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Meteorologia por Satélite. Microondas  Nessa região espectral, as gotas de nuvens interagem fracamente com a radiação (seu tamanho é muito menor que.

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1 Meteorologia por Satélite

2 Microondas  Nessa região espectral, as gotas de nuvens interagem fracamente com a radiação (seu tamanho é muito menor que o comprimento de onda da radiação)  Vantagem: Radiação em microondas penetra nas nuvens

3  As gotas de chuva interagem (absorção, emissão e espalhamento) fortemente com a radiação em microondas, o que permite a sua detecção por radiômetros nessa região espectral  Portanto, a estimativa de precipitação se baseia em métodos físicos

4  Desvantagem: baixa resolução temporal (órbitas polares e equatorial) e espacial (entre 3,5 a 25 km)

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8 Coeficientes de espalhamento, absorção e albedo simples para chuva constituída por esferas de água ou gelo. Adaptado de Spencer et al. (1989) Gelo praticamente só espalha radiação Água líquida absorve e espalha radiação, mas absorção domina

9 Eficiências de espalhamento e absorção aumentam com a frequência e a taxa de precipitação. Espalhamento pelo gelo aumenta mais rapidamente com a frequência do que o espalhamento por água líquida

10 Portanto  Abaixo de 22 GHz, a absorção é o principal processo que afeta a transferência radiativa em microondas  O espalhamento acontece, mas seu efeito é secundário  Acima de 60 GHz, o efeito de espalhamento predomina  Em frequências intermediárias (entre 22 e 60 GHz) os dois processos são importantes

11  Em diferentes frequências, os sensores em microondas observam distintas partes da estrutura de chuva: › Abaixo de 22 GHz, todo gelo acima da chuva é praticamente transparente a resposta é diretamente devido à camada de chuva › Acima de 60 GHz, o espalhamento pelo gelo é o processo dominante os radiômetros detectam apenas o gelo e não podem observar a chuva. Portanto, estimativas de precipitação em frequências maiores são necessariamente mais indiretas do que em frequências menores

12 Lembrar que  Gotículas de nuvens, vapor d´ água e o oxigênio absorvem radiação em microondas mas não espalham, portanto introduzem incertezas nas estimativas de precipitação baseadas no processo de absorção

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14 Oceano x continente  Emissividade do oceano é muito baixa ~ 0,4 (T B ~ 150 K) › Portanto, a emissão por gotas de chuva e água de nuvem aumenta a temperatura de brilho  Emissividade do continente: entre 0,7 a 0,9 (T B ~ 280 K) › Similar à da precipitação, portanto, a superfície dificulta a estimativa da precipitação via absorção › Entretanto, quando a taxa de precipitação aumenta, o espalhamento passa a ser o processo dominante

15 Com o aumento da frequência e da taxa de precipitação, o espalhamento é o efeito predominante, o que reduz a temperatura de brilho tanto sobre o oceano quanto sobre o continente Hidrometeoros de gelo são bons redutores de temperatura de brilho porque emitem pouco

16 Lembrando: Eficiências de espalhamento e absorção aumentam com a frequência e a taxa de precipitação. Espalhamento pelo gelo aumenta mais rapidamente com a frequência do que o espalhamento por água líquida

17 Portanto  Algoritmos sobre o oceano são baseados na absorção de radiação  Algoritmos sobre o continente são baseados no espalhamento de radiação

18 Métodos baseados em absorção  Estimativa de precipitação sobre o oceano

19 Pode ser mostrado que : onde Lembrar que gotas de nuvem e vapor d´água contribuem para β a Espessura da nuvem

20 Diferentes alturas da isoterma de 0° C Nimbus-5 x pluviômetro (cruz)/radar(pontos) em superfície

21  Esta técnica se baseia no aumento da temperatura de brilho com a taxa de precipitação sobre o oceano  Não é possível determinar taxas de precipitação maiores que uma taxa de saturação, que diminui com o aumento da frequência da microonda.  Sobre o oceano: Estimativa de precipitação é efetuada em frequências mais baixas


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