Validação dos produtos de vento do satélite Aeolus sobre a Amazônia Brasileira

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Yoshida, Alexandre Calzavara
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-17102024-155531/
Resumo: A Missão de Dinâmica Atmosférica ADM-Aeolus foi lançada com sucesso em agosto de 2018 pela Agência Espacial Europeia (ESA). A missão Aeolus possuía um único instrumento, o primeiro Lidar Doppler (DWL) no espaço, chamado de Atmospheric LAser Doppler INstrument (ALADIN). Aeolus orbitou a Terra em uma órbita polar síncrona ao Sol, a cerca de 320 km de altitude, com um ciclo de repetição de 7 dias, fornecendo perfis verticais de ventos na linha de visada horizontal (HLOS) em escala global. Superando as expectativas científicas, o satélite Aeolus, inicialmente projetado para uma vida útil de 3 anos, forneceu cobertura global de perfis de vento por quase cinco anos. As medições do satélite preencheram lacunas críticas nas observações de vento existentes, especialmente em regiões remotas. Neste estudo de validação de longo prazo, dados de radiossondas coletados de três estações na Amazônia brasileira (Cruzeiro do Sul, Porto Velho e Rio Branco) foram usados como referência para avaliar a precisão dos produtos de vento Rayleigh-clear e Mie-cloudy do Nível 2B (L2B). A validação estatística foi realizada, cobrindo o período de outubro de 2018 a março de 2023. Considerando todos os dados de vento colocalizados para cada estação, os coeficientes de correlação de Pearson (r) variaram de 0,67 a 0,81 para os produtos Rayleigh-clear e de 0,72 a 0,90 para os produtos Mie-cloudy, indicando uma forte correlação entre as medições dos ventos do Aeolus e das radiossondas. Os vieses observados variaram de -0,01 m/s a -0,49 m/s para Rayleigh-clear e de -0,27 m/s a -0,49 m/s para Mie-cloudy, atendendo ao requisito da missão de ter vieses em módulo abaixo de 0,7 m/s. As correlações fortes e os vieses baixos observados nas análises demonstram que a tecnologia de lidar Doppler utilizada no ALADIN forneceu medições de vento confiáveis na Amazônia brasileira.
id USP_895e7173f302f0691889df799287b32e
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-17102024-155531
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Validação dos produtos de vento do satélite Aeolus sobre a Amazônia BrasileiraValidation of Aeolus wind products over the Brazilian AmazonAeolus satelliteDoppler Wind LidarLidar Doppler de ventoMie-cloudyMie-cloudyRayleigh-clearRayleigh-clearsatélite Aeolusstatistical validationvalidação estatísticaA Missão de Dinâmica Atmosférica ADM-Aeolus foi lançada com sucesso em agosto de 2018 pela Agência Espacial Europeia (ESA). A missão Aeolus possuía um único instrumento, o primeiro Lidar Doppler (DWL) no espaço, chamado de Atmospheric LAser Doppler INstrument (ALADIN). Aeolus orbitou a Terra em uma órbita polar síncrona ao Sol, a cerca de 320 km de altitude, com um ciclo de repetição de 7 dias, fornecendo perfis verticais de ventos na linha de visada horizontal (HLOS) em escala global. Superando as expectativas científicas, o satélite Aeolus, inicialmente projetado para uma vida útil de 3 anos, forneceu cobertura global de perfis de vento por quase cinco anos. As medições do satélite preencheram lacunas críticas nas observações de vento existentes, especialmente em regiões remotas. Neste estudo de validação de longo prazo, dados de radiossondas coletados de três estações na Amazônia brasileira (Cruzeiro do Sul, Porto Velho e Rio Branco) foram usados como referência para avaliar a precisão dos produtos de vento Rayleigh-clear e Mie-cloudy do Nível 2B (L2B). A validação estatística foi realizada, cobrindo o período de outubro de 2018 a março de 2023. Considerando todos os dados de vento colocalizados para cada estação, os coeficientes de correlação de Pearson (r) variaram de 0,67 a 0,81 para os produtos Rayleigh-clear e de 0,72 a 0,90 para os produtos Mie-cloudy, indicando uma forte correlação entre as medições dos ventos do Aeolus e das radiossondas. Os vieses observados variaram de -0,01 m/s a -0,49 m/s para Rayleigh-clear e de -0,27 m/s a -0,49 m/s para Mie-cloudy, atendendo ao requisito da missão de ter vieses em módulo abaixo de 0,7 m/s. As correlações fortes e os vieses baixos observados nas análises demonstram que a tecnologia de lidar Doppler utilizada no ALADIN forneceu medições de vento confiáveis na Amazônia brasileira.The Atmospheric Dynamics Mission ADM-Aeolus was successfully launched in August 2018 by the European Space Agency (ESA). The Aeolus mission carried a single instrument, the first-ever Doppler Wind Lidar (DWL) in space, called Atmospheric LAser Doppler INstrument (ALADIN). Aeolus circled the Earth in a polar sun-synchronous orbit at about 320 km altitude with a repeat cycle of 7 days, providing vertical profiles of horizontal line-of-sight (HLOS) winds on a global scale. Exceeding scientific expectations, Aeolus, initially designed for a 3-year lifetime, provided global coverage of wind profiles for almost five years. The satellite\'s measurements filled critical gaps in existing wind observations, particularly in remote regions. In this long-term validation study, radiosonde data collected from three stations in the Brazilian Amazon (Cruzeiro do Sul, Porto Velho, and Rio Branco) were used as a reference to assess the accuracy of the Level 2B (L2B) Rayleigh-clear and Mie-cloudy wind products. Statistical validation was conducted by comparing Aeolus L2B wind products with radiosonde data covering the period from October 2018 to March 2023. Considering all collocated wind data for each station, Pearson\'s correlation coefficients (r) ranged from 0.67 to 0.81 for the Rayleigh-clear products and from 0.72 to 0.90 for the Mie-cloudy products, indicating a strong correlation between Aeolus and radiosonde winds. The observed biases varied from -0.01 m/s to -0.49 m/s for Rayleigh-clear and from -0.27 m/s to -0.49 m/s for Mie-cloudy, meeting the mission\'s requirement of having biases in magnitude below 0.7 m/s. The strong correlations and low biases observed in the analyses demonstrate that ALADIN doppler wind lidar technology effectively provided reliable wind measurements in the Brazilian Amazon.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPLandulfo, EduardoYoshida, Alexandre Calzavara2024-08-20info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-17102024-155531/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-11-01T13:15:02Zoai:teses.usp.br:tde-17102024-155531Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-11-01T13:15:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Validação dos produtos de vento do satélite Aeolus sobre a Amazônia Brasileira
Validation of Aeolus wind products over the Brazilian Amazon
title Validação dos produtos de vento do satélite Aeolus sobre a Amazônia Brasileira
spellingShingle Validação dos produtos de vento do satélite Aeolus sobre a Amazônia Brasileira
Yoshida, Alexandre Calzavara
Aeolus satellite
Doppler Wind Lidar
Lidar Doppler de vento
Mie-cloudy
Mie-cloudy
Rayleigh-clear
Rayleigh-clear
satélite Aeolus
statistical validation
validação estatística
title_short Validação dos produtos de vento do satélite Aeolus sobre a Amazônia Brasileira
title_full Validação dos produtos de vento do satélite Aeolus sobre a Amazônia Brasileira
title_fullStr Validação dos produtos de vento do satélite Aeolus sobre a Amazônia Brasileira
title_full_unstemmed Validação dos produtos de vento do satélite Aeolus sobre a Amazônia Brasileira
title_sort Validação dos produtos de vento do satélite Aeolus sobre a Amazônia Brasileira
author Yoshida, Alexandre Calzavara
author_facet Yoshida, Alexandre Calzavara
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Landulfo, Eduardo
dc.contributor.author.fl_str_mv Yoshida, Alexandre Calzavara
dc.subject.por.fl_str_mv Aeolus satellite
Doppler Wind Lidar
Lidar Doppler de vento
Mie-cloudy
Mie-cloudy
Rayleigh-clear
Rayleigh-clear
satélite Aeolus
statistical validation
validação estatística
topic Aeolus satellite
Doppler Wind Lidar
Lidar Doppler de vento
Mie-cloudy
Mie-cloudy
Rayleigh-clear
Rayleigh-clear
satélite Aeolus
statistical validation
validação estatística
description A Missão de Dinâmica Atmosférica ADM-Aeolus foi lançada com sucesso em agosto de 2018 pela Agência Espacial Europeia (ESA). A missão Aeolus possuía um único instrumento, o primeiro Lidar Doppler (DWL) no espaço, chamado de Atmospheric LAser Doppler INstrument (ALADIN). Aeolus orbitou a Terra em uma órbita polar síncrona ao Sol, a cerca de 320 km de altitude, com um ciclo de repetição de 7 dias, fornecendo perfis verticais de ventos na linha de visada horizontal (HLOS) em escala global. Superando as expectativas científicas, o satélite Aeolus, inicialmente projetado para uma vida útil de 3 anos, forneceu cobertura global de perfis de vento por quase cinco anos. As medições do satélite preencheram lacunas críticas nas observações de vento existentes, especialmente em regiões remotas. Neste estudo de validação de longo prazo, dados de radiossondas coletados de três estações na Amazônia brasileira (Cruzeiro do Sul, Porto Velho e Rio Branco) foram usados como referência para avaliar a precisão dos produtos de vento Rayleigh-clear e Mie-cloudy do Nível 2B (L2B). A validação estatística foi realizada, cobrindo o período de outubro de 2018 a março de 2023. Considerando todos os dados de vento colocalizados para cada estação, os coeficientes de correlação de Pearson (r) variaram de 0,67 a 0,81 para os produtos Rayleigh-clear e de 0,72 a 0,90 para os produtos Mie-cloudy, indicando uma forte correlação entre as medições dos ventos do Aeolus e das radiossondas. Os vieses observados variaram de -0,01 m/s a -0,49 m/s para Rayleigh-clear e de -0,27 m/s a -0,49 m/s para Mie-cloudy, atendendo ao requisito da missão de ter vieses em módulo abaixo de 0,7 m/s. As correlações fortes e os vieses baixos observados nas análises demonstram que a tecnologia de lidar Doppler utilizada no ALADIN forneceu medições de vento confiáveis na Amazônia brasileira.
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 2024-08-20
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-17102024-155531/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-17102024-155531/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815256515523641344