Correção atmosférica de imagens termais utilizando perfis verticais de alta resolução simulados por um modelo de mesoescala

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Diaz, Lucas Ribeiro
• Orientador(a): Rolim, Silvia Beatriz Alves
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Sensoriamento remoto; Dados climatologicos
• Palavras-chave em Inglês: Remote sensing; Surface temperature; WRF; Reanalysis; Thermal infrared
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/231562

A estimativa da temperatura da superfície terrestre ( LST ) por sensoriamento remoto no infravermelho termal (TIR) é dependente d a realização de uma correção atmosférica apropriada que , em geral, necessita de perfis atmosféricos como dados de entrada. Dados globais de reanálise são uma alternativa prática para a obtenção desses perfis, mas podem apresentar limitações. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo analisar a utilização do modelo numérico Weather Research and Forecasting (WRF) para gerar perfis verticais de alta resolução , refinando dados de reanálise , visando a correção atmosférica no TIR para o cálculo de valores de LST. Para tal, foram realizadas simulações com o modelo WRF com dados de reanálise do NCEP Climate Forecast System Version 2 (CFSv2) como condições iniciais e utilizando duas grades aninhadas com resoluções horizontais de 12 km (G12) e 3 km (G03). Para estimar a LST, foram empregados: o método da inversão direta da Equação de Transferência Radiativa (RTE) , o modelo MODTRAN e valores de radiância da banda 10 do Landsat 8 TIRS. A pesquisa avaliou o desempenho do modelo através dos perfis verticais, dos parâmetros atmosféricos de correção (transmitância atmosférica e radiâncias upwelling e downwelling ) e dos valores de LST, utilizando como referência dados de radiossondagens in situ , no sul do Brasil . Adicionalmente, foi executada uma análise de sensibilidade a dois esquemas de parametrização de camada limite planetária . Os resultados indicam que o modelo WRF simula de maneira satisfatória os perfis atmosféricos que, por consequência, geram parâmetros de correção e LST com baixos erros. Contudo, não existe melhora significativa nas métricas estatísticas entre os perfis extraídos diretamente da reanálise CFSv2 e os simulados pelo WRF . Em alguns casos, a utilização de um perfil de grade mais refinada resultou, até mesmo, em maiores erros. Os valores gerais de RMSE para a LST foram: 0,55 K ( CFSv2), 0,79 K ( WRF G12 ) e 0,82 K ( WRF G03 ). A escolha do esquema de camada limite mostrou - se caso - dependente. Conclui - se que não há necessidade especial de refinar a resolução dos perfis de reanálise visando estimativa de LST, por meio do método da RTE .