Detecção Remota
DETECÇÃO REMOTA POR
MICROONDAS:
PRODUTOS ATMOSFÉRICOS
GERADOS POR MICROONDAS
Docente Responsável: Professora Doutora
Maria Dolores Manso Orgaz
Autor: André Filipe Baptista Fernandes (Nº 50343)
Índice
Introdução;
- Imagens de vapor de água geradas por
microondas;
- Água Precipitável Total;
- Vapor de água a diferentes altitudes;
- Comparação da representação da humidade
em imagens do GOES e de microondas;
- Água líquida nas nuvens;
- Ideias – Chave;
- Bibliografia.
-
Introdução
Os instrumentos de microondas
permitem criar produtos que representam
as componentes atmosféricas desde a
superfície do mar até ao cimo da
troposfera.
Neste trabalho, pretende-se introduzir
alguns conceitos relacionados com esses
produtos, tais como água precipitável total
e água líquida nas nuvens.
Imagens de vapor de água geradas
por microondas
. Na fig. 1, o canal de 23
GHz do AMSR-E
(Advanced Microwave
Scanning Radiometer)
permite visualizar uma
franja de vapor de água
junto à costa californiana (o
aspecto difuso da franja
mostra que não se trata de
nuvens);
. Na detecção remota por
microondas, a detecção e
medição dos fenómenos
atmosféricos é muito mais
fácil sobre o oceano do que
sobre terra firme.
Fig. 1 – Vapor de água perto
da costa do Pacífico dos EUA,
3 de Novembro de 2004
A frequência de 23
GHz usada para criar
a fig. 1 (diapositivo
anterior) encontra-se
numa região de
absorção de vapor de
água, fornecendo os
dados necessários à
criação de produtos
de vapor de água de
microondas.
Fig. 2 – Espectro de
microondas
Definição de Água Precipitável Total
A água precipitável total (TPW) é um produto gerado
por microondas que representa a profundidade de água
líquida que se acumularia se todo o vapor de água contido
num cilindro hipotético situado num determinado lugar da
Terra se condensasse.
As imagens de vapor de água produzidas no
infravermelho detectam vapor de água, principalmente,
nos níveis médios e altos da troposfera. Já as imagens de
água precipitável total mostram a humidade presente em
todos os níveis (sendo que a maior parte do vapor de água
se concentra nos níveis inferiores da troposfera).
Água Precipitável Total (exemplo):
. Conclui-se que a água
precipitável total, cujo valor se
expressa em milímetros, tem
valores elevados perto do
Equador (onde as águas
oceânicas são quentes e os
índices de evaporação
elevados) e valores baixos perto
dos pólos (onde a evaporação é
escassa);
. Os gradientes de água
precipitável total podem
mostrar a posição de frentes
atmosféricas sobre os oceanos.
Fig. 3 – Água precipitável total
no dia 10 de Agosto de 2006 –
imagem gerada por AMSU
(Advanced Microwave Sounding
Unit)
Vapor de água a diferentes altitudes
. O vapor de água representado nos
produtos de água precipitável total
concentra-se nos níveis inferiores
da troposfera e pode deslocar-se
numa direcção diferente da que a
humidade nos níveis mais
superiores de desloca;
. É possível chegar a um
prognóstico errado das condições
atmosféricas se usarmos as
imagens de vapor de água
produzidas no infravermelho para
acompanhar o seguimento das
franjas de humidade nos níveis
inferiores.
Fig. 4 – Vapor de água a
diferentes altitudes
Comparação da representação da humidade
em imagens do GOES e do microondas
. A água precipitável total
calibra-se para detectar a
humidade total (desde a parte
inferior até ao nível superior da
troposfera) e tem uma resolução
espacial de cerca de 21 a 45 km;
. Este produto, que é válido em
qualquer lugar do oceano
(excepto nos locais de nuvens de
chuva mais espessas), indica a
localização do ar mais húmido
nos níveis baixos e médios da
troposfera;
. Dependendo da quantidade de
satélites em órbita, é possível
obter uma nova série de imagens
a cada 3 – 12 horas.
Fig. 5 – Imagem em microondas obtida a
partir de um satélite em órbita polar –
Água precipitável total, 11 de Abril de 1995
Comparação da representação da humidade em
imagens do GOES e do microondas
. A fig. 6 não é muito útil;
. A imagem não mostra o vapor
de água que provoca as
inundações, porque não detecta
a humidade abaixo dos 3000
metros de altitude;
. Não representa bem o vapor de
água em qualquer nível, devido à
ocultação por parte dos cirros;
. Em geral, as imagens de vapor
de água dos satélites
geostacionários são apenas
mapas da temperatura de brilho
IR (os dados não são
apresentados em unidades de
humidade). Estão disponíveis a
cerca de cada 30 minutos e têm
uma resolução mais elevada.
Fig. 6 – Imagem do GOES
(satélite geostacionário) – Vapor
de água às 01h15 (UTC), 11 de
Abril de 1995
Definição de Água Líquida nas
Nuvens
A água líquida nas nuvens
(Cloud Liquid Water, CLW) é
semelhante à água precipitável
total. Representa a
profundidade de líquido que se
acumularia se todas as gotículas
da nuvem de uma coluna
vertical se comprimissem numa
profundidade de água líquida
equivalente. Este produto
expressa-se em milímetros e
apenas é válido sobre a água.
Fig. 7 – Imagem
representativa de água
líquida nas nuvens
Água Líquida nas Nuvens
(exemplo):
. Na fig. 8, a cor verde
representa uma quantidade
de água nas nuvens entre
baixa e moderada. Nas
regiões de convergência dos
níveis inferiores, os
movimentos ascendentes
produzem condensação,
aumentando a quantidade de
água nas nuvens (cor
vermelha);
. Este produto AMSU só é
válido até aos 0,70 mm.
Acima deste valor, a
margem de erro começa a
superar os níveis aceitáveis.
Fig. 8 – Água líquida nas nuvens no dia
10 de Agosto de 2005 - imagem gerada
por AMSU
A água precipitável total é usada em
investigações para avaliar as propriedades das
nuvens estratiformes e para calcular o potencial de
congelamento das aeronaves (a probabilidade de
algumas estruturas das aeronaves ficarem
congeladas
durante
o
voo).
Ideias - Chave
. A água precipitável total (TPW) representa o equivalente de água líquida de todo o
vapor de água presente num cilindro teórico acima da marca do satélite;
. As imagens no infravermelho de vapor de água apenas detectam a humidade nos níveis
altos;
. As imagens da água precipitável total representam a humidade nos níveis médios e
baixos da troposfera;
. O produto ‘água precipitável total’ só é válido sobre os oceanos;
. Os valores de água precipitável total são mais elevados nas latitudes baixas, onde a
quantidade de vapor de água é superior;
. Contrariamente às imagens de vapor de água dos satélites geostacionários, as imagens
de água precipitável total detectam a humidade concentrada nos níveis mais baixos da
atmosfera;
. A água líquida nas nuvens (CLW) representa a profundidade de líquido que se obteria ao
comprimir as gotas da nuvem num cilindro teórico acima da marca do satélite para se
obter o equivalente de água líquida;
. O produto ‘água líquida nas nuvens’ só é válido sobre a água;
. As nuvens são naturalmente descontínuas na atmosfera, existindo muitas regiões sem
nuvens e com valores de água líquida nas nuvens correspondentes a zero.
.
Bibliografia

Sítio da Internet
http://torre.fis.ua.pt/remote_sensing.asp -
Documento “Percepción remota por
microondas: nubes, precipitación y
vapor de agua – Sección 2: Productos
atmosféricos generados por
microondas”