Avaliação do uso do modelo WRF (Weather Research and Forecasting) na geração de perfis verticais visando à correção atmosférica no infravermelho termal

• Autor(a) principal: Diaz, Lucas Ribeiro
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/194918
• topic: Sensoriamento remoto; Modelagem atmosférica; Radiossonda

O Sensoriamento Remoto no Infravermelho Termal (Thermal Infrared – TIR) é uma ferramenta fundamental para a obtenção da temperatura e da emissividade da superfície terrestre – variáveis de grande importância em diversos estudos ambientais. Entretanto, para que os dados termais possam ser utilizados nas mais variadas aplicações, deve ser realizada a correção atmosférica dos mesmos. Essa, via de regra, necessita de perfis verticais atmosféricos, obtidos, idealmente, através do lançamento de radiossondagens locais. Contudo, o acesso à tecnologia de radiossondas é restrito, enquanto outras alternativas de perfis atmosféricos podem apresentar limitações. Nesse contexto, o presente estudo tem como objetivo analisar a viabilidade da utilização do modelo numérico atmosférico Weather Research and Forecasting (WRF) para gerar perfis verticais atmosféricos, buscando suprir a necessidade de uma radiossondagem na correção atmosférica de dados do TIR. Para tal, foram realizadas simulações no modelo ARW-WRF (Advanced Research WRF), na versão 3.9.1.1, para uma área de estudo no Litoral Norte do Rio Grande do Sul, em duas datas, com condições de tempo distintas (09/01/2018 – alta nebulosidade e 14/03/2018 – predominância de sol). Nas simulações, foram utilizados dados de reanálise do NCEP Climate Forecast System Version 2 (CFSv2) como condições iniciais e de contorno para duas grades aninhadas com resoluções horizontais de 12 km (G12) e 3 km (G03). Para avaliar o desempenho da modelagem atmosférica, os dados simulados pelo WRF foram comparados com dados de campo provenientes de radiossondagens obtidas na área de estudo. Os dados simulados foram interpolados para os níveis da radiossondagem e, então, as medidas estatísticas – coeficiente de correlação (R), viés e raiz do erro quadrático médio (RMSE), foram computadas para as variáveis meteorológicas razão de mistura (q), temperatura potencial (θ) e velocidade do vento (Vel.). Essa análise foi realizada tanto ao longo de todo o perfil atmosférico, quanto com enfoque apenas na Camada Limite Atmosférica (CLA). Os resultados apresentaram elevada correlação entre os perfis simulados e observados, com valores de R, em sua grande maioria, superiores a 0,9. Sendo a principal exceção a q, quando analisada exclusivamente na CLA, no dia 14/03/2018, onde R=0,68. No que diz respeito ao viés e ao RMSE, os menores (maiores) valores observados foram: para o viés, -0,06 K em θ (1,31 m/s na Vel.); já para o RMSE, 0,44 K (3,00 K) para θ. Dessa forma, conclui-se que existe um indicativo positivo do potencial de utilização do modelo WRF na simulação de perfis atmosféricos, visando sua aplicação na correção atmosférica de dados de sensoriamento remoto no TIR.