Precipitação e Meteorologia: Introdução ao Clima

False (B)

Métodos Visível, Infravermelho Térmico, Métodos passivos de micro-ondas, RADAR

<p>temperatura</p> Signup and view all the answers

<p>Pluviómetro = Medições pontuais e à superfície Radar = Boa cobertura espacial em terra Satélites = Cobertura frequente e uniforme Radares meteorológicos = Dados em tempo quase real</p> Signup and view all the answers

<p>Satélites (D)</p> Signup and view all the answers

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

<p>Arkin</p> Signup and view all the answers

<p>Hydro-Estimator</p> Signup and view all the answers

<p>Visível (Vis) = Menor precisão em relação à precipitação Infravermelho Térmico (TIR) = Relaciona temperatura do topo das nuvens com precipitação Métodos passivos de micro-ondas (MW) = Estimativas em superfícies úmidas RADAR = Monitoramento em tempo real</p> Signup and view all the answers

<p>A relação entre brilho e precipitação é fraca (C)</p> Signup and view all the answers

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

<p>Cobertura frequente e uniforme em grandes áreas.</p> Signup and view all the answers

<p>GOES</p> Signup and view all the answers

<p>Otimização do Automated-Estimator (A-E) (B)</p> Signup and view all the answers

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

<p>Frações convectivas e não convectivas</p> Signup and view all the answers

<p>chuva</p> Signup and view all the answers

<p>RADAR = Emissão e recepção de impulsos de micro-ondas Hydro-Estimator = Otimização do Automated-Estimator Métodos passivos de micro-ondas = Detecção baseada em absorção e emissão Radiação micro-ondas = Indicativa da presença e quantidade de hidrometeoros</p> Signup and view all the answers

<p>Detecção de partículas de gelo (C)</p> Signup and view all the answers

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

<p>A temperatura de brilho aumenta com a taxa de chuva mas depois diminui.</p> Signup and view all the answers

<p>chuva</p> Signup and view all the answers

<p>Temperatura de brilho (B)</p> Signup and view all the answers

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

<p>Equação de Marshall-Palmer</p> Signup and view all the answers

<p>dimensão</p> Signup and view all the answers

<p>Pelo tempo decorrido entre os sinais transmitidos e recebidos (B)</p> Signup and view all the answers

<p>False (B)</p> Signup and view all the answers

Conjunto de partículas de água, quer no estado líquido, no estado sólido ou nos dois, que caem da atmosfera e que atingem a superfície do globo. A chuva, a neve e o granizo são diferentes formas de precipitação.

Dados de precipitação são importantes condições iniciais para os modelos operacionais de previsão do tempo, Entendimento do clima e alterações climáticas, Influenciam a densidade da água do mar na camada superficial e estratificação, As variações de salinidade à superfície causadas por precipitação podem gerar gradientes horizontais de densidade e correntes.

Instrumentos que medem a precipitação. Exemplos: pluviómetros, radares meteorológicos e satélites.

Pluviômetros: fornecer apenas medições pontuais e à superfície. Radares meteorológicos: Têm boa cobertura espacial em terra (medições inexistentes sobre o mar). Satélites: fornecem cobertura frequente e uniforme numa grande área, observação contínua de uma tempestade em evolução (geostacionários), dados em tempo quase real essenciais aos modelos operacionais.

Métodos utilizados por satélites para medir a precipitação, abrangendo métodos visíveis, infravermelho térmico, métodos passivos de micro-ondas e RADAR.

Uma nuvem mais brilhante indica uma nuvem mais espessa e maior precipitação. O brilho das nuvens também depende da dimensão da nuvem, orientação em relação ao feixe incidente, fase (água/gelo), tamanho e densidade das gotas. A banda visível é raramente utilizada para estimar precipitação devido à relação fraca entre o brilho e a precipitação, e a dependência em relação ao ângulo de inclinação.

A temperatura do topo das nuvens indica a altura das nuvens e a intensidade da convecção. Nuvens mais altas e frias indicam convecção mais forte e maior precipitação. As informações são limitadas ao topo da nuvem e não há informações sobre as camadas abaixo. Nuvens mais frias não indicam obrigatoriamente mais chuva.

Combinação das observações Vis e TIR para estimar a precipitação. Explora a relação complexa entre o brilho/temperatura das nuvens em imagens Vis/TIR e taxa de chuva.

Um esquema simples que estima a precipitação pela temperatura de brilho (Tb) na banda do infravermelho térmico (10.5–12.5 μm) e a fração de cobertura de nuvens (Vis). Se Tb for menor que 235 K, o pixel é chuvoso. A taxa de precipitação é linearmente relacionada com a cobertura de nuvens. O método tem muitas limitações, mas é útil para estimativas de precipitação em grande escala em regiões tropicais.

O Índice de Precipitação GOES (GPI) é um produto de precipitação baseado no método de Arkin, utilizando dados do satélite GOES.

O Hydro-Estimator (H-E) utiliza dados TIR dos satélites geoestacionários da NOAA (GOES) para estimar a precipitação.

Os satélites oferecem cobertura uniforme em grande escala e monitoramento contínuo, mas podem ter erros elevados. O avanço tecnológico e o aumento de dados de pluviómetros e radares têm contribuído para estimativas mais precisas.

Os satélites são essenciais para a previsão do tempo, mas existem desafios e avanços na sua aplicação na medição da precipitação. O avanço tecnológico e o aumento de dados terrestres têm melhorado a qualidade dos dados de precipitação por satélite.

Métodos passivos de micro-ondas medem a radiação emitida pela superfície terrestre e pela atmosfera. Esses métodos são menos dependentes de condições de iluminação e nuvens, mas ainda são influenciados pelo vapor de água e a precipitação.

Os radares meteorológicos medem o reflexo de ondas eletromagnéticas emitidas pelo radar e refletidas por partículas de precipitação. Para além da intensidade, o radar fornece informações sobre a localização e o movimento da precipitação.

O Hydro-Estimator (H-E) melhora o Automated-Estimator (A-E) para estimar a precipitação, utilizando informações visíveis e infravermelhas (TIR).

A precipitação é estimada através da relação exponencial entre a taxa de precipitação e a temperatura de brilho (Tb) medida a 10.7 μm. A fórmula é: R c = 1.1183 × 10¹¹ 𝑒⁻⁰.⁰³⁶³⁸²𝑇𝑏

O A-E é valido para núcleos convectivos e o H-E é usado para núcleos convectivos e não-convectivos.

Os coeficientes a e b variam e são determinados pelas previsões de total atmospheric precipitable water (TPW) do modelo NWP do NCEP/NOAA.

A precipitação máxima (Rmax) é função da humidade disponível na área.

A precipitação em um pixel é composta por frações convectivas e não-convectivas. A fração convectiva/não-convectiva do pixel é determinada através do parâmetro Z.

A temperatura média (Tmean) e o desvio padrão (σ) de Tb são determinados usando a temperatura de brilho da área vizinha do pixel.

Os hidrometeoros absorvem, emitem e difundem radiação no espectro de micro-ondas, e essas propriedades indicam a presença e quantidade de chuva e partículas de gelo precipitantes.

A irradiância medida por um radiômetro contabiliza o efeito combinado da emissão da superfície e da atmosfera.

A temperatura de brilho é determinada pela Lei de Planck e a taxa de precipitação é determinada pela temperatura de brilho.

É necessário entender como as nuvens e as diferentes formas de precipitação interagem com a radiação de micro-ondas.

A estrutura típica de uma nuvem convectiva sobre o mar e sua interação com a radiação de micro-ondas possui três camadas: parte superior com hidrometeoros em suspensão (transparente), camada média com partículas de gelo (congelamento e difusão dominam) e parte inferior com gotas de chuva (absorção e emissão dominam).

Canais de alta frequência (difusão) são usados para detectar as camadas superiores, enquanto canais de baixa frequência (emissão) detectam a superfície e camadas inferiores.

Canais de baixa frequência (10-37 GHz) mostram um aumento na temperatura de brilho com a taxa de chuva, mas depois diminui. Canais de alta frequência (85 GHz) mostram uma diminuição na temperatura de brilho com a taxa de precipitação devido ao aumento do coeficiente de difusão.

RADAR - RAdio Detection And Ranging

Um radar emite e recebe pulsos de radiação de micro-ondas, usando uma antena para focar os sinais em uma direção específica.

Os sinais emitidos pelo radar são refletidos e espalhados por objetos em seu caminho.

Um receptor registra a energia do eco, e o intervalo entre a emissão e a recepção determina a distância do alvo.

Os sinais recebidos pelo radar são convertidos em informação física, como potência (refletividade), frequência Doppler (velocidade) e polarização (forma do alvo).

A potência recebida pelo radar depende da potência do sinal emitido, ganho da antena, área da antena, área efetiva dos alvos e potência de detecção mínima.

A área efetiva de um alvo (gotas de chuva) depende do número de gotas (n) em um determinado volume e do fator de refletividade ao radar.

O fator de refletividade ao radar (Z) depende das partículas de precipitação e é geralmente medido em dBZ para uma escala logarítmica.

A equação de Marshall-Palmer descreve a relação entre o fator de refletividade ao radar (Z) e a taxa de precipitação.

As gotas de chuva nem sempre são esféricas, e gotas maiores tendem a ser achatadas (oblatas).

Radares de dupla polarização medem a refletividade horizontal e verticalmente, fornecendo informações sobre a forma e tamanho das gotas de chuva.

Refletividade diferencial (ZDR) é uma medida que indica a diferença na refletividade entre a polarização horizontal e vertical, fornecendo informações sobre a forma das gotas de chuva.

Os radares do IPMA (Instituto Português do Mar e da Atmosfera) são uma ferramenta importante para monitorizar a precipitação em Portugal.

Os RADARes a bordo de satélites enfrentam desafios específicos para medir a precipitação, como a distância e a atmosfera.