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Sensoriamento Remoto em Estudos Climáticos Autores: André Felipe David Boechat.

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1 Sensoriamento Remoto em Estudos Climáticos Autores: André Felipe David Boechat

2 Sensoriamento Remoto em Estudos Climáticos Introdução Breve Histórico da Meteorologia Estações Meteorológicas Satélites Meteorológicos Plataforma de Coleta de Dados Análise de Dados e Previsão do Tempo Aplicação dos Dados Coletados

3 Introdução A importância da compreensão dos fenômenos climáticos Grande volume de dados Estações meteorológicas Imagens de satélite Radar Aeronaves, navios e bóias oceânicas Necessidade de rapidez e agilidade

4 Introdução Tempo X Clima Tempo : estado da atmosfera Clima: integração das condições do tempo em certo período e certa área

5 Histórico Início da Meteorologia foi na Grécia Antiga com Aristóteles (IV a. C.) Primeiro passo significativo ocorreu com a criação do Barômetro em 1644 por Torricelli Telégrafo elétrico de Samuel Morse permitiu a reunião das informações das diversas estações meteorológicas

6 Histórico Previsão do estado futuro da atmosfera ainda dependia da experiência do meteorologista (Previsão Subjetiva) Hoje os supercomputadores utilizam métodos numéricos precisos (Previsão Objetiva) Primeiro supercomputador no Brasil foi adquirido pelo INPE em 1994

7 Estações Meteorológicas de Superfície Destinam-se a avaliação do tempo presente Principais Instrumentos: Barômetro, Anemômetro e Pluviômetro Além dessas medidas o observador meteorológico relata condições gerais do tempo (visibilidade, nebulosidade, etc.)

8 Estações Meteorológicas de Altitude Destinam-se a determinação da estrutura vertical da atmosfera Principais Instrumentos: radiossondas, sensores de temperatura, umidade e pressão Lançadas por balões, atingem até 40 Km de altitude

9 Satélites Meteorológicos Podem ser classificados em três classes, de acordo com sua órbita: Geoestacionários Polares Tropicais

10 Satélites Meteorológicos

11 As imagens são obtidas através de sensores de radiação em diversas faixas do espectro, tais como: faixa da luz visível; faixa de infravermelho e faixa de absorção de vapor d água microondas

12 Satélites Meteorológicos Faixa InfravermelhaFaixa Visível

13 Satélites Meteorológicos Informações derivadas das medidas de radiação: Temperatura e Umidade: TOVS (TIROS Operational Vertical Sounder) – órbita polar SATEM – órbita geoestacionária Direção e Velocidade dos ventos SATOB – órbita geoestacionária

14 Satélites Meteorológicos TOVS (NOAA – 14) SATOB (GOES – 8)

15 Plataforma de Coleta de Dados Podem obter automaticamente quase todos os tipos de dados de uma estação convencional Sua utilização estende-se por áreas de difícil acesso (ex. Amazônia) Seus dados são transmitidos por satélites de coleta de dados

16 Análise de Dados e Previsão do Tempo

17

18 Aplicação dos Dados Coletados Ventos: calcula-se a velocidade através da análise de imagens com intervalo de 30 minutos Precipitação: os sensores não medem diretamente a precipitação Temperatura da Superfície do Mar: aplicada nas atividades de pesca e conhecimento do padrão e circulação dos oceanos

19 Aplicação dos Dados Coletados Ventos

20 Aplicação dos Dados Coletados Precipitação

21 Aplicação dos Dados Coletados

22

23 Previsão do Tempo Baseada, entre outros, em dados coletados de hora em hora nas estações meteorológicas de superfície, convencionais ou automáticas, espalhadas por todo o território nacional. Após esta coleta de dados (precipitação, ventos, umidade relativa do ar, pressão, etc) com o auxílio de supercomputadores faz-se uma simulação, através de modelos numéricos. Auxílio das imagens de satélites para elaborar a Previsão em curto prazo. Elas estão disponíveis em 3 canais: infravermelho visível vapor d´água. Existe também o Radar Meteorológico, que fornece as condições meteorológicas reinantes num espaço de tempo menor e também para uma área menor. Quem utiliza estas informações sobre o tempo? Agricultura: garantia de uma boa colheita Marinha: proteção aos seus marinheiros, navios e passageiros Aeronáutica: proteção e segurança de seus pilotos, aeronaves e passageiros Pescadores: condições favoráveis à pesca Turismo: garantia de um passeio e/ou viagem feliz e tranqüila

24 Estação Meteorológica Anemógrafo - Registra continuamente a direção (em graus) e a velocidade instantânea do vento (em m/s), a distância total (em km) percorrida pelo vento com relação ao instrumento e as rajadas (em m/s). Anemômetro - Mede a velocidade do vento (em m/s) e, em alguns tipos, também a direção (em graus). Anemógrafo Anemômetro Barógrafo - Registra continuamente a pressão atmosférica em milímetros de mercúrio (mm Hg) ou em milibares (mb). Barógrafo Barômetro de Mercúrio - Mede a pressão atmosférica em coluna de milímetros de mercúrio (mm Hg) e em hectopascal (hPa). Barômetro de Mercúrio Evaporímetro de Piche - Mede a evaporação - em mililitro (ml) ou em milímetros de água evaporada - a partir de uma superfície porosa, mantida permanentemente umedecida por água. Evaporímetro de Piche Heliógrafo - Registra a insolação ou a duração do brilho solar, em horas e décimos. Heliógrafo Higrógrafo - Registra a umidade do ar, em valores relativos, expressos em porcentagem (%). Higrógrafo Microbarógrafo - Registra continuamente a pressão atmosférica - em milímetros de mercúrio (mm Hg) ou em hectopascal (hPa), numa escala maior que a do Barógrafo, registrando as menores variações de pressão, o que lhe confere maior precisão. Microbarógrafo Piranógrafo - Registra continuamente as variações da intensidade da radiação solar global, em cal.cm­².mm­¹. Piranógrafo Piranômetro - Mede a radiação solar global ou difusa, em cal.cm­².mm­¹. Piranômetro Pluviógrafo - Registra a quantidade de precipitação pluvial (chuva), em milímetros (mm). Pluviógrafo Pluviômetro - Mede a quantidade de precipitação pluvial (chuva), em milímetros (mm). Pluviômetro Psicrômetro - Mede a umidade relativa do ar - de modo indireto - em porcentagem (%). Compõe-se de dois termômetros idênticos, um denominado termômetro de bulbo seco, e outro com o bulbo envolvido em gaze ou cadarço de algodão mantido constantemente molhado, denominado termômetro de bulbo úmido. Psicrômetro Tanque Evaporimétrico Classe A - Mede a evaporação - em milímetros (mm) - numa superfície livre de água. Tanque Evaporimétrico Classe A Termógrafo - Registra a temperatura do ar, em graus Celsius (°C). Termógrafo Termohigrógrafo - Registra, simultaneamente, a temperatura (°C) e a umidade relativa do ar (%). Termohigrógrafo Termômetros de Máxima e Mínima - Indicam as temperaturas máxima e mínima do ar (°C), ocorridas no dia. Termômetros de Máxima e Mínima Termômetros de Solo - Indicam as temperaturas do solo, a diversas profundidades, em graus Celsius (°C). Termômetros de Solo

25 Fenômenos Adversos Granizo - precipitação que se origina de nuvens convectivas, como cumulunimbus, e que cai em forma de bolas ou pedaços irregulares de gelo, quando os pedaços têm formatos e tamanhos diferentes. Pedaços com um diâmetro de cinco milímetros ou mais, são considerados granizo; pedaços menores de gelo são classificados como bolas de gelo, bolas de neve, ou granizo mole. Bolas isoladas são chamadas de pedras. É referido como "GR" quando está em observação e pelo Metar. Granizo pequeno ou bolas de neve são referidas como "GS" quando estão em observação e pelo Metar. Enchente repentina - inundação que acontece muito rapidamente, com pouca ou nenhuma possibilidade de um alerta antecipado e que, em geral, resulta de chuva intensa sobre uma área relativamente pequena. Enchentes repentinas podem ser causadas por chuva súbita excessiva, pelo rompimento de uma represa, ou pelo descongelamento de uma grande quantidade de gelo. Geada - depósito de gelo cristalino, em forma de agulhas, prismas, escamas, dentre outros, resultante da sublimação do vapor d'água do ar adjacente, sobre a superfície do solo, das plantas e dos objetos expostos ao ar. Neve - precipitação de cristais de gelo translúcidos e brancos, em geral em forma hexagonal e complexamente ramificados, formados diretamente pelo congelamento do vapor de água que se encontra suspenso na atmosfera. É produzida freqüentemente por nuvens do tipo estrato, mas também pode se originar das nuvens do tipo cúmulo. Normalmente os cristais são agrupados em flocos de neve. É informado como "SN" quando está em observação e pelo Metar. Onda de Calor - período de tempo desconfortável e excessivamente quente. Pode durar vários dias ou várias semanas. The Weather Channel usa os seguintes critérios para definir uma onda de calor: a temperatura deve estar acima de 90 F (32º C) em pelo menos 10 estados e, pelo menos, cinco graus acima do normal em partes daquela área durante pelo menos dois dias, ou mais. Tornado - Coluna giratória e violenta de ar que entra em contato com a extensão entre uma nuvem convectiva e a superfície da Terra. É a mais destrutiva de todas as tempestades na escala de classificação dos fenômenos atmosféricos. Pode acontecer em qualquer parte do mundo, desde que existam as condições certas, mas é mais freqüente nos Estados Unidos numa área confinada entre as Montanhas Rochosas (a oeste) e os Montes Apalaches (a leste). Seca - clima excessivamente seco numa região específica. Deve ser suficientemente prolongado para que a falta de água cause sério desequilíbrio.

26 Nuvens Conjunto visível de partículas minúsculas de água líquida ou de gelo, ou de ambas ao mesmo tempo, em suspensão na atmosfera. Estratiformes - desenvolvimento horizontal, cobrindo grande área; de pouca espessura; precipitação de caráter leve e contínuo. Cumuliformes - desenvolvimento vertical, em grande extensão; surgem isoladas; precipitação forte, em pancadas e localizadas. Podem ser líquidas (constituídas por gotículas de água), sólidas (constituídas por cristais de gelo) e mistas (constituídas por gotículas de água e cristais de gelo). De acordo com o Altas Internacional de Nuvens da OMM (Organização Meteorológica Mundial) existem três estágios de nuvens: Nuvens Altas: base acima de 6km de altura - sólidas. Nuvens Médias: base entre 2 a 4 km de altura nos pólos, entre 2 a 7 km em latitudes médias, e entre 2 a 8 km no equador - líquidas e mistas. Nuvens Baixas: base até 2km de altura - líquidas.

27 Nuvens Cirrus(CI): aspecto delicado, sedoso ou fibroso, cor branca brilhante. Cirrocumulus(CC): delgadas, compostas de elementos muito pequenos em forma de grânulos e rugas. Indicam base de corrente de jato e turbulência. Cirrostratus(CS): véu transparente, fino e esbranquiçado, sem ocultar o sol ou a lua, apresentam o fenômeno de halo (fotometeoro). Altostratus (AS): camadas cinzentas ou azuladas, muitas vezes associadas a altocumulus; compostas de gotículas superesfriadas e cristais de gelo; não formam halo, encbrem o sol; precipitação leve e contínua. Altocumulus (AC): banco, lençol ou camada de nuvens brancas ou cinzentas, tendo geralmente sombras próprias. Constituem o chamado "céu encarneirado". Stratus (St): muito baixas, em camadas uniformes e suaves, cor cinza; coladas à superfície é o nevoeiro; apresenta topo uniforme (ar estável) e produz chuvisco (garoa). Quando se apresentam fracionadas são chamadas fractostratus (FS). Stratocumulus (SC): lençol contínuo ou descontínuo, de cor cinza ou esbranquiçada, tendo sempre partes escuras. Quando em vôo, há turbulência dentro da nuvem. Nimbostratus (NS): aspecto amorfo, base difusa e baixa, muito espessa, escura ou cinzenta; produz precipitação intermitente e mais ou menos intensa. Cumulus (Cu): contornos bem definidos, assemelham-se a couve -flor; máxima freqüencia sobre a terra de dia e sobre a água de noite. Podem ser orográficas ou térmicas (convectivas); apresentam precipitação em forma de pancadas; correntes convectivas. Quando se apresentam fraccionadas são chamadas fractocumulus (FC). As muito desenvolvidas são chamadas cumulus congestus. Cumulonimbus (CB): nuvem de trovoada; base entre 700 e m, com topos chegando a 24 e 35 km de altura, sendo a média entre 9 e 12 km; são formadas por gotas d'água, cristais de gelo, gotas superesfriadas, flocos de neve e granizo. Caracterizadas pela "bigorna": o topo apresenta expansão horizontal devido aos ventos superiores, lembrando a forma de uma bigorna de ferreiro, e é formado por cristais de gelo, sendo nuvens do tipo Cirrostratos (CS).

28 GOES - América do Sul Visível

29 GOES - América do Sul Infravermelho

30 GOES - América do Sul Vapor de Água

31 INMET

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