Establishing innovative way for quantifying of precipitation for the region convered by weather radar of Maceió

Autor: Ihadua, Isidro Metódio Tuleni Johanes
Přispěvatelé: Tenório, Ricardo Sarmento, Amorim, Ricardo Ferreira Carlos de, Pontes, Edel Guilherme Silva
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
instacron:UFAL
Popis: The main objective of this study is to contribute for the stablishment of new criteria to quantify the precipitation for the área covered by the meteorological radar of Maceió, Alagoas. Radar, disdrometer and pluviometer data were used to calculate the drop diameter distribution and radar images were converted into pluviometric data with the purpose of obtaining the Z-R, KDP and ZDR-R relations necessary to classify the nature of the hydrometeors and quantify the precipitation. During the elaboration of this study, it was neither possible to obtain the KDP-R relation nor to calibrate the accumulated 24 hour rain rate in order to verify the efficiency of the estimative due to the occurrence of a strong El Nino (in 2015). Generally, El Nino events causes a decrease in the precipitation of the Northeaster’s rainy season and, rain rates greater than 30 mm/hr or sequences of data to obtain the 24 hr totals (to check the efficiency of the calibration) were not available. However, this drawback did not fade the importance of the study because it was possible to obtain the polarimetric estimates ZDR (ZDR-R relation) and the precipitation at every 10 minutes. The outcomes resulting from the polarimetric ZDR relation and calibration with instantaneous rates are of expressive scientific relevance. The classification of the hydrometeors (using the disdrometer data) characterized the water droplet microphysics yielding consistent results when compared to the observed ZDR-R relation of the instantaneous rain rates. The DSGs changed from 0,187 to 2,375 for rain rates greater than 6 mm/hr with the largest drop concentration frequencies within the class 0,427 (diamters in mm) with 34.224 drops. There was also variability in the classes 1,187 - 2,124mm, with a total of 1.949 drops. For rain rates greater than 2 mm/hr and smaller than 6mm/hr, drops with diameters greater than 1mm were detected, totaling 126 drops with diameters within the 0,187 - 1,375 mm interval; the largest drop concentration frequency occurred in the diameter class of 0,427 mm, with 79.785 drops. For rain rates less than 2mm/hr, the DSGs changed from 0,187 to 0,937 with the largest drop concentration frequency occurred in the diameter class of 0,312 mm, with 83.812 drops. There was only concentration of 13 drops in the diameter class of 0,937mm. The hydrometeors were from hot clouds associated with meso-scale systems (for example, sea/land breezes). The polarimetric ZDR-R relations appearing in the correlations showed less dispersion than the traditional Z-R relations, which presume good estimates in the rain iv quantification. Although the radar have overestimated the instantaneous rain rates during most of the period of the study maximum of 10,23 and minimum of 0,14), the polarimetric ZDR-R relations yielded good agreement between the estimated and observed instantaneous rates for the entire period, with RMSE of 1.00. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O presente trabalho tem o objetivo principal de contribuir para estabelecer critérios inovadores para a quantificação da precipitação para a região coberta pelo radar meteorológico de Maceió. Para o efeito foi utilizado dados de radar meteorológico, do disdrômetro e dos pluviômetros para o cálculo da distribuição de tamanho de gotas e converteu-se as imagens de radar em dados pluviométricos objetivando o estudo e levantamento de relações Z-R, KDP-R e ZDR-R para classificar a natureza de hidrometeoros e a quantificação da precipitação na área de cobertura do radar meteorológico. Durante a decorrência do trabalho não foi possível fazer o levantamento da relação KDP-R nem fazer a calibração com acumulado da taxa de chuva de 24 horas para a verificação da eficácia da estimativa por causa da ocorrência do episódio do El Niño forte (ano de 2015) que, na maioria da vezes, influiu no declínio da chuva na estação chuvosa no Nordeste brasileiro, por consequência da diminuição drástica de precipitação pesou na consistência e suficiência dos dados de radar, consequentemente não houve taxa de chuva superior a 30 mm.h-1 nem se quer sequência de dados para fazer o acumulado de 24 horas para a verificação da eficácia da calibração. No entanto, não desprestigiou a finalização do trabalho que optou-se por se fazer somente, a estimativa polarimétrica ZDR (relação ZDR-R) com dados instantanéos a cada 10 minutos. Os resultados obtidos com a estimativa polarimétrica ZDR e calibração com taxas instantâneas de chuva, foram de expressiva relevância científica. A classificação dos hidrometeoros (com os dados do disdrômetro) caracterizou a microfísica das gotas que apresentou resultados condizentes com o que se observou nas relações polarimétricas ZDR-R das taxas estantanéas de chuva. Para taxa de chuva superior a 6 mm.h-1, a DTGs variou de 0,187 - 2,375 mm, a maior frequência de concentração das gotas foi na classe 0,427 (diâmetro em mm) com 34.224 gotas. Houve também variabilidade nas classes 1,187 - 2,125 mm, com total de 1.949 gotas. Já a taxa de chuva superior a 2 mm.h-1 e taxa de chuva inferior a 6 mm.h-1 conferiu-se gotas com diâmetros superior a 1 mm, totalizando 126 gotas, que variou de 0,187 - 1,375 mm de diâmetro, a maior frequência de concentração das gotas ocorreu na classe de 0,427 mm de diâmetro com 79.785 gotas. Para taxa de chuva inferior a 2 mm.h-1 a DTGs variou de 0,187 - 0,937 mm, com maior frequência de concentração de gotas na classe ii de 0,312 de diâmetro com 83.812 gotas, houve somente concentração de 13 gotas na classe 0,937 mm de diâmetro. Os hidrometeoros foram provenientes do tipo de nuvens quentes de origem de sistemas de mesoscalas (por exemplo, brisas marinha/terrestre). As relações polarimétricas ZDR-R na correlação apresentaram pouca dispersão do que as relações tradicionais Z-R que pressupõe boa estimativa na quantificação de chuva. Na calibração da taxa instantânea de chuva dos dados do radar e dados dos pluviômetros, apesar de que o radar ter superestimado a taxa instantânea em quase todo periódo com viés máximo de 10,23 e mínimo de -0,14, a polarimétria ZDR (relação ZDR-R) estimou com expressão a taxa instantânea, houve comportamento padrão entre as taxas instantâneas estimadas e as taxas instantâneas observadas dos pluviômetros em todo periódo, com RMS de 1,00.
Databáze: OpenAIRE
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