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Questions and Answers
Qual das seguintes opções é uma forma de precipitação?
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Radares meteorológicos fornecem medições sobre o mar.
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False
Quais são os quatro métodos principais usados em satélites para medir precipitação?
Quais são os quatro métodos principais usados em satélites para medir precipitação?
Métodos Visível, Infravermelho Térmico, Métodos passivos de micro-ondas, RADAR
A ______ do topo das nuvens é um indicador da altura do topo das nuvens.
A ______ do topo das nuvens é um indicador da altura do topo das nuvens.
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Associe os instrumentos com suas características:
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Quais das seguintes opções são sensores utilizados para medir precipitação?
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O brilho das nuvens é uma medida confiável para estimar a precipitação.
O brilho das nuvens é uma medida confiável para estimar a precipitação.
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Quem propôs o esquema para estimar a precipitação com base no brilho e temperatura das nuvens?
Quem propôs o esquema para estimar a precipitação com base no brilho e temperatura das nuvens?
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O ______ mede a taxa de precipitação usando dados TIR dos satélites geoestacionários da NOAA.
O ______ mede a taxa de precipitação usando dados TIR dos satélites geoestacionários da NOAA.
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Associe os métodos de satélites com suas características:
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Qual a principal limitação do método Visível (Vis) para estimar precipitação?
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Os resultados obtidos por satélites podem ser imprecisos.
Os resultados obtidos por satélites podem ser imprecisos.
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Qual é a principal vantagem do uso de satélites para medir precipitação?
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O Índice de Precipitação GOES (GPI) é um produto distribuído aplicado com sucesso aos satélites ______.
O Índice de Precipitação GOES (GPI) é um produto distribuído aplicado com sucesso aos satélites ______.
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Qual é a função principal do Hydro-Estimator (H-E)?
Qual é a função principal do Hydro-Estimator (H-E)?
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A taxa de precipitação é determinada a partir da temperatura de brilho (Tb) medida a 10.7 μm.
A taxa de precipitação é determinada a partir da temperatura de brilho (Tb) medida a 10.7 μm.
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Quais fatores a precipitação em um pixel é composta?
Quais fatores a precipitação em um pixel é composta?
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Os métodos passivos de micro-ondas indicam a presença de _____ e partículas de gelo na atmosfera.
Os métodos passivos de micro-ondas indicam a presença de _____ e partículas de gelo na atmosfera.
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Associa as técnicas de medição de precipitação com suas características:
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Qual é a função dos canais de alta frequência nos métodos passivos de micro-ondas?
Qual é a função dos canais de alta frequência nos métodos passivos de micro-ondas?
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Os algoritmos baseados na emissão são capazes de diferenciar a chuva sobre a superfície terrestre.
Os algoritmos baseados na emissão são capazes de diferenciar a chuva sobre a superfície terrestre.
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Qual a relação entre a temperatura de brilho e a taxa de precipitação nos canais de baixa frequência?
Qual a relação entre a temperatura de brilho e a taxa de precipitação nos canais de baixa frequência?
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A estrutura típica de uma nuvem convectiva consiste na parte inferior formada por gotas de _____ e a camada acima contendo partículas de gelo.
A estrutura típica de uma nuvem convectiva consiste na parte inferior formada por gotas de _____ e a camada acima contendo partículas de gelo.
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Qual elemento não é utilizado pelo RADAR para a medição?
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A refletividade do alvo é uma medida da potência recebida pelo RADAR.
A refletividade do alvo é uma medida da potência recebida pelo RADAR.
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Qual é a equação usada para relacionar o fator de refletividade ao radar e a taxa de precipitação?
Qual é a equação usada para relacionar o fator de refletividade ao radar e a taxa de precipitação?
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Os radares de dupla polarização oferecem detalhes da forma das gotas de chuva e a sua _____.
Os radares de dupla polarização oferecem detalhes da forma das gotas de chuva e a sua _____.
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Como é medida a distância em que um alvo se encontra em relação ao RADAR?
Como é medida a distância em que um alvo se encontra em relação ao RADAR?
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Gotas de maior dimensão tendem a ser esféricas.
Gotas de maior dimensão tendem a ser esféricas.
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Study Notes
Deteção Remota, Meteorologia, Oceanografia e Clima, Ciências do Mar
- O curso é ministrado por Carina Lopes ([email protected])
- As aulas terão lugar na sala 13.2.10
- O ano lectivo é 2024/2025
- As aulas são teóricas
Precipitação
- A precipitação é o conjunto de partículas de água, quer no estado líquido, no estado sólido ou nos dois, que caem da atmosfera e atingem a superfície do globo.
- Exemplos de precipitação: chuva, neve, granizo
- A medição da precipitação é importante
Meteorologia
- Os dados de precipitação são importantes para modelos operacionais de previsão do tempo
- O entendimento do clima e das alterações climáticas exige o estudo da precipitação.
Oceanografia
- A precipitação influencia a densidade da água do mar na camada superficial e a estratificação.
- As variações de salinidade na superfície causadas pela precipitação podem gerar gradientes horizontais de densidade e correntes.
- Instrumentos para medição da precipitação: pluviómetros, radares meteorológicos, deteção remota por satélite.
Pluviómetros
- Fornecem medições pontuais e à superfície
Radares meteorológicos
- Têm boa cobertura espacial em terra
- Não há medições sobre o mar.
Satélites
- Oferecem cobertura frequente e uniforme numa grande área
- Fazem observação contínua sobre a evolução da tempestade, sendo que os dados são quase em tempo real, usados em modelos operacionais.
- Métodos utilizados para medir a precipitação através de sensores espaciais: - Métodos Visível (Vis), Infravermelho Térmico (TIR), Métodos passivos de micro-ondas (MW) e Radar.
Satélites - Erros
- Os erros elevados em satélites podem ser otimizados através de progressos tecnológicos nos sensores e algoritmos de processamento.
- O grande volume de dados dos pluviómetros e radares (instalados também em ilhas para obter dados sobre o mar) permitem obter estimativas mais precisas de precipitação baseadas em satélite.
Visível (Vis)
- Nuvens mais brilhantes são mais espessas, trazendo mais chuva.
- O brilho das nuvens depende da sua dimensão, orientação em relação ao feixe incidente, a fase (água/gelo/mista) e o tamanho e densidade das gotículas.
- Bandas de dados visíveis não são frequentemente usadas para estimar precipitação.
- A relação entre o brilho das nuvens e a precipitação é fraca.
- O brilho das imagens de dados visíveis é fortemente dependente do ângulo de inclinação do sol.
- Não há dados visíveis à noite.
Infravermelho Térmico (TIR)
- A temperatura do topo das nuvens é um indicador da altura do topo, nuvens mais altas e mais frias resultam de uma convecção mais forte e produzem mais precipitação.
- Não há informações dos níveis abaixo do topo da nuvem.
- Nuvens mais frias nem sempre são mais chuvosas.
- A relação entre a taxa de chuva e a temperatura de brilho nas imagens TIR é mais forte em comparação com as imagens visíveis.
- Combinar observações VIS e TIR para estimar taxas de precipitação à superfície.
Vis e TIR
- Relação complexa entre o brilho/temperatura das nuvens em imagens Vis/TIR e a taxa de chuva superficial, um esquema simplificado foi proposto por Arkin (1979)
- Um pixel é chuvoso se a sua temperatura de brilho (Tb) medida na banda do infravermelho térmico (10,5-12,5 µm) for inferior a 235 K
- A taxa de precipitação está linearmente relacionada com a fração de cobertura de nuvens (Vis)
- Capacidade de estimar a precipitação em grande escala com precisão razoável em regiões tropicais dominadas por nuvens convectivas.
Hydro-Estimator (H-E)
- O Hydro-estimator (H-E) utiliza dados TIR dos satélites geoestacionários da NOAA (GOES) para estimar as taxas de precipitação.
- Estimativas de precipitação obtidas através da relação exponencial entre a taxa de precipitação e a temperatura de brilho (Tb) medida a 10,7 μm.
Núcleos Convectivos/Não-Convectivos
- Fórmula para núcleos convectivos: R = a exp(-bTb¹²)
- Fórmula para núcleos não convectivos: Rn=(250-Tb)* (Rmax/5)
- Os coeficientes a e b podem variar e são determinados a partir de previsões de total atmosférica precipitable água (TPW) do modelo.
- A precipitação máxima (Rmax) é função da humidade disponível.
- A precipitação num pixel é a soma de frações convectivas e não convectivas.
Métodos Passivos de Micro-ondas (MW)
- Os hidrometeoros absorvem, emitem e difundem a radiação no espetro de micro-ondas, quantificando a presença e quantidade de chuva e partículas de gelo.
- A irradiância medida por um radiómetro contabiliza o efeito combinado da emissão da superfície e da atmosfera.
- A temperatura de brilho pode ser determinada a partir da Lei de Planck e a taxa de precipitação é determinada a partir da temperatura de brilho.
- É necessário conhecer como as nuvens e as diferentes formas de precipitação interagem com a radiação micro-ondas.
- Uma estrutura típica de nuvem convectiva localizada sobre a superfície do mar em interação com a radiação micro-ondas.
- A parte superior da nuvem contém hidrometeoros suspensos (transparente), a camada inferior contém gotas de chuva (dominam processos absorção e emissão).
RADAR
- RADAR - RAdio Detection And Ranging.
- Um RADAR alterna entre a emissão e a receção de impulsos de radiação de micro-ondas.
- Uma antena transmissora foca a radiação num feixe estreito para que os sinais se desloquem em determinada direção.
- Processamento de dados convertido sinais recebidos em quantidades físicas relevantes: Potência (refletividade do alvo), Frequência de desvio Doppler (velocidade do alvo), Polarização do sinal (forma/orientação do alvo).
- Potência recebida: P = (P.G.A.σ) / (4πr²)
- Potência mínima detetável (Smin): P, = (PG²λ²σ) / (4π)3r4
- Relatório entre a refletividade ao radar e a taxa de precipitação. Equação de Marshall-Palmer: Z = a•R® ou R = Z1/B
RADAR — Dupla Polarização
- O radar de dupla polarização estima a refletividade nas direções horizontal e vertical, fornecendo detalhes da forma e dimensão das gotas de chuva.
- RADAR de dupla polarização
RADAR a bordo de satelites
- Existem desafios e desafios particulares nas medições DE RADAR a partir do espaço, nomeadamente porque os radares instalados a bordo de satélites devem ser leves e consumir pouca energia e, os satélites podem estar em movimento em relação à superfície da Terra e a distância à superfície da Terra(alcance) é elevada (700 a 36 000 km).
- Potência - A distância à superfície da Terra requer a utilização de radares de elevada potência (Maior atenuação do sinal se o trajeto é maior), Tamanho da antena, Quanto maior a potência maior o consumo de energia.
- Os comprimentos de onda de micro-ondas utilizáveis são limitados pela dimensão da antena e potência do radar. Os radares de comprimento de onda mais longo/frequência mais baixa (>3cm/<10GHz) requerem normalmente mais potência, maior financiamento e antenas maiores.
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Description
Este quiz aborda conceitos fundamentais sobre precipitação, sua importância para a meteorologia e as interações com o clima. Inclui informações sobre as variações de densidade e salinidade na oceanografia. Prepare-se para explorar como a precipitação impacta nosso ambiente.
