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

 

Autor: 
Yusvelis Marribel Barzaga Ramírez
Informações Gerais
Departamento: 
meteorologia
tipo: 
Mestrado
Data da Defesa: 
2018
Palavras-chave: 
Hidrometeoros, T-matrix, Mueller-matrix, radar, variáveis polarimé- tricas
Orientadores
Orientador: 
Carlos Augusto Morales Rodriguez

Este estudo apresentou uma metodologia para inferir hidrometeoros a partir de medidas polarimétricas de um radar meteorológico de dupla polarização bandaX. A metodologia consiste em uma abordagem teórica baseada em simulações numéricas com um modelo de espalhamento Mie (TMatrix e Mueller) e uma experimental pautada na aplicação de um algoritmo de classificação de hidrometeoros (Dolan and Rutledge [2009]). As simulações 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 (ZDR), fase diferencial especifica (KDP) e coeficiente de correlação(ρHV). Os valores de ZDR são 0.5dBZ maior para a frequência de bandaXdo que para um bandaS. A partir de Z maior que 45 dBZ KDP começa aficar maior que 0. Já ρHV começa a diminuir quando Z é maior que 25 dBZ. Não se observa variações significativas para o graupel, porém para granizo KDP é maior que 0 quando Z é maior que15 dBZ, entretanto, para água, os valores são consideravelmente menores. Os efeitos de temperatura só são notados quandoZé maior que 60 dBZ. Ao analisar o efeito da elevação, observa-se que ZDR diminui com o aumento da elevação, sendo mais sensível para Z maiores, o mesmo efeito é observado para KDP e ρHV . 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 N0 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 KDP será positivo(negativo) quando Z for maior (menor) que 35 dBZ da água, desde que Z do graupel seja menor que 10 dBZ, já ρHV tende a ficar próximo de 1 quanto mais graupel é observado. Para a mistura de granizo e água, Z da água domina do granizo quando Z é maior que 45 dBZ, KDP é maior(menor) que zero quando Z for maior (menor) que 25 dBZ desde que Z do granizo seja menor que 10 dBZ, já ZDR 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 15C com os resultados teóricos, é possível explicar a presença concomitante de água e granizo e água e graupel nestas regiões.

AnexoTamanho
d_yusvelis_m_b_ramirez_corrigida.pdf17.02 MB