Até o momento... Imagens de satélites: Obtenção de variáveis do sistema Terra-atmosfera Climatologias: Análise da TSM NDVI Entrada de modelos numéricos: Perfil vertical de temperatura da atmosfera

Nesta aula Imagens serão utilizadas para auxiliar a previsão de curto prazo Curso de sinótica é dedicado a um aprofundamento maior em aplicar imagens de satélite para previsão de tempo

Meteorologia por Satélite 2012 ForTraCC Meteorologia por Satélite 2012

Sistemas Convectivos (SC) responsáveis pela maior parte da precipitação nos trópicos e em várias regiões de latitudes médias durante a estação quente favorecerem o aparecimento de áreas de forte cisalhamento vertical do vento que separa regiões de updrafts e downdrafts tempestades

ForTraCC Forecasting and Tracking the Evolution of Cloud Clusters Algoritmo para efetuar rastreamento de SC e previsão de seu deslocamento futuro (“previsão de curto prazo”, neste caso, até duas horas)

ForTraCC utiliza Medições efetuadas pelo satélite GOES no canal do infravermelho (10,8µm) Imagens a cada 30 minutos com resolução espacial de 4km x 4km Imagens não podem ter falhas

Características Células convectivas (CC): Organizadas em escalas de tempo e espaço Tamanhos variam de centenas de metros a grandes aglomerados com milhares de quilômetros de extensão Ciclos de vida da ordem de dias Diferentes tipos de nuvens

Identificando um SC Convecção profunda pode atingir a alta troposfera, com alturas acima dos 9-10km Baixos valores de temperatura de brilho Diferentes autores => diferentes limiares Vila et al. (2008) adotaram dois limiares de 250K - 235K (limiar quente) e de 235K - 210K (limiar frio) Tamanho mínimo de agrupamento de nuvens

O método baseia-se na similaridade das características morfológicas (reconhecimento de padrões) e na área de superposição entre os SC em imagens sucessivas

Limiares de temperatura TB < 235 K: SC TB < 210 K: Células convectivas imersas no SC TB < 250 K: Detecção precoce dos SC

Estágios do ciclo de vida de um SCM Formação Convectiva Transição Cirrus Maturação Dissipação Fragmentos da dissipação

O método Rastreamento de SC: sistemas com tamanho em pixels superior a um valor mínimo N para o limiar de 235K Detecção precoce: sistemas com tamanho no limiar quente superior a N, mas topos frios (limiar frio) com tamanho inferior a N. Vila et al. (2008) : N = 150 pixels em imagens de 4km x 4km de resolução

Parâmetros Morfológicos: Tamanho do SC (número de pixels e área em km2) Raio efetivo: R = √área/π (raio de um círculo cuja área seja igual à área do SC) Número de CC Tamanho das cinco maiores CC encontradas no SC Fração convectiva Inclinação e excentricidade do SC Eixo de inércia

SC Pixels vazios CC

Parâmetros de localização: Radiativos: Temperaturas média e mínima do SC Temperatura média das cinco maiores CC de localização: Coordenadas do centro de gravidade Coordenadas do centro de gravidade das cinco maiores CC Data e hora (UTC).

Excentricidade Razão entre o eixo menor e o eixo maior do SC

Rastreamento Análise de imagens obtidas em diferentes horários t0, t1, t2,..., ti,... Considerando ti+1 > ti, um SC detectado em ti+1, será considerado o mesmo que o detectado em ti,nas mesmas coordenadas geográficas, se houver pelo menos 15% de sobreposição das áreas desses SC em imagens consecutivas

Classificação Sistema novo ou de Geração Espontânea (N): SC detectado em ti não foi detectado em ti-1, ou não cumpriu critério mínimo de sobreposição de área

t0

t1 Sistema novo

Classificação Continuidade (C): SC detectado em ti e em ti-1, e cumpriu critério mínimo de sobreposição de área

t0

t1

Classificação Separado (“Split” S): Em ti cumpre o critério de superposição mas em ti+1, há a presença de dois ou mais SC. O processo é considerado como sistema que se separou. Neste caso, o maior sistema em ti+1 é o considerado para analisar a continuidade do sistema da imagem ti

t0

t1

Classificação Fusão (“Merge” M): Em ti há dois SC mas em ti+1, há a presença de apenas um SC. O processo é considerado fusão

t0

t1

Taxa de expansão Te Utilizada para analisar o crescimento ou decaimento de um SC em termos de área média Ā num determinado intervalo de tempo Unidade: s-1 Variação da área de um SC entre duas imagens consecutivas Intervalo de tempo entre as duas imagens

Área do SC A(t) = α.exp(at2 + bt +c)

http://sigma.cptec.inpe.br/fortracc/

graus K m/s horas km2 106/s Valores positivos Valores negativos

Referências FORTRACC – PREVISÃO A CURTO PRAZO E EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS CONVECTIVOS - FORTRACC V1.1 – GUIA DO USUÁRIO (Macedo, Vila e Machado) Vila et al. Forecast and Tracking the Evolution of Cloud Clusters (ForTraCC) Using Satellite Infrared Imagery: Methodology and Validation. Weather and Forecasting, 23, 233-245, 2008 http://sigma.cptec.inpe.br/fortracc/pdf.php