CAT-LMA

Proposta de una xarxa Lightning Mapping Array a Catalunya (CAT-LMA)

Antecedents

A l’any 2011 el grup de recerca de llamps de la  UPC va instal·lar la primera xarxa a Europa Lighnting Mapping Array (LMA) al Delta de l’Ebre. La novetat d’aquesta xarxa és que proporciona localització 3D dels líders de llamps amb alta resolució temporal. D’aquesta manera es pot conèixer com s’ha desenvolupat el llamp a l’interior del núvol.

Aquesta xarxa es va instal·lar en el marc de la missió ASIM de la ESA i ha permès al grup posar-se al nivell més alt de la recerca en llamps:

• Investigació dels processos del llamp. S’ha demostrat el desenvolupament bi-direccional del llamp.
• Investigació de l’activitat de llamps en tempestes severes. Es coneix que l’activitat de llamps així com les alçades a que es propaguen son diferents en tempestes severes. S’han fet estudis de casos de pedra i actualment un doctorat per aplicació d’avisos a temps real.
• Investigació de l’activitat de llamps en casos d’observació de TLE (descàrregues elèctriques a l’alta atmosfera).
• Investigació de llamps iniciats per aerogeneradors. Vàrem veure per primera vegada descàrregues repetitives en aerogeneradors i llamps iniciats per aerogeneradors (la recerca va aparèixer a Nature).
• Investigació de llamps i descàrregues iniciades per avions. El LMA  detecta les descàrregues elèctriques que esdevenen en una avió quan està a prop de tempestes. Aquestes poden acabar  en un llamp.
• El grup ha muntat una petita xarxa LMA a Colombia. Per primera vegada s’ha pogut observar el desenvolupament de llamps en tempestes tropicals. Això és de gran importància per la missió ASIM relacionada amb TGF.

L'anàlisi de les dades obtingudes amb el LMA a permès al grup publicar nombrosos articles de revista incloent Nature.

Durant el període de 2011 a l’actualitat el sistema LMA ha demostrat ser molt estable i ha funcionat sense problemes. A més, l’avenc actual en comunicacions permet obtenir la informació a temps real de les estacions i poder emprar aquestes xarxes per vigilància.

Als EUA des de fa ja forces anys existeixen xarxes a diferents estats que, a part de recerca, ofereixen informació per vigilància (tempestes, temps sever, etc...).

Per exemple:

• Alabama: https://weather.msfc.nasa.gov/sport/lma/ vigilancia a temps real (Washington DC, Oklahoma, Colorado, North Alabama)
• Washington DC LMA : https://lightning.nsstc.nasa.gov/lma/dclma/
• Oklahoma LMA:  http://lightning.nmt.edu/oklma/ 
• Colorado LMA: http://lightning.nmt.edu/colma/
• New Mexico: http://lightning.nmt.edu/colma/anim/

Recentment França a Corsega ha instal·lat també una xarxa LMA i proposen fer-la operativa per vigilancia.

Proposta

La UPC conjuntament amb al Servei Meteorològic de Catalunya proposen la ampliació de la xarxa de l’Ebre actual per poder cobrir tot Catalunya. Això per una banda consolidaria Catalunya com a capdavantera a la recerca a nivell Europeu i per altra banda, el Servei Meteorològic de Catalunya (Meteocat) utilitzaria aquestes dades per les seves tasques de servei a la societat. El Servei esdevindria capdavanter en la detecció de llamps incloent els avisos de temps sever, etc.

Impacte

Científic

• Avenç en el coneixement del fenomen del llamp. Aquest encara és un dels més desconeguts. Per exemple fa poc es va descobrir les emissions d’alta energia produïdes per llamps.
• Avenç en el coneixement i caracterització de les tempestes severes. L’objectiu es identificar i predir quan una tempesta esdevindrà severa (p.e. pedra i/o tornado). La informació de llamps combinada amb radar meteorològic resulta imprescindible.
• Avenç en el coneixement de les tempestes que produeixen inundacions. Com abans, la combinació de radar i llamps resulta imprescindible.
• Avenç en la identificació del canvi climàtic. Es conegut que l’activitat de tempestes canvia i canviarà degut als efectes del canvi climàtic.

Tecnològic

• Avenc en la protecció d’avions i aerogeneradors. Aquets poden iniciar llamps i la incorporació de materials compostos necessita mesures especials de protecció. Cal entendre les condicions en que aquests inicien llamps.
• Avenç tecnològic en la informació. Aquesta informació es pot emprar en aplicacions de smart grids, smart cities etc.
• Millora de la qualitat de subministrament elèctric i transport ferroviari elèctric.
• Millora de les normatives internacionals i europees. El grup de la UPC ha liderat la normativa europea per avisos de tempestes (EN 50536) i col·labora en normalització en efectes de llamps i tempestes en varis sectors.

Societat

• Millora de la vigilància meteorològica.
• Millorar de la informació de l’activitat de llamps que pot arribar a produir incendis forestals o esdeveniments greus com incendis i explosions en infraestructures (p.e. químiques).
• Millora de la vigilància per l’agricultura.
• Millora de la identificació de la climatologia de llamps i tempestes de Catalunya i el possible efecte del canvi climàtic.