Descripción del LMA

Distribución de los sensores eLMA en el red Ebro LMA (incluyendo sitios futuros (marcadores con contorno rojo) y el rango aproximado de detección.

Sistema LMA

El sistema Lightning Mapping Array (LMA) son detectores de radio en bandas de muy alta frecuencia (VHF), típicamente entre 60 a 66 MHz. Cada receptor LMA registra la máxima intensidad de potencia de los rayos en ventanas de 80 micro-segundos. La diferencia de tiempo en que la misma señal es registrada por todos los receptores se realiza gracias al sistema GPS.

Los canales de rayos se pueden reconstruir en 3D usando un mínimo de 5 antenas, pero el rango utilizable sería limitado (50 km). Para ampliar el alcance, las redes LMA suelen utilizar más de 10 antenas distribuidos con intervalos entre 5 km y varias decenas de km. En el caso de la red eLMA Ebro se cuenta actualmente (8 de diciembre de 2023) con 13 de las 15 antenas instalados. 

El UPC Lightning Research Group instaló la LMA en el Delta del Ebro en julio de 2011, la primera LMA fuera de las Estados Unidos. Inicialmente 6 estaciones, luego creció a 13 estaciones. En 2015 la mitad de la red se trasladó a Colombia para estudio de tormentas tropicales y coincidencia con la misión ASIM de ESA (Atmosphere-Space Interactions Monitor). 

estaciones red elma - ebro

A - Alfés

C - Bujaraloz

D - Raimat

E - Amposta

F - Illa de Buda

G - Els Ports

H - Els Valentins

I - Canal Vell (Deltebre)

J - Torres de Alcanadre

K - Mont-roig

N - Alguaire

O - Montsec

P - Benissanet

instalación pendiente 

instalación pendiente 

Relámpago con líderes en dos capas de altitud. Claramente visibles son 5 líderes negativos hacia el suelo.

Variaciones de la frecuencia de los relámpagos y su altitud en una gran celda de tormenta cerca del río Ebro. 

Dos aerogeneradores bajo una tormenta eléctrica que producen chispas que se repiten cada 3 segundos debido a la rotación. 

Un avión de aerolínea que produce chispas electrostáticas cuando vuela a través de una tormenta eléctrica. 

Datos LMA

Cada sitio de LMA produce archivos de datos sin procesar (L0) que se cargan en el servidor central a través de una conexión de datos móviles. El servidor realiza el procesamiento de la hora de llegada, lo que da como resultado un archivo de datos L1 con información sobre la ubicación de la fuente, la altitud, la potencia de emisión y la precisión. Mediante un procesamiento adicional, las fuentes se pueden agrupar en eventos relámpagos y las fuentes ruidosas se pueden filtrar (datos L2). 

Las visualizaciones típicas incluyen el gráfico de tiempo y altitud, el mapa de longitud y latitud de la vista en planta, las vistas laterales, los gráficos de densidad de fuentes VHF y el gráfico de tiempo-distancia-altitud. Varios de estos se ofrecen en la visualización en tiempo real y su archivo. Además, se puede mostrar la potencia de emisión de la fuente, lo que puede proporcionar información sobre la polaridad del líder del rayo. 

La frecuencia de los relámpagos  indican con precisión la etapa de evolución de las tormentas eléctricas. El "lightning jump" es un aumento repentino en la frecuencia que se ha utilizado en los servicios meteorológicos como una señal correlacionada con fenómenos meteorológicos severos como granizo grande, tornados y ráfagas de viento severas. 

Además de los relámpagos, el LMA también puede localizar emisiones producidas por aerogeneradores cargados electrostáticamente y aeronaves que vuelan a través de nubes cargadas. 

Principio detección de rayos 

Las tormentas eléctricas (rayos) son consideradas una de las mayores fuentes de emisiones electromagnéticas en la tierra. Estas emisiones según la componente física del rayo varían en intensidad y duración. Es así como las componentes de los rayos que se desplazan al interior de las nubes (conocidos como rayos intra-nube), en su mayoría emiten fuentes electromagnéticas de pocos micro-segundos de duración. Estas componentes son entonces emisiones en Muy Alta Frecuencia (VHF). 

Cada emisión en VHF puede ser rastreada en tiempo y espacio mediante el uso de instrumentos de radio frecuencia. Para esto, el sistema Lightning Mapping Array (LMA) es utilizado por la comunidad científica y recientemente por servicios meteorológicos para estudios detallados de rayos y pronósticos de tiempo severo.