Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2019 |
| Autor(a) principal: |
Rafael Vernini Padovani |
| Orientador(a): |
Jose Antonio Marengo Orsini,
Demerval Soares Moreira |
| Banca de defesa: |
Izabelly Carvalho da Costa,
Ernani de Lima Nascimento |
| Tipo de documento: |
Dissertação
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| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
por |
| Instituição de defesa: |
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
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| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação do INPE em Meteorologia
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
BR
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| Resumo em Inglês: |
This work had among its objectives to study the characteristics of thunderstorms that caused natural disasters in the interior of the state of São Paulo (IESP) from reflectivity data of simple polarization weather radar. Were selected 25 records of damage to life and property events of BDDNI that occurred within the coverage area of the Bauru radars (BRU) and Presidente Prudente (PPR). The study period was 4 years, between 2015 and 2018. Radar data were evaluated using a calibration methodology of ground radar (GR) data compared with coincident sampling of precipitation radar (dPR) of the GPM satellite. TITAN (NCAR) software was used for identification, analysis, tracking and forecasting of storms over IESP and, for this, sensitivity tests of the algorithm were made. Descriptive statistics of 4-year storms from BRU and PPR data were also performed. Of the selected BDDNI events, 18 of them were used as controls, 5 as tests and 2 as case studies to evaluate the patterns of reflectivity parameters VIL, DVIL, VIHM, HMA, MAXZ, ECHOTOP, volume, their respective temporal derivatives, and from FOKR, POH and HMAXZ. Among the results, it was observed that BRU and PPR underestimated reflectivity by 13 and 11 dBZ, respectively, and after analysis of the temporal fluctuations of these underestimates, offsets were applied as a correction to the 3-D reflectivity matrices. After the sensitivity tests, a resolution of 1 km x 1 km x 1 km was chosen for the construction of 3-D arrays and the 40 dBZ and 16 km3 threshold for cell identification in TITAN. For BRU and PPR, respectively, it was observed that storm families occurred mostly in summer (49 and 45.9%), with preferential displacement to ESE and convective initiation occurred mainly in the afternoon. It was also observed a relation between the average and maximum reflectivity parameters and average and maximum top with the seasons of the year and that there was a correlation between maximum volume and duration of storm families (0.59 and 0.58) and between the middle top and the average volume (0.57 and 0.56). For BDDNI events, a VIL, DVIL and VIHM "growth" ("collapse") pattern and their temporal derivatives were observed at the moments immediately preceding (during) the event, considering the approximate time, a pattern that was not observed with the other reflectivity parameters. From the evaluation of the control set, a severity index was constructed from the normalized temporal VIL, DVIL and VIHM derivatives. Due to the heterogeneity of the events, the intervals between the 25% and 75% percentiles of the nominal values of these 3 parameters were used to create 3 storm categories that aided in the interpretation of the dynamic index. After testing, the index proved to be a satisfactory objective tool for use in monitoring and forecasting storms with potential to generate natural disasters. |
| Link de acesso: |
http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/12.27.13.25
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Resumo: |
Este trabalho teve entre seus objetivos estudar as características de tempestades convectivas que causaram desastres naturais sobre o interior do estado de São Paulo (IESP) a partir de dados de refletividade de radares meteorológicos de polarização simples. Foram selecionados 25 eventos de danos à vida e à propriedade registrados no BDDNI (Banco de Desastres Naturais do IPMET) que ocorreram dentro da área de cobertura dos radares de Bauru (BRU) e Presidente Prudente (PPR). O período de estudo foi de 4 anos, entre 2015 e 2018. Os dados de radar foram avaliados através de uma metodologia de calibração de dados de radares de superfície (GR) comparados com amostragens coincidentes do radar de precipitação (dPR) do satélite GPM. O software TITAN (NCAR) foi utilizado para identificação, análise, rastreio e previsão das tempestades sobre o IESP e, para isso, foram feitos testes de sensibilidade do algoritmo. Também foi feita uma estatística descritiva das tempestades de 4 anos de dados de BRU e PPR. Dos eventos selecionados do BDDNI, 18 deles foram utilizados como controle, 5 como testes e 2 como estudos de caso para avaliação dos padrões dos parâmetros de refletividade VIL, DVIL, VIHM, HMA, MAXZ, ECHOTOP, volume, suas respectivas derivadas temporais, além de FOKR, POH e HMAXZ. Entre os resultados, foi observado que BRU e PPR subestimavam a refletividade em 13 e 11 dBZ, respectivamente, e após análise das flutuações temporais dessas subestimativas, offsets foram aplicados como correção às matrizes 3-D de refletividade. Após os testes de sensibilidade, foram escolhidos a resolução de 1 km x 1 km x 1 km para construção das matrizes 3-D de e o limiar de 40 dBZ e 16 km3 para identificação de células no TITAN. Para BRU e PPR, respectivamente, foi observado que as famílias de tempestades ocorreram em maior parte no verão (49 e 45,9%), com deslocamento preferencial para ESE e que iniciação convectiva ocorreu principalmente no período da tarde. Também foi observado uma relação entre os parâmetros de refletividade média e máxima e topo médio e máximo com as estações do ano e que houve uma correlação entre máximo volume e tempo de duração das famílias de tempestade (0,59 e 0,58) e entre o topo médio e o volume médio (0,57 e 0,56). Para os eventos do BDDNI, foi observado um padrão de "crescimento" ("colapso") de VIL, DVIL e VIHM, e suas derivadas temporais, nos momentos imediatamente anterior (durante) o evento, considerando o horário aproximado, padrão que não foi observado com os outros parâmetros de refletividade. A partir da avaliação do conjunto controle, foi construído um índice de severidade a partir das derivadas temporais de VIL, DVIL e VIHM normalizados. Por conta da heterogeneidade dos eventos, os intervalos entre os percentis de 25% e 75% dos valores nominais desses 3 parâmetros foram utilizados para criar 3 categorias de tempestade que auxiliaram na interpretação do índice dinâmico. Após testes, o índice mostrou-se uma ferramenta objetiva satisfatória para utilização no monitoramento e previsão de tempestades com potencial para gerar desastres naturais. |
