M??todos para obten????o da altura da camada limite planet??ria a partir de dados de Lidar

• Autor(a) principal: MOREIRA, GREGORI de A.
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10564
• topic: planetary atmospheres; boundary layers; variational methods; measuring methods; bulk density; signals; image processing; data analysis; oscillator strengths; forecasting; delphi method; turbulence; mathematical models; computer calculations

Esta disserta????o aborda um estudo sobre algoritmos matem??ticos (M??todo da Vari??ncia, M??todo das Imagens, M??todo do Gradiente (MG), WCT - Wavelet Covariance Transform), os quais possibilitam a obten????o da altura m??xima da Camada Limite Planet??ria (CLP) a partir de dados fornecidos por um sistema lidar. Em um primeiro momento ser?? descrita a CLP e as suas principais vari??veis, assim como tamb??m os m??todos juntamente com os seus pontos positivos e negativos. Em seguida ser??o abordadas duas situa????es de medida: a primeira consiste em um estudo de casos realizado na cidade de Vit??ria-ES, para o qual foram escolhidas tr??s situa????es t??picas (calmaria, presen??a de subcamadas de aeross??is e/ou camadas de nuvens e turbul??ncia) em que os m??todos foram: testados, comparados entre si, com a an??lise visual do perfil e o BRN (Bulk Richardsons Number); a segunda situa????o aborda uma medida feita na cidade de S??o Paulo-SP durante um per??odo de 12 horas cont??nuas, sendo o grande diferencial deste experimento, o lan??amento de radiossondas dentro de intervalos de 3 horas, isso aliado a utiliza????o de modelagem WRF (Weather Research Forecasting) permitiu uma maior compara????o e valida????o dos dados. A partir dos estudos de casos foi poss??vel observar que com o aumento da complexidade do perfil apresentado pela atmosfera, h?? um decr??scimo na qualidade dos resultados apresentados pelos m??todos e um aumento no tempo de processamento, j?? que h?? necessidade de um maior refinamento nos par??metros que ser??o utilizados. Nas situa????es de \"calmaria\"o perfil da atmosfera se mostra mais simplificado, o que facilita a escolha de qual m??todo utilizar, sendo que com exce????o da Vari??ncia, todos os outros m??todos forneceram resultados satisfat??rios. Para o caso de \"presen??a de subcamadas de aeross??is e/ou nuvens\"a qualidade dos resultados apresentados pelos m??todos decai sendo exce????o da Vari??nci, uma vez que esta passa a apresentar resultados mais pr??ximos do esperado devido ao aumento na complexidade do sinal lidar. Na situa????o caracterizada como \"turbul??ncia\", todos os m??todos passam a apresentar maiores dificuldades para detectar corretamente a CLP, sendo que o WCT se mostra o mais robusto, por??m exige uma complexa escolha de par??metros, demandando um alto tempo de processamento. Na medida de 12 horas cont??nuas todos os m??todos conseguem representar satisfatoriamente a ascens??o e o decaimento da CLP, ficando as maiores diverg??ncias para o meio do dia, principalmente quando h?? dispers??o dos aeross??is gerando atenua????o no sinal, com isso os m??todos mais sens??veis (MG e M??todo das Imagens) passam a apresentar v??rias oscila????es, dificultando a detec????o do topo da CLP. As an??lises realizadas permitiram observar as vantagens e desvantagens de cada m??todo, assim como descobrir qual possui o uso mais indicado para cada cen??rio meteorol??gico, sendo o algoritmo WCT o mais robusto em todas as situa????es apresentadas.