Meteorologia por Satélites Profa. Marcia Yamasoe sp.br/ind.php?inic=00& prod=sondagem

 Todo corpo emite radiação à sua temperatura  Portanto, para determinar o perfil de temperatura da atmosfera, em que região espectral o sensor a bordo do satélite deve medir a radiância emergente no topo da atmosfera?

Radiância espectral medida no topo da atmosfera Radiância espectral emitida pela superfície Radiância espectral emitida pela superfície e que foi transmitida até chegar ao satélite Radiância espectral emitida por cada camada da atmosfera e que foi transmitida até o TOA

 A radiância espectral medida pode variar? Por quais motivos?

superfície. atmosfera e suas diferentes camadas.

 A radiância espectral medida pode variar? Por quais motivos?  Variação na transmitância da atmosfera  Variação do comprimento de onda Variação na eficiência de absorção do gás  Variação na concentração do gás absorvedor  Variação na temperatura da camada emissora de radiação

 É necessário medir a radiância em uma região espectral de um gás opticamente ativo cuja concentração seja constante ao longo da atmosfera

 quanto maior a eficiência de absorção de radiação do gás, o sinal medido pelo satélite será constituído por radiação emitida pelas camadas mais altas da atmosfera.  A radiação emitida pela superfície e pelas camadas inferiores será totalmente absorvida pelas camadas situadas logo acima, que emitirão radiação à sua temperatura e assim sucessivamente até o topo da atmosfera.

A radiância espectral emitida pela superfície sofre pouca atenuação. Se a atmosfera apresenta baixo valor de absortância, de acordo com a Lei de Kirchhoff, sua emissividade também será baixa.

 Quanto menor a eficiência de absorção do gás, o sinal medido pelo satélite será constituído por radiação emitida pelas camadas mais baixas da atmosfera.  Valores intermediários do coeficiente de absorção representam altitudes intermediárias.

Mas, relembrando: Transmitância: Coeficiente linear de absorção

Se a atmosfera for transparente para radiação no comprimento de onda em questão, Além disso, Razão de mistura do gás Densidade da atmosfera Coeficiente de absorção mássico do gás

 A magnitude de ka(λ) determina se o pico de W(z) será em baixas ou altas altitudes  O máximo da função peso é obtido a partir de: Portanto, medindo-se a radiância espectral em diferentes comprimentos de onda ao redor de uma linha de absorção de um gás bem misturado, pode-se inferir o perfil de temperatura da atmosfera

Função peso e transmitância para os seis canais de sondagem do NOAA -2

 W(z) é larga, isto é, abrange vários quilômetros em altura o satélite mede propriedades médias de camadas espessas  Há sobreposição de W As N medições efetuadas em N comprimentos de onda distintos não são independentes entre si  Como T é contínua em z e como N é finito Em princípio, podemos ter um número infinito de soluções!!!

 Década de 1970: primeiro instrumento a bordo de satélite para estimar o perfil vertical da temperatura da atmosfera  Nimbus-4: 7 canais ao redor da banda de CO 2 em 15 μm: baixa resolução vertical  Em 1978: HIRS (High Resolution Infrared Sounder): 19 canais ao redor das bandas de 3,7 e 15 μm

 Em 2002, lançado no satélite Aqua: AIRS (Atmospheric Infrared Sounder) com 2378 canais espectrais nas bandas de 3,7 e 15 μm  Resolução espacial de 1 km na vertical e incerteza da ordem de 1 K.