Vapor d\'água atmosférico a partir de imagens radiométricas no infravermelho

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Hack, Elion Daniel
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Atmospheric radiation; Precipitable water vapor; Radiação atmosférica; Remote sensing; Sensoriamento remoto; Vapor dágua precipitável
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-11042023-095947/

Neste trabalho, inicialmente foram caracterizados os dados de vapor dágua precipitável (PWV) já disponíveis para a cidade de São Paulo-SP, obtidos por fotômetros solares e radiossondas, e posteriormente foi também desenvolvida uma nova técnica de medida de PWV baseada em imagens radiometricamente calibradas do céu inteiro geradas por uma câmera no infravermelho, em comprimentos de onda entre 10 e 12 m. A radiância espectral (L) descendente foi obtida e, para os casos estudados, foi verificado que L é sensível ao PWV, à distribuição vertical de umidade e também às suas variações temporais, espaciais e sazonais. Comparando os valores de L medidos com simulações realizadas usando o software libRadtran, mostramos que o PWV pode ser determinado a partir do conhecimento prévio sobre o perfil de umidade local, informação essa que pode ser obtida de medidas de radiossonda específicas para o dia estudado ou a partir de análises estatísticas de dados anteriores. Este é um estudo inicial com o objetivo de provar o conceito da técnica proposta, tendo sido obtidas séries temporais diurnas para dois dias de verão e dois dias de inverno e ainda séries temporais noturnas para um dia de verão e um dia de inverno. Todas as medidas foram realizadas na cidade de São Paulo-SP. A comparação com dados do fotômetro solar, para um caso de condições atmosféricas estáveis, mostrou uma concordância do PWV médio dentro de 2,8% e uma precisão de medidas subsequentes de 1,9%. O grande diferencial introduzido pela técnica é que medidas de PWV também foram obtidas para cada um dos pixels de imagens, possibilitando assim a investigação de inomogeneidades espaciais de sua distribuição de uma forma que nenhuma das técnicas atualmente disponíveis permite. O método pode ser utilizado em medidas diurnas ou noturnas, sob condições de céu limpo ou parcialmente nublado e com frequência de amostragem de até 3 min¹. Aplicações potenciais incluem estudos sobre o processo de início da convecção e também a investigação do efeito twilight zone em torno de nuvens.