Além de saber por meio dos serviços de previsão do tempo existentes no Brasil se devem carregar um casaco ou um guarda-chuva ao sair de casa, os moradores de todas as regiões do país também poderão ser alertados do risco de estarem expostos a raios durante uma tempestade e tomar medidas de proteção. É que pesquisadores do Grupo de Eletricidade Atmosférica (Elat), do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), desenvolveram um sistema capaz de prever a ocorrência de raios com 24 horas de antecedência.

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Resultado do projeto “Detecção de sinais de variabilidade relacionados a mudanças climáticas na incidência de descargas atmosféricas no Brasil”, apoiado pela FAPESP, o sistema estará disponível no próximo verão – estação em que são registrados 80% dos raios no país.

“A ideia é contribuir para a diminuição do número de mortes e feridos por raios no Brasil, país que apresenta a maior incidência de descargas atmosféricas no mundo [com 58 milhões por ano]”, disse Osmar Pinto Junior, coordenador do Elat e do projeto, à Agência FAPESP.

“Ao prever com antecedência e razoável margem de acerto em quais regiões os raios podem ocorrer, o sistema permitirá à população tomar medidas de precaução. Com isso, será possível diminuir as estatísticas de cerca de 110 mortes e 500 pessoas feridas, em média, anualmente por esse fenômeno no país”, avaliou Pinto Junior.

O sistema se baseia em um modelo meteorológico internacional, chamado Weather Research and Forecasting (WRF), e dados de descargas atmosféricas dentro de nuvens – que podem resultar em raios –, obtidos por observações do solo e registrados pela Rede Brasileira de Detecção de Descargas Atmosféricas (BrasilDAT).

As variáveis meteorológicas que influenciam a formação de raios indicadas pelo modelo WRF – como vento, temperatura, umidade e concentração de gelo nas nuvens em diferentes altitudes, entre outras – são comparadas pelo sistema com dados de descargas atmosféricas dentro de nuvens registradas pela BrasilDAT por meio de modelos matemáticos e ferramentas estatísticas.

Com isso, o sistema é capaz de prever em quais áreas de uma cidade como São Paulo, por exemplo, há maior probabilidade de formação e ocorrência de raios no dia seguinte ao da previsão.

“O sistema não consegue prever onde um raio vai cair exatamente porque ainda apresenta uma margem de incerteza de 10 a 20 quilômetros entre o local exato onde a descarga atmosférica deve ocorrer e o previsto”, explicou Pinto Junior. “Mas permite prever quais municípios do país ou regiões de São Paulo, por exemplo, podem ser atingidos por raios”, ponderou.

A fim de validar o sistema, os pesquisadores realizaram um teste durante o verão de 2013, abrangendo inicialmente a região Sudeste do país. Os resultados do estudo foram publicados na revista Atmospheric Research.

No verão de 2014, os testes foram estendidos para, aproximadamente, 80% do território brasileiro.

Os resultados indicaram que o sistema foi capaz de prever um dia antes, com uma margem de 85% de acerto, em quais regiões ocorreram os 85 mil raios que atingiram o solo do total de 580 mil descargas atmosféricas registradas pela BrasilDAT em todo o país no dia 14 de janeiro deste ano, por exemplo.

“Essa margem de acerto nos surpreendeu, porque os sistemas de previsão de tempo usados atualmente no Brasil também têm uma margem de acerto semelhante”, afirmou Pinto Junior.

“Achávamos que, pelo fato de a previsão de raios ser mais complexa do que a de tempo, o sistema fosse apresentar uma margem de acerto menor, da ordem de 70%”, afirmou.

Variação de raios

Uma das constatações feitas pelos pesquisadores durante os testes para validação do sistema foi que houve uma diminuição de cerca de 50% no número de descargas atmosféricas durante o verão de 2014 no Sudeste – quando a região registrou a maior seca das últimas décadas – em comparação com o de 2013.

A principal razão para isso foi que houve um bloqueio atmosférico que impediu a chegada de sistemas frontais – encontro de duas frentes de ar, como fria e quente – do Sul do país para o Sudeste, impossibilitando a formação de tempestades, explicou Pinto Junior.

“A maior parte das tempestades no verão é formada quando os sistemas frontais vindos do Sul do país chegam ao Sudeste, onde se chocam com o ar quente, que é mais leve, e o jogam para cima, facilitando a formação de tempestades que produzem raios”, detalhou.

As tempestades que produzem raios são formadas a partir da elevação do vapor d’água do solo até altitudes onde ocorre a formação de partículas de gelo, explicou Pinto Junior.

O atrito das partículas de gelo no interior das nuvens as deixam carregadas, e as cargas elétricas podem dar origem a uma faísca que evolui para a formação de um raio geralmente dentro da própria nuvem, mas às vezes também em direção ao solo, como os chamados raios descendentes, afirmou.

“Também há os denominados raios ascendentes, que partem de estruturas altas na superfície e se propagam em direção à nuvens”, ressaltou.

Durante as tempestades que aconteceram nos dias 7 e 8 de setembro, em São Paulo, os pesquisadores do Elat registraram 14 raios ascendentes saindo de torres de TV no Pico do Jaraguá – o ponto culminante da cidade, que registra mais raios ascendentes do que a média mundial.

“Esses 14 raios ascendentes ocorreram em um intervalo de 24 horas e superaram a média de todo o último verão, quando foram registrados nove raios ascendentes”, disse Marcelo Saba, pesquisador do Elat.

Os raios ascendentes, contudo, são mais difíceis de serem previstos, mas representam um risco menor por representarem menos de 1% dos raios, ponderam os pesquisadores do Elat.

De acordo com eles, regiões quentes e úmidas favorecem a formação de tempestades e raios.

O Brasil, por ser o maior país tropical do mundo, lidera o ranking de países com maior incidência de raios no planeta.

O país, porém, é o sétimo em número de mortes causadas por raios no mundo, atrás da China (700), Índia (450), Nigéria (400), México (220), África do Sul e Malásia – ambos com 150.

“Mais de 80% das mortes fatais causadas por raios no Brasil poderão ser evitadas se tivermos um sistema eficiente de previsão desse fenômeno e orientar a população para tomar medidas de prevenção”, avaliou Pinto Junior.

As previsões feitas pelo novo sistema serão disponibilizadas, em dezembro, no site do Elat.

A pretensão dos pesquisadores é que o sistema seja usado pelos meios de comunicação para divulgar a previsão de raios, assim como já fazem com a previsão de tempo.

O artigo “Lightning forecasting in southeastern Brazil using the WRF model” (doi: 10.1016/j.atmosres.2013.01.008), de Pinto Junior e outros, pode ser lido na Atmospheric Research em www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169809513000458.

Agência FAPESP