Pré-projeto de Mestrado para o Programa de Pós-Graduação em
Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental
1. Título
Estudo de Estimativas de Precipitação por Radar Doppler e Satélite Meteorológicos
2. Introdução
A precipitação é uma variável meteorológica fundamental para o planejamento e
gerenciamento de recursos hídricos para a agricultura e meio ambiente. Modelos para
estimativa do balanço hídrico e modelos hidrológicos são calibrados com dados históricos
de precipitação de pluviômetros distribuídos pelas áreas de interesse. A introdução de
medições por sensores remotos como radar e satélite integrados com medições por
pluviômetros permitem aprimorar a estimativa de precipitação tanto em sua amplitude
quanto na fase. Para diferentes eventos meteorológicos de precipitação é importante a
integração de dados de pluviômetros, radar e satélite para melhor detectar a estrutura
espacial e temporal da ocorrência de chuva. A precipitação provocada por nuvens isoladas
pode não ser detectada por pluviômetros ou mesmo satélite, enquanto que a intensidade
normalmente é melhor estimada por pluviômetros (Calvetti et al., 2003).
Desta forma, a integração das estimativas de precipitação por radar e satélite com
pluviômetros das redes do Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul, proporcionará a
melhor identificação disponível da ocorrência da precipitação com alta resolução temporal e
espacial, beneficiando atividades e aplicações em todas as regiões do Sul do Brasil.
3. Justificariva
A espacialização da chuva tem sido motivo de limitação e mesmo de discussão devido à
baixa representatividade espacial dos pluviômetros das áreas de interesse devido a própria
característica deste sistema de medição, ou seja, medição pontual. A introdução de medições
por sensores remotos como radar e satélite integrados com medições por pluviômetros
permitem aprimorar a estimativa de precipitação tanto em sua amplitude quanto na fase.
4. Objetivo geral
Estudar e analisar métodos de estimativas de precipitação por radar e satélite
5. Objetivos específicos
- Estudar as técnicas de estimativas de precipitação
- Realizar testes de estimativas de precipitação por meio de imagens de radar meteorológico
do Paraná (SIMEPAR) e imagens de satélite no canal infravermelho (GOES 12)
- Calcular estatísticas de avaliação para validação de técnicas
- Estudar o impacto das estatísticas na modelagem hidrológica
6. Metodologia
A estimativa por radar será realizada por meio de imagens de refletividade do radar do
SIMEPAR utilizando-se a relação ZR de Marshal-Palmer (ou a mais adequada para a região)
e um sistema de acumulação horária de precipitação. Os dados são obtidos com resolução
espacial de 1km2 X 1km2 e temporal de 5 minutos para o alcance de 200km e 480 km a cada
10 minutos. Para realizar a acumulação serão minimizados os efeitos de advecção dos
sistemas meteorológicos, ou seja, serão realizadas interpolações entre os campos de
precipitação para identificar a velocidade de propagação das células de precipitação e
corrigir o campo acumulado de precipitação. A técnica de estimativa de precipitação por
satélite utilizada neste projeto será a Convective-Stratiform Technique (CST), desenvolvida
em1988 e recalibrada com dados obtidos durante o programa LBA/TRMM com sensores
TMI (Microwave Imager) e dados do radar TOGA (Negri e Adler, 1988). Esta consiste na
identificação de sistemas convectivos e estratiformes numa área determinada de cobertura
do satélite, e utilizar diferentes parametrizações na conversão da temperatura de brilho em
precipitação. Primeiramente, uma análise de valores mínimos de temperatura de brilho em
imagens no canal infravermelho (~11µm) e do satélite GOES-12 é feita para detectar nuvens
convectivas. Neste procedimento inclui-se a filtragem das finas camadas de nuvens cirrus
(nuvens altas e rasas em forma de filamentos) não precipitantes. As nuvens estratiformes são
identificadas baseando-se nos modos de temperatura de cada sistema de nuvens, logo após a
detecção das nuvens convectivas. Desta forma, podem-se obter estimativas de precipitação
para uma grande área de cobertura do satélite GOES-12 com razoável resolução espacial (4
x 4 km2) e temporal (a cada 30 min).
7. Resultados esperados
- Campos de estimativas de precipitação para sub-bacias hidrológicas no Paraná
- Análise estatística de destreza das estimativas de precipitação
- Comparação com dados de precipitação da rede de pluviômetros da rede do Paraná
- Estudo de impactos na modelagem hidrológica, incluindo determinação de erros
sistemáticos se houverem.
8. Cronograma (não esquecer de incluir a etapa das disciplinas)
Etapas
Disciplinas
x x x x x
Revisão
x x x x x
bibliográfica
Análise
das
x x
técnicas
de
estimativas
de
precipitação
Desenvolvimento
e
análise
de
estimativas
de
chuva
Avaliação
e
validação
dos
resultados
com
dados da rede de
pluviômetros
Dissertação
Ano 1
x x x x x
x x x x x x x
Ano 2
x x x x x x x
x x x x x x x x x x x
x x x x x x x
x x x x x x x x x x x
9. Orçamento
R$ 1500,00 / mês durante o período de no máximo 24 meses.
10. Referências bibliográficas
Adler, Robert F., Andrew J. Negri, 1988: A Satellite Infrared Technique to Estimate Tropical
Convective and Stratiform Rainfall. Journal of Applied Meteorology: Vol. 27, No. 1, pp. 30–51.
Beneti, Cesar, Calvetti, Leonardo, Pereira Filho, Augusto J., 2002: Estimativa da Precipitação por
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Calvetti, Leonardo; Beneti, Cesar e Pereira Filho, Augusto.J., 2003: Características das estimativas
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verão e chuva provocada por frente fria. XV Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos,
Curitiba-PR. Anais em CD ROM
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