida y a lo largo de la Costa del Golfo

Los datos de rayos recogidos por el NLDN están disponible para su uso en dos categorías diferentes, en tiempo real y de archivo.

Los suscriptores de datos en tiempo real reciben los datos, segundo a segundo, sobre la actividad eléctrica dentro de su propia área designada de aplicación, hasta e incluyendo los 48 estados contiguos.

Hay una vasta biblioteca con datos de archivo del NLDN que contiene más de 160 millones de destellos desde 1989 hasta el presente.

EUCLID EUCLID (EUropean Cooperation for LIghtning Detection) (Cooperación Europea para la detección de rayos)

Es una colaboración entre redes nacionales de detección de rayos con el objetivo de identificar y detectar rayos en todo el espacio europeo. Los países involucrados son España, Alemania, Austria, Luxemburgo, Bélgica, Holanda, Alemania, Suiza, Reino Unido, Irlanda, República Checa, Polonia, Hungría, Italia, Eslovenia, Croacia, Serbia, Bosnia, Montenegro, Portugal, Francia, Noruega, Suecia, Finlandia, Lituania, Eslovaquia y Dinamarca.

Por el momento la red completa se compone de un total de 147 sensores en estos 27 países, lo que contribuye a la detección de los rayos. La cobertura de la información va desde el Golfo de Vizcaya hasta Varsovia y desde Sicilia hasta el norte de Noruega. No hay otro proyecto como EUCLID en el mundo, con tanta gente conectada entre sí para recopilar información sobre rayos.La red EUCLID proporciona datos sobre rayos para Europa con una calidad homogénea en términos de eficiencia de detección y precisión de ubicación.

World Wide Lightning Location Network WWLLN (wwlln.net)

Las posiciones de descarga de rayos se muestran como puntos coloreados que van del azulazul para los más recientes (que se producen dentro de los últimos 10 minutos) pasando por el verdeverde y el amarilloamarillo al rojorojo para los más antiguos (30-40 minutos antes). Los asteriscos rojos en círculos blancos son ubicaciones de los sensores activos. Se muestra el límite día-noche, con la sección iluminada del globo en gris.

Servicio de datos globales de rayos Dataset GLD360

El servicio de datos globales Dataset GLD360 de Vaisala entrega datos de rayos en tiempo real para detectar y rastrear condiciones meteorológicas extremas de manera exacta y oportuna, ya sea en tierra o en mar. El servicio se entrega como un flujo de datos dedicado; sin necesidad de invertir en hardware.

Video YT

Year 2014 of Lightning by Vaisala Global Lightning Dataset GLD360

https://youtu.be/JzRTIqP0Xdw

El Sistema de Detección y Localización de rayos RINDAT genera productos para aplicaciones en la predicción del tiempo, análisis y mantenimiento de los sistemas de transmisión eléctrica, distribución y análisis de emisión de informes de eventos graves para las compañías de seguros y de ingeniería

El sistema utiliza las tecnologías denominadas "Hora de llegada" ( "Time of Arrival" - TOA) y “Radiogoniómetro magnético" ( "Magnetic Direction Finder" - MDF).

La precisión de la información de ubicación de rayos del sistema es en promedio de 500 metros dentro del perímetro definido por la posición de las estaciones receptoras remotas.

El sistema funciona a través del Sistema de Posicionamiento Global ( "Global Positioning System" - GPS), que proporciona información de temporización de rayos con una resolución de hasta 300 nanosegundos.

Entre los productos de visualización generadas por el sistema se destacan:

• Ubicación geográfica y temporal de los rayos nube-a-tierra;

• Ubicación de tormentas;

• Determinación de las características de la descarga como: valor estimado del pico de corriente de retorno, la polaridad y el número de componentes (multiplicidad) si la descarga fuera de naturaleza múltiple.

Después de que las señales de descargas son registradas por los sensores, se envían a las centrales de procesamiento para obtener la ubicación y características de las descargas, y son puestas a disposición para su visualización en tiempo real o almacenadas para el análisis histórico.

El RINDAT tiene 4 centrales en: Belo Horizonte, Curitiba, Río de Janeiro y Sao José dos Campos.

Las señales del sensor se transmiten a través de un canal de comunicación dedicado a las centrales donde se procesan y distribuyen a las unidades de visualización y almacenamiento de datos.

SIMEPAR: Sistema Meteorológico do Paraná Companhia Energética de Minas Gerais S.A. (Cemig)

El circuito eléctrico global El circuito eléctrico global  

El circuito eléctrico global de la atmósfera es el movimiento continuo de corriente eléctrica entre la ionosfera y la superficie de la tierra. Este flujo es alimentado por tormentas eléctricas, que causan una acumulación de carga positiva en la ionosfera. Cuando hace buen tiempo esta carga positiva fluye lentamente de nuevo a la superficie.

El circuito eléctrico global El circuito eléctrico global   

Cuando hace buen tiempo, existe una diferencia de potencial de entre 200.000 y

500.000 voltios entre la superficie terrestre y la ionosfera, con una corriente de buen

tiempo de aproximadamente 2x10-12 amperios / metro2.

La opinión generalizada es que esta diferencia de potencial se debe a la distribución mundial de las tormentas eléctricas. Las mediciones actuales indican que un promedio de casi 1 amperio de corriente fluye hacia la estratosfera durante la fase activa de una tormenta eléctrica típica. Por lo tanto, para mantener, la corriente eléctrica global que fluye a la superficie con buen tiempo deben estar activas en un momento dado de una a dos mil tormentas eléctricas . Mientras que la teoría actual sugiere que las tormentas son responsables del potencial de la ionosfera y la corriente atmosférica con buen tiempo, los detalles no se entienden completamente. Las mediciones de radiofrecuencia basadas en tierra de estas tasas globales tienen incertidumbres y limitaciones significativas. Es necesario entonces un sensor de alta resolución basado en el espacio con el fin de ayudar a eliminar algunos de las actuales incertidumbres asociadas con la medición global de la actividad de rayos.