Característica multimodal do fator de refletividade radar para sistema de precipitação: estudo do caso furacão Katrina

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lopes, Gerson Ernesto Varela
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
Texto Completo: http://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/1997
Resumo: Weather Radar technology have been used for monitoring weather systems since the beginning of its development as a powerful instrument to detect, observe, and study precipitating structures (Battan, 1973; Sauvageot, 1992, among others). A set of radar data gathered over various sites of the US NEXRAD (Next Generation Weather Radar) S band radar network is used to analyze the probability distribution function (pdf) of the radar reflectivity factor (Z) of precipitation, P(Z). The probability distribution of the average reflectivity factor P(Zm) allows to find the possible values (limits) of reflectivity for the system and can thus characterize it in terms of its physical structure. Hurricane Katrina (August 2005) was an extraordinarily powerful hurricane, considered one of the most devastating natural disasters of the USA, not only by property damage, but mainly for the human losses (Knabb et al., 2005). Katrina complex genesis involved the interaction of a tropical wave, mid-tropospheric remnants of Tropical Depression 10, and an upper-tropospheric trough. Three radars were chosen to study Katrina’s physical characteristics (i.e., hydrometeors, convective vs stratiform features, rainbands) according to the hurricanes displacement: KLIX New Orleans (Louisiana), KBMX Birmingham (Alabama), and KNQA Memphis (Tennessee). Using IDV (Integrated Data Viewer – UNIDATA, UCAR) to visualize Katrina structure and MATLAB® to compute histograms of the empirical cumulative density function (ecdf), preliminary results demonstrate a co-existence of stratiform and convective precipitation. Due to the existence of different rainbands, reflectivity varies between ~10 to 45 dBZ, with some convective and stratiform peaks according to the hurricane strength. In all analyzed radar persists a similar behavior, i.e., in the early hours of observation the PDF tends to bimodality with approximate values of 15 and 23-25 dBZ, and later the trend is to unimodality. This fact is due to the approximation of the convective bands - primary, secondary - and far convective elements.
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spelling Característica multimodal do fator de refletividade radar para sistema de precipitação: estudo do caso furacão KatrinaMultimodal feature of the radar reflectivity factor for precipitation system: case study of hurricane KatrinaPrecipitação atmosféricaMeteorologia por radarKatrina (Furacão)Atmospheric precipitationRadar MeteorologyKatrina (Hurricane)Refletividade radarBandas de precipitaçãoRadar reflectivityCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::METEOROLOGIAWeather Radar technology have been used for monitoring weather systems since the beginning of its development as a powerful instrument to detect, observe, and study precipitating structures (Battan, 1973; Sauvageot, 1992, among others). A set of radar data gathered over various sites of the US NEXRAD (Next Generation Weather Radar) S band radar network is used to analyze the probability distribution function (pdf) of the radar reflectivity factor (Z) of precipitation, P(Z). The probability distribution of the average reflectivity factor P(Zm) allows to find the possible values (limits) of reflectivity for the system and can thus characterize it in terms of its physical structure. Hurricane Katrina (August 2005) was an extraordinarily powerful hurricane, considered one of the most devastating natural disasters of the USA, not only by property damage, but mainly for the human losses (Knabb et al., 2005). Katrina complex genesis involved the interaction of a tropical wave, mid-tropospheric remnants of Tropical Depression 10, and an upper-tropospheric trough. Three radars were chosen to study Katrina’s physical characteristics (i.e., hydrometeors, convective vs stratiform features, rainbands) according to the hurricanes displacement: KLIX New Orleans (Louisiana), KBMX Birmingham (Alabama), and KNQA Memphis (Tennessee). Using IDV (Integrated Data Viewer – UNIDATA, UCAR) to visualize Katrina structure and MATLAB® to compute histograms of the empirical cumulative density function (ecdf), preliminary results demonstrate a co-existence of stratiform and convective precipitation. Due to the existence of different rainbands, reflectivity varies between ~10 to 45 dBZ, with some convective and stratiform peaks according to the hurricane strength. In all analyzed radar persists a similar behavior, i.e., in the early hours of observation the PDF tends to bimodality with approximate values of 15 and 23-25 dBZ, and later the trend is to unimodality. This fact is due to the approximation of the convective bands - primary, secondary - and far convective elements.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDesde o início do uso da tecnologia de radares meteorológicos, excelente instrumento para detecção, observação e estudo de estruturas precipitantes, vários autores afirmam que ele permite o monitoramento de diferentes sistemas meteorológicos (Battan, 1973; Sauvageot, 1992, entre outros). O principal objetivo desse estudo foi analisar o comportamento da função densidade de probabilidade (PDF) do fator de refletividade radar (Z) durante a transição do furacão Katrina do Golfo do México para o continente americano, onde teve impacto em diferentes estados devido à sua grande extensão e poder destrutivo. Para que essa análise fosse possível, foram adotados alguns critérios, utilização de softwares e uso de funções estatísticas. A distribuição de probabilidade do fator de refletividade radar P(Z) permite encontrar os possíveis valores (limites) de refletividade para o sistema o que possibilita sua caracterização em termos de estrutura física. O Katrina (Agosto de 2005) foi um furacão extremamente intenso, considerado um dos desastres naturais mais devastadores dos EUA, não só por danos materiais, mas principalmente pelas perdas humanas (Knabb et al., 2005). A gênese complexa do Katrina envolveu a interação de uma onda tropical, remanescentes de médios níveis da Depressão Tropical 10, e uma baixa na troposfera superior. Três radares foram escolhidos para estudar as características físicas do Katrina de acordo com o deslocamento do sistema: KLIX - Nova Orleans (Louisiana), KBMX - Birmingham (Alabama), e KNQA - Memphis (Tennessee). Usando o IDV (Integrated Data Viewer - UNIDATA, UCAR) para visualização estrutural do Katrina e o MATLAB® para calcular histogramas da função de densidade acumulada empírica (eCDF), os resultados preliminares demonstram uma coexistência de precipitação estratiforme e convectiva. Devido à existência de diferentes bandas de precipitação, a refletividade varia entre aproximadamente 10 a 45 dBZ, com alguns picos convectivos e estratiformes de acordo com a força de furacão. Em todos os radares analisados persiste um comportamento semelhante, ou seja, nas primeiras horas de observação da PDF tende a bimodalidade com valores aproximados de 15 e 23-25 dBZ, e posteriormente apresenta uma tendência unimodal. Este fato deve-se à aproximação das bandas convectivas – primária, secundária – e elementos convectivos distantes.Universidade Federal de AlagoasBrasilPrograma de Pós-Graduação em MeteorologiaUFALTenório, Ricardo Sarmentohttp://lattes.cnpq.br/7095933595895782Barbosa, Humberto Alveshttp://lattes.cnpq.br/7411854798834917Molion, Luiz Carlos Baldicerohttp://lattes.cnpq.br/5110326514774369Pujol, Olivierhttp://lattes.cnpq.br/3850806888630913Lopes, Gerson Ernesto Varela2017-09-29T17:01:08Z2017-09-292017-09-29T17:01:08Z2014-10-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfLOPES, Gerson Ernesto Varela. Característica multimodal do fator de refletividade radar para sistema de precipitação: estudo do caso furacão Katrina. 2014. 80 f. 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