Determinación de zonas y estructuras elevadas con la mayor cantidad de impactos de rayos
Resumen
Los sitios de alta actividad de rayos se han caracterizado utilizando metodologías basadas en la ocurrencia espacial de rayos a través de parámetros como la densidad de descargas a tierra (DDT). A través de una metodología basada en la ocurrencia temporal de rayos, en este trabajo se encontraron los sitios con mayor número de impactos (hotspots) en algunas ciudades colombianas y se determinó la influencia de las estructuras elevadas sobre la actividad de descargas en estas regiones. En la superficie de las ciudades de estudio se ubicaron polígonos de 600 metros de lado y, con base en la información de rayos (strokes) proporcionada por la Red Colombiana de Detección Total de Rayos con tecnología LINET entre 2016 y 2018, se precisó el número de impactos por polígono, lo que permitió identificar las zonas en las que la incidencia de rayos es recurrente. Asimismo, se ubicaron estructuras elevadas en cada una de las ciudades de estudio, estableciéndose cuáles de ellas correspondían a hotspots. Los resultados mostraron que los principales hotspots se ubican alejados de las áreas urbanas y que la mayoría de estos sitios coinciden con estructuras elevadas. También se explican las posibles causas de impactos de rayos, tales como variables meteorológicas, relieve, precipitaciones y distribuciones de carga en nubes de tormenta. Se concluye que el urbanismo tiene una marcada influencia en la determinación de los hotspots, y que el urbanismo y las estructuras elevadas aumentan la actividad de los rayos en las áreas de estudio.
Referencias bibliográficas
E. Williams; K. Rothkin; D. Stevenson; D. Boccippio, “Global lightning variations caused by changes in thunderstorm flash rate and by changes in the number of thunderstorms”, J. Appl. Meteorol., vol. 39, no. 12, pp. 2223–2230, Dec. 2000. https://journals.ametsoc.org/view/journals/apme/39/12/1520-0450_2001_040_2223_glvcbc_2.0.co_2.xml
D. Mackerras; M. Darveniza; R. E. Orville; E. R. Williams; S. J. Goodman, “Global lightning: Total, cloud and ground flash estimates”, J. Geophys. Res. Atmos., vol. 103, no. D16, pp. 19791-19809, Aug. 1998. https://doi.org/10.1029/98JD01461
H. J. Christian et al., “Global frequency and distribution of lightning as observed from space by the Optical Transient Detector”, J. Geophys. Res. D Atmos., Vol. 08, no. D1, pp. ACL 4-1-ACL 4-15, Jan. 2003. https://doi.org/10.1029/2002jd002347
R. I. Albrecht; S. J. Goodman; D. E. Buechler; R. J. Blakeslee; H. J. Christian, “Where are the lightning hotspots on earth?”, Bull. Am. Meteorol. Soc., vol. 97. no. 11, pp. 2051–2068, Nov. 2016. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-14-00193.1
J. Obbard, “Our Changing Planet: The View from Space”, J. Environ. Qual., vol. 38, no. 1, pp. 377-377, Jan. 2009. https://doi.org/10.2134/jeq2008.0020br
D. J. Cecil; D. E. Buechler; R. J. Blakeslee, “Gridded lightning climatology from TRMM-LIS and OTD: Dataset description”, Atmos. Res., vol. 135–136, pp. 404-414, Jan. 2014. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2012.06.028
M. Peterson; D. Mach; D. Buechler, “A Global LIS/OTD Climatology of Lightning Flash Extent Density”, J. Geophys. Res. Atmos., vol. 126, no. 8, pp. 1-23, Apr. 2021. https://doi.org/10.1029/2020JD033885
M. L. Bah; M. Tounkara; C. Gomes; A. Davidov; J. Anderson, “Lightning occurrence density in Guinea”, in 2014 International Conference on Lightning Protection (ICLP), Shanghai, 2014, pp. 1902-1908. https://doi.org/10.1109/ICLP.2014.6973440
C. K. Unnikrishnan; S. Pawar; V. Gopalakrishnan, “Satellite-observed lightning hotspots in India and lightning variability over tropical South India”, Adv. Sp. Res., vol. 68, no. 4, pp. 1690-1705, Aug. 2021. https://doi.org/10.1016/j.asr.2021.04.009
A. Dewan; E. T. Ongee; M. M. Rahman; R. Mahmood; Y. Yamane, “Spatial and temporal analysis of a 17-year lightning climatology over Bangladesh with LIS data”, Theor. Appl. Climatol., vol. 134, pp. 347–362, Oct. 2017. https://doi.org/10.1007/s00704-017-2278-3
B. Kucienska; G. B. Raga; R. Romero-Centeno, “High lightning activity in maritime clouds near Mexico”, Atmos. Chem. Phys., vol. 12, no. 17, pp. 8055–8072, Sep. 2012. https://doi.org/10.5194/acp-12-8055-2012
J. A. Amador; D. Arce-Fernández, “WWLLN Hot and Cold-Spots of Lightning Activity and Their Relation to Climate in an Extended Central America Region 2012–2020”, Atmosphere, vol. 13, no. 1, Jan. 2022 https://doi.org/10.3390/atmos13010076
Y. Kuleshov; D. Mackerras; M. Darveniza, “Spatial distribution and frequency of lightning activity and lightning flash density maps for Australia”, J. Geophys. Res. Atmos., vol. 111, no. D19, pp. 1-14, Oct. 2006. https://doi.org/10.1029/2005JD006982
S. E. Enno; J. Sugier; R. Alber; M. Seltzer, “Lightning flash density in Europe based on 10 years of ATDnet data”, Atmos. Res., vol. 235, p. 104769, May. 2020. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2019.104769
J. Inampués; D. Aranguren; A. Cruz; J. Gonzalez; H. Torres; H. D. Betz, “Severe thunderstorms in the Colombia and Venezuela high lightning active areas”, in 2017 International Symposium on Lightning Protection (XIV SIPDA), Natal, 2017, pp. 359-364. https://doi.org/10.1109/SIPDA.2017.8116952
J. Herrera; C. Younes; L. Porras, “Cloud-to-ground lightning activity in Colombia: A 14-year study using lightning location system data”, Atmos. Res., vol. 203, pp. 164-174, May. 2018. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2017.12.009
H. Torres Sánchez, El Rayo: mitos, leyendas, ciencia y tecnología. Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá, Facultad de Ingeniería. UNIBIBLOS. 2002.
J. Herrera-Murcia; C. Younes-Velosa; L. Porras, “Variation of lightning peak current parameter as a function of cloud-to-ground lightning flash density in Colombia”, in 2017 International Symposium on Lightning Protection (XIV SIPDA), Natal, 2017, pp. 336-340. https://doi.org/10.1109/SIPDA.2017.8116948
D. Aranguren et al., “Colombian Total Lightning Detection Network and early detection of failure risks for power systems”, in Simp. Int. sobre Calid. la Energía Eléctrica (VII SICEL), pp. 1–6, 2013.
D. F. del Río Trujillo, “Evaluación del efecto urbano sobre los parámetros del rayo. Caso Colombiano”. (Tesis de Doctorado), Facultad de Ingeniería y Arquitectura. Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Computación, Universidad Nacional de Colombia, Manizales, 2018. https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/63293
J. Mora et al., “Identification of areas and elevated structures with the greatest amount of lightning impacts (Hotspots)”, Simp. Int. sobre Calid. la Energía Eléctrica (X SICEL), 2021.
H. Ḧoller et al., “Lightning characteristics observed by a VLF/LF lightning detection network (LINET) in Brazil, Australia, Africa and Germany”, Atmos. Chem. Phys., vol. 9, no, 20, pp. 7795–7824, Oct. 2009. https://doi.org/10.5194/acp-9-7795-2009
J. A. López et al., “Charge Structure of Two Tropical Thunderstorms in Colombia”, J. Geophys. Res. Atmos., vol. 124, no. 10, pp. 5503-5515, Apr. 2019. https://doi.org/10.1029/2018JD029188
Keraunos S.A.S, “Red Colombiana de detección total de rayos - LINET”, 2015.
D. Aranguren; J. López; J. Inampués; H. Torres; H. D. Betz, “Cloud-to-ground ligthning activity in Colombia and the influence of topography”, in 2014 International Conference on Lightning Protection (ICLP), Shanghai, 2014, pp. 1850-1855. https://doi.org/10.1109/ICLP.2014.6973430
ICONTEC, “NTC 4552 Protección contra Rayos”, Ntc 4552, 2004. https://www.academia.edu/9746068/NORMA_T%C3%89CNICA_NTC_COLOMBIANA_4552_3_PROTECCI%C3%93N_CONTRA_DESCARGAS_EL%C3%89CTRICAS_ATMOSF%C3%89RICAS_RAYOS_PARTE_3_DA%C3%91OS_F%C3%8DSICOS_A_ESTRUCTURAS_Y_AMENAZAS_A_LA_VIDA
C. A. Cruz Mosquera, “Evaluación del Riesgo por Rayos Incluyendo un Sistema de Alarma de Tormentas (SAT) en Colombia”, (Tesis de Maestría), Facultad de Ingeniería, Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, 2015. https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/56731
H. O. Benavides; G. E. León Aristizabal, “Información técnica sobre Gases de Efecto Invernadero y el cambio climático.”, Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales - Ideam, pp. 1–102, 2007. https://doi.org/IDEAM–METEO/008-2007
B. S. Ardila Murillo; E. A. Soto Ríos; K. A. Velandia López, “Actividad de rayos en el departamento de Santander entre 2014 y 2016”, Ingeniería, vol. 26, no. 3, pp. 419–435, Jan. 2022. https://doi.org/10.14483/23448393.17585
IDEAM, “Atlas-IDEAM”, Tiempo y clima / Atlas, 2021.
M. A. Uman, The art and science of lightning protection. Cambridge: Cambridge University Press, 2008.
E. R. Williams, “Lightning and climate: A review”, Atmos. Res., vol. 76, no. 1-4, pp. 272-287, Jul. 2005. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2004.11.014
C. Price, “Thunderstorms, lightning and climate change”, in Lightning: Principles, Instruments and Applications: Review of Modern Lightning Research, pp 521–535, Springer, 2009. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-9079-0_24
G. Poveda Jaramillo, “El Clima de Antioquia”, Geogr. Antioquia, Fondo Editorial Universidad Eafit, M. Hermelin, pp. 117- 128, Jan. 2006. https://www.researchgate.net/publication/233967250_El_Clima_de_Antioquia
N. Pineda; J. Montanyà; A. Salvador; O. A. van der Velde; J. A. López, “Thunderstorm characteristics favouring downward and upward lightning to wind turbines”, Atmos. Res., vol. 214, pp. 46-63, Dec. 2018. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2018.07.012
B. Ardila Murillo; E. A. Soto Ríos; D. Argüello Barbosa; H. Tello Rodríguez; J. López Trujillo; J. Montanyá, “Análisis de estructuras de carga de dos tormentas eléctricas registradas por la red Lightning Mapping Array en el Magdalena Medio colombiano”, Ingeniería, vol. 7, no. 2, p.p. e17925, Abr. 2022. https://revistas.udistrital.edu.co/index.php/reving/article/view/17925
L. Gartland, Heat Islands: Understanding and mitigating heat in urban areas, Routledge, 2010.
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