Estimativa dos componentes do balanço radiativo à superfície mediante satélites meteorológicos - Jaidete Monteiro de Souza (2004)
O balanço entre a radiação que chega à superfície e a que emerge dela é chamado de Balanço de Radiação à Superfície (BRS). Métodos convencionais de medida deste balanço são pontuais e portanto representativos de pequenas áreas, enquanto que os satélites meteorológicos permitem ter uma cobertura regular de todo o globo terrestre. Esta tese tem como objetivo fundamental analisar métodos de estimativa das componentes do BRS utilizando-se apenas de informação de satélite, usando ou desenvolvendo parametrizações que, na medida do possível, evitem modelos complexos e preencham lacunas espaciais e temporais de informação sobre o sistema Terraatmosfera. Para a parametrização de cada uma das componentes do BRS foram utilizados dados gerados pelos satélites NOAA-16 e GOES-8. Para estimar a radiação solar à superfície foi utilizado o modelo GL1.2, que utiliza informações do canal VIS do GOES-8 e roda operacionalmente no CPTEC-INPE. O erro médio diário em escala mensal é +10 Wm-2 (com oscilação anual de ±10 Wm-2) e desvio padrão de 25 Wm-2. Esta é a ordem do erro no saldo de radiação de onda curta. Entretanto, o GL1.2 superestima a radiação em regiões que apresentam carga considerável de aerossol proveniente de queimadas. A componente de radiação de onda longa ascendente (OLA) foi estimada a partir de informações de temperatura e de emissividade da superfície; a primeira foi estimada utilizando algoritmos split-window, e a segunda a partir do índice de vegetação por diferenças normalizadas (NDVI Normalized Diference Vegetation Index). As principais fontes de erro na estimativa da OLA são devidas à incerteza na estimativa da temperatura da superfície e à contaminação por nuvens. O erro durante o período diurno é geralmente menor que 20 Wm-2, e menor que 10 Wm-2 para o período noturno. Para estimativa da radiação de onda longa descendente (OLD) foi desenvolvida uma parametrização que depende da temperatura média na baixa troposfera e da água precipitável, ambas obtidas por satélite. O espectro da OLD para as regiões entre o intervalo de 4 e 7,5 mm (R1) e 13 a 50 mm (R3) se ajustam ao de um corpo negro, cuja temperatura corresponde à temperatura média das camadas responsáveis por pelo menos 90% da OLD. A região da janela atmosférica a OLD depende da quantidade de água precipitável. As nuvens podem introduzir uma diferença com condições de céu claro até 100 Wm-2 na região da janela atmosférica; esta diferença será maior a medida que a base da nuvem se encontra mais próxima da superfície. Os erros de estimativa desta componente é da mesma ordem de precisão dos pirgeômetros, ou seja, ±10%. As componentes OLA e OLD podem ser da mesma ordem de grandeza ou até mesmo maiores do que a radiação solar; todavia, o saldo de radiação de onda longa é de ordem inferior. Em conseqüência, o BRS apresenta uma relação aproximadamente linear com a radiação solar incidente. Embora o saldo de radiação de onda longa seja de segunda ordem com relação ao de onda curta, ele tem influência nos coeficientes da relação linear durante o período diurno e é essencial durante o período noturno. Portanto, as estimativas acuradas da OLA e OLD continuam sendo importantes.