Inferência de hidrometeoros a partir de um radar meteorológico de dupla polarização banda X

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Ramirez, Yusvelis Maribel Barzaga
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Hidrometeoros; Hydrometeors; Mueller-matrix; polarimetric variables.; radar; T-matrix; variáveis polarimétricas.
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14133/tde-12092018-143854/

Este estudo apresentou uma metodologia para inferir hidrometeoros a partir de medidas polarimétricas de um radar meteorológico de dupla polarização banda X. A metodologia consiste em uma abordagem teórica baseada em simulações numéricas com um modelo de espalhamento Mie (T M atrix e M ueller) e uma experimental pautada na aplicação de um algoritmo de classificação de hidrometeoros (Dolan and Rutledge [2009]). As si- mulações teóricas foram utilizadas para estudar os efeitos da distribuição de tamanho de gotas, temperatura dos hidrometeoros, ângulo de elevação e mistura de hidrometeoros a partir do fator de refletividade do radar (Z), refletividade diferencial (Z DR ), fase diferen- cial especifica (K DP ) e coeficiente de correlação( HV ). Os valores de Z DR são 0.5 dBZ maior para a frequência de banda X do que para um banda S. A partir de Z maior que 45 dBZ K DP começa a ficar maior que 0. Já HV começa a diminuir quando Z é maior que 25 dBZ. Não se observa variações significativas para o graupel, porém para granizo K DP é maior que 0 quando Z é maior que 15 dBZ, entretanto, para água, os valores são consideravelmente menores. Os efeitos de temperatura só são notados quando Z é maior que 60 dBZ. Ao analisar o efeito da elevação, observa-se que Z DR diminui com o aumento da elevação, sendo mais sensível para Z maiores, o mesmo efeito é observado para K DP e HV . Estas variações são mais sensíveis para água e granizo do que para o graupel. Comparando as distribuições exponencial e gama para considerar os efeitos da distribuição do tamanho de gotas para o caso da chuva, nota-se que a distribuição exponenciais é maior que a gama quando as gotas aumentam seu tamanho e diminui sua concentração, devido que na simulação teórica foi utilizado N 0 fixo.Ao analisar os efeitos da co-existência de água e graupel, temos que as gotas de água dominam o sinal de Z quando Z for maior que 30 dBZ, já K DP será positivo(negativo) quando Z for maior(menor) que 35 dBZ da água, desde que Z do graupel seja menor que 10 dBZ, já HV tende a ficar próximo de 1 quanto mais graupel é observado. Para a mistura de granizo e água, Z da água domina o do granizo quando Z é maior que 45 dBZ, K DP é maior(menor) que zero quando Z for maior (menor) que 25 dBZ desde que Z do granizo seja menor que 10 dBZ, já Z DR da água(granizo) domina o do granizo(água) quando Z for maior(menor) que 45 dBZ. Na parte experimental, dois casos observados durante o experimento de campo do Projeto CHUVA no Vale do Paraíba em 8 de Fevereiro e 22 de Março de 2012 foram utilizados. A classificação de hidrometeoros segundo Dolan and Rutledge [2009] indicaram a presença de chuva próximo da superfície proveniente de graupel e granizo. Acima dos 5 km foram identificados a presença de graupel,granizo e cristais de gelo. Ao examinar as regiões classificadas como granizo e graupel dentro da região de 0 e 15 C com os resultados teóricos, é possível explicar a presença concomitante de água e granizo e água e graupel nestas regiões.