Instrumentos de microondas
Instrumentos de microondas
• SSM/I e SSMIS
• AMSR-E
• AMSU e MHS
SSM/I e SSMIS
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Geração de mapas mundiais de cobertura de neve e gelo e equivalente de água de neve (graças à detecção de
ondas de 19 e 37 GHz)
Sensor de microondas (associado a estes instrumentos) é uma importante ferramenta uma vez que estas ondas
penetram as nuvens. Complementa os produtos na zona do visível e próximo do infravermelho, sobretudo em
latitudes altas onde o manto de nuvens persiste praticamente todo o Inverno.
Cobertura de neve e gelo (Microondas)
Instrumento SSM/I
Cobertura de neve e água de neve
(visível e microondas)
Satélite DMSP
Instrumento SSM/I
Produto de 24h
Produto de 1 mês
SSM/I e SSMIS são ambos instrumentos de varrimento cónico.
A resolução espacial mantém-se constante através da totalidade da franja de varrimento.
Evitam-se complicações relacionadas com a ‘pegada’ de tamanho variável, quando utilizada a estratégia de
varrimento lateral
Varrimento cónico
Varrimento lateral
O satélite DMSP faz as suas observações de madrugada e ao fim da tarde para evitar rápidas mudanças na
neve como por exemplo a fusão da neve. A emissividade da neve ‘molhada’ é muito maior, o que pode
dissimular os verdadeiros dados.
AMSR-E
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Sistema de microondas passivo
Lançado em 2002 a bordo do satélite polar
EOS Aqua
Observações de mantos de neve (mantos,
profundidade, equivalente em água) e gelo
Utiliza o sistema de varrimento cónico, cuja
resolução espacial é constante através da
franja do varrimento.
AMSU e MHS
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AMSU é um instrumento de microondas passivo
Está a bordo dos satélites polares da série NOAA e MetOp (acordo entre NOAA e EUMETSAT)
AMSU é composto por dois instrumentos, o AMSU-A e B, a bordo dos satélites da série NOAA anteriores
ao NOAA-18 e MetOp e pelo instrumento AMSU-A e a sonda de humidade por microondas (Microwave
Humidity Sounder, MHS) a bordo de satélites mais novos.
Os canais detectam frequências entre 23 e 190 GHz
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Os instrumentos AMSU e MHS geram produtos de manto de neve e equivalente de água
da neve
A série de satélites NOAA e MetOp asseguram uma cobertura global e actualizações
diárias (NOAA: madrugada e à tarde e MetOp: manhã)
AMSU Utiliza a técnica de varrimento lateral
Produto equivalente em água do NOAA-18.
Representa uma tempestade que cobriu de
neve a zona entre as Montanhas Rochosas
e as planícies centrais , a zona central do
vale do Mississipi e o vale de Ohio e a região
central da costa do Atlântico
Produto manto de neve. Cobertura global
em 12 horas
Produtos
Produtos das seguintes
instituições:
• NOAA (National Oceanic and atmospheric
administration, EUA)
• MSC (Meteorological Service of Canadá)
• NSIDC (National Snow and Ice Data
Center, EUA)
• NWS (National Weather Service, faz parte
do NOAA)
NOAA: Manto de neve combinado
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NOAA/NESDIS sintetiza informação sobre manto de neve e gelo através de microondas,
visível, infravermelho e de observações de superfície. Gera produtos diários do
Hemisfério Norte
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Também se gera um produto diário complementar de mapas de cobertura de neve e gelo que
cobre todo o globo terrestre através de observações de superfície e de teledetecção dos
satélites dos E.U. e da Europa, como por exemplo o MetOp e MSG.
NOAA: equivalente em água da
neve
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Estes produtos são úteis para observar as alterações no manto de neve e avaliar
armazenamentos de água e potenciais degelos primaveris.
Produtos manto de neve e equivalente em água derivados das observações AMSR-E durante um
período de uma semana
MSC (serviço meteorológico do Canadá): equivalente em
água de neve
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MSC gera produtos de equivalente de água da
neve através de sistemas de microondas passivos.
Produz mapas de alta resolução úteis em várias
actividades:
– Administração de recursos hídricos
– Geração de energia hidroeléctrica
– Prognóstico de inundações
– Agricultura
– Observação de secas
– Modelos de incêndios florestais
O produto também é utilizado na área da
meteorologia para prognóstico de tempestades de
neve com base na observação do aumento do
manto de neve.
NSIDC (National Snow and Ice Data
Center): imagens compostas
Imagem de microondas AMSR-E do satélite
Aqua. Produto de manto de neve e
equivalente em água da neve. Cobertura de
12 horas.
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Imagem composta. Mesmo produto e
da mesma semana da imagem ao
lado. Cobertura de 5 dias. As zonas
sem cobertura desapareceram.
Os produtos de imagens compostas são importantes para monitorizar os armazenamentos de água a uma larga
escala espacial (escala global) e temporal (escalas sazonais).
Isto tem implicações na hidrologia, administração de recursos hídricos, para o seguimento e previsão de
alterações climáticas a nível regional e global, para o prognóstico numérico do tempo a largo prazo.
Os produtos de imagens compostas são importantes para expandir os dados do mapa histórico mundial do manto
de neve que começou a realizar-se na década de 1970, uma vez que têm uma grande resolução.
NSIDC: climatografias combinadas
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Nas imagens seguintes combinaram-se dados de instrumentos de microondas com dados de
instrumentos que utilizam comprimentos de onda visíveis.
Desta forma o produto é mais realista e com uma maior resolução.
NWS: análises de neve de NOHRSC
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O centro operativo nacional de teledetecção hidrológica (NOHRSC) do serviço nacional de meteorologia dos
E.U. (NWS) assimila os dados das observações de satélites, terrestres e aéreas, assim como a saída (output)
dos modelos de PNT, num modelo de neve baseado na física para produzir produtos de cobertura de neve e
equivalente de água de neve a largas escalas temporais e espaciais.
Prestação dos instrumentos e
características dos produtos
Limitações dos produtos
Resolução espacial de varrimento cónico VS varrimento
lateral
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No caso dos instrumentos de varrimento
lateral, a resolução espacial é alterada. Nos
bordos da franja de varrimento geram-se
píxeis com dados degradados ou
desfocados.
Exs de instrumentos: AMSU e MHS
No caso dos instrumentos de varrimento
cónico a resolução permanece constante.
Exs de instrumentos: SSM/I, SSMIS, AMSRE e o futuro gerador de imagens microondas
NPOESS
Zonas de contacto entre terra firme e água
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No caso de utilização de instrumentos de baixa resolução (como por exemplo, o AMSU), os
dados da costa terrestre e os dados oceânicos podem-se misturar e gerar informação errada.
Então, existem algoritmos que apagam ou corrigem informação proveniente dos limites entre
terra e água.
Imagem onde dados foram corrigidos e outros omitidos (a
branco)
Produtos de superfície terrestre
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As ‘footprints’ dos instrumentos de microondas são relativamente largas em comparação com
as dos instrumentos de radiação visível e infravermelha.
Então é possível que quando queiramos estudar um produto, como por ex manto de neve ou
humidade do solo, a superfície abarcada pela ‘footprint’ contenha mais do que um tipo de
superfície e os dados ficam degradados e contaminados.
Ex: o produto de estudo do manto de neve e solo é contaminado pela radiação proveniente da
florestação.
Precipitação
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Em zonas onde ocorre grande quantidade de precipitação ou onde o manto de nuvens é muito denso
(normalmente mais de a,3 mm de água), a radiação de microondas emitida pela superfície é absorvida ou
dispersada.
Assim, os dados verdadeiros são alterados por influência da chuva e das nuvens.
Mais uma vez, existem algoritmos que omitem dados possivelmente alterados (a azul claro).
Vento próximo da superfície oceânica
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Ventos com velocidade superior a 20m/s agitam a superfície oceânica, fazendo com que as emissões de
microondas aumentem.
Isto contamina consideravelmente os dados correspondentes à temperatura da superfície oceânica.