Caracterização das estruturas verticais das nuvens a partir de multicanais e simulações com modelo de transferência radiativa - Wagner Flauber Araujo Lima (2012)
Este trabalho propõe testar e avaliar dois procedimentos para estimar as características das estruturas verticais das nuvens por meio do uso de satélites meteorológicos. A primeira proposta baseia-se no uso de simulações com um modelo de transferência radiativa acoplada com modelo numérico de previsão de mesoescala e medições de radiâncias multiespectrais. Esse procedimento foi avaliado utilizando simulações de temperatura de brilho (TB) a partir do modelo de transferência radiativa, RTTOV-8 (Radiative Transfer Model for ATOVS- Versão 8), para os canais do sensor TMI (TRMM Microwave Imager) a bordo do satélite TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) e HSB (Humidity Sounder for Brazil) a bordo do satélite AQUA. Neste estudo foram utilizadas, como parâmetro de entrada para o RTTOV, as saídas simuladas pelo modelo de mesoescala, BRAMS (Brazilian Regional Atmospheric Modelling System), para um Complexo Convectivo de Mesoescala (CCM) ocorrido na região do Chaco. O objetivo principal dessa etapa foi analisar o potencial das simulações do RTTOV em sinergia com as simulações do BRAMS e, adicionalmente, obter informações sobre a estrutura vertical das nuvens. O estudo foi realizado por meio de comparações entre simulações e observações por satélite, utilizando campos, histogramas e cortes transversais. As características termodinâmicas dos sistemas precipitantes e suas estruturas verticais foram bem capturadas pelo modelo BRAMS, com ressalva para o deslocamento e intensidade dos hidrometeoros do CCM que foram subestimados. De modo geral, uma boa concordância é obtida entre os campos de TB simulados e observados para todos os canais analisados. Devido à subestimação dos hidrometeoros pelo BRAMS, foi observada uma discrepância entre as TB simuladas e medidas em 85 GHz para valores de TB mais frios. Esse resultado revela o potencial desta metodologia no ajuste das parametrizações de microfísica das nuvens, permitindo, após ajustes, simulações mais realísticas e a descrição do campo 3D das propriedades microfísicas das nuvens. A segunda metodologia avaliada baseou-se no potencial de uso do sensor SEVIRI na descrição dos perfis verticais de nuvens a partir de características multispectral do topo das nuvens. Nesse estudo foram utilizados, de forma conjunta, os perfis de refletividade, a classificação do tipo de nuvens extraído do algoritmo 2A25 do TRMM e a temperatura de brilho dos canais do SEVIRI para extrair informações de padrões de nuvens. As análises foram realizadas para quatro tipos de nuvens, convectiva (CV), nuvem quente (WC), estratiforme com banda brilhante (BB) e estratiforme sem banda brilhante (ST) e quatro combinações entre as diferenças de temperatura de brilho dos canais do SEVIRI, (BTD$_{10.8-12}$), (BTD$_{6.2-10.8}$), (BTD$_{8.7-10.8}$) e (BTD$_{10.8-12}$). Em uma primeira etapa foram determinados 16 centróides médios típicos da região de estudo, com 3 para WC e ST, 4 CV e 6 BB. Os resultados mostraram que as diferenças de canais analisadas neste trabalho são bastante favoráveis para distinção entre nuvens com propriedades quentes e frias. A análise discriminante apontou um desempenho muito bom para classificação de tipos de nuvens, com taxa de sucesso em torno de 77.4 e 73.5% para a noite e dia, respectivamente.