Uso de multi-canais do GOES-16 para previsão imediata de densidade de descargas elétricas

Autor: Joao Henry Huamán Chinchay
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2018
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPEInstituto Nacional de Pesquisas EspaciaisINPE.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: Este trabalho emprega os multi-canais do satélite GOES-16 para a previsão imediata de densidades de descargas elétricas. Para isto se utilizaram imagens do Advanced Baseline Imager (ABI) e as coordenadas dos flashes registrados pelo Geostationary Lightning Mapper (GLM). A área de estudo se localiza na região norte do Brasil, sobre a cidade do Manaus. A metodologia empregada consistiu em identificar as respostas radiativas que apresentam as nuvens de tempestades com respeito aos atributos físicos: tamanho das partículas, intensidade do fluxo ascendente, profundidade da nuvem e glaciação no seu topo; mediante campos de interesse (singulares bandas e suas diferenças), e relaciona-los com sete categorias de densidade de flash, acumulados entre 0-5, 5-10 e 10-15 minutos posteriores ao horário das imagens do ABI. Desta relação se elaboraram histogramas de frequência relativa, que permitiu identificar aos campos de interesse que apresentam a maior sensibilidade com respeito ao incremento dos flashes. Por meio das frequências relativas acumuladas e da curva com a máxima derivada foi possível determinar os campos de interesse (associado a cada atributo físico) e seus limiares, os quais foram empregados como preditores da densidade de descargas elétricas. A partir destes preditores, foram elaborados sete modelos de previsão para o período diurno, noturno e para as 24 horas do dia. As avaliações das previsões dos preditores e dos modelos mostraram que no intervalo de tempo de 5-10 minutos se observam os menores valores de false alarme (FAR) e a maior probabilidade de detecção (POD). Tomando como critério baixos valores de FAR e altos valores de POD, determinou-se que a banda de 10.35 μm é o melhor preditor. No caso dos modelos, o modelo-05, formado pelas bandas 10.35 μm e 3.9 μm - 10.35 μm, foi o que apresentou o melhor resultado para o período noturno, enquanto que para os outros dois períodos do dia, o modelo-07, formado pela banda de 10.35 μm e tendência temporal em 30 minutos, foi o melhor.
This study employs the GOES-16 satellite multi-channel for the immediate prediction of electric discharge densities. For this we used images from the Advanced Baseline Imager (ABI) and the coordinates of the flashes recorded by the Geostationary Lightning Mapper (GLM). The study area is located in the northern region of Brazil, in the city of Manaus. The methodology used consisted in identifying the radiative responses of storm clouds with respect to physical attributes: particle size, updraft strength, cloud depth and cloud-top glaciation; using interest fields (singular bands and their differences), and relates them to seven categories of flash density, accumulated between 0-5, 5-10 and 10-15 minutes after the time of ABI images. Relative frequency histograms were elaborated from this relation, which allowed to identify to the interest fields that present the greater sensitivity with regard to the increase of the flashes. By means of the relative accumulated -frequencies and the maximum derivative curve it was possible to determine the interest fields (associated with each physical attribute) and their thresholds, which were used as predictors of the flash density. From these predictors, seven prediction models were developed for the daytime and night periods and 24 hour of the day. Predictor and model predictor evaluations showed that the lowest false alarms (FAR) and the highest probability of detection (POD) were observed in the 5-10 minute interval. Based on low FAR values and high POD values, the 10.35 μm band was determined to be the best predictor. In the case of the models, the model-05, formed by the bands 10.35 μm and 3.9 μm - 10.35 μm, was the best for the night period, whereas for the other periods of the day, the model-07, formed by the 10.35 μm band and its temporary trend of 30 minutes, was the best.
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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