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@MastersThesis{Macedo:2014:SiNuIm,
               author = "Macedo, Carina Regina de",
                title = "Simula{\c{c}}{\~a}o num{\'e}rica de imageamento em micro-ondas 
                         SAR da regi{\~a}o frontal de superf{\'{\i}}cie da corrente do 
                         Brasil",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2014",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2014-04-28",
             keywords = "radar de abertura sint{\'e}tica, corrente do Brasil, 
                         simula{\c{c}}{\~a}o de imagens, modelo M4S, synthetic aperture 
                         radar, Brazil current, simulation images, model M4S.",
             abstract = "Trabalhos anteriores mostram que as imagens de Radar de Abertura 
                         Sint{\'e}tica (SAR) podem ser utilizadas, adicionalmente {\`a}s 
                         imagens termais, na localiza{\c{c}}{\~a}o da frente da Corrente 
                         do Brasil (CB), apresentando vantagens quando na presen{\c{c}}a 
                         de nuvens. Entretanto, em algumas imagens SAR nenhum sinal dessa 
                         frente {\'e} visualizado. Neste trabalho os mecanismos que 
                         permitem a visualiza{\c{c}}{\~a}o da frente t{\'e}rmica da CB 
                         em imagens SAR foram estudados, em busca de uma melhor 
                         compreens{\~a}o dos papeis dos par{\^a}metros ambientais 
                         (modula{\c{c}}{\~a}o hidrodin{\^a}mica e instabilidade 
                         atmosf{\'e}rica), do sistema sensor (polariza{\c{c}}{\~a}o e 
                         frequ{\^e}ncia) e do imageamento (dire{\c{c}}{\~a}o do vento em 
                         rela{\c{c}}{\~a}o ao feixe do radar e {\^a}ngulo de 
                         incid{\^e}ncia) sobre a modula{\c{c}}{\~a}o do sigma zero nessa 
                         regi{\~a}o frontal. Foram realizadas simula{\c{c}}{\~o}es 
                         num{\'e}ricas utilizando o modelo M4S (Romeiser et al., 1997; 
                         Romeiser e Alpers, 1997), capaz de simular o imageamento em 
                         micro-ondas SAR da superf{\'{\i}}cie do oceano. Foram 
                         selecionadas quatro imagens SAR da costa SE do Brasil, nas 
                         polariza{\c{c}}{\~o}es vertical (ASAR/ENVISAT) e horizontal 
                         (RADARSAT-1), retratando a frente de superf{\'{\i}}cie da CB. A 
                         simula{\c{c}}{\~a}o das condi{\c{c}}{\~o}es m{\'e}dias de 
                         cisalhamento e diverg{\^e}ncia presentes na regi{\~a}o frontal 
                         da CB se baseou em dados \emph{in situ} de correntes 
                         superficiais, obtidas por corrent{\'o}grafos do tipo 
                         \emph{Acoustic Doppler Current Profilers}, bem como em resultados 
                         de um modelo num{\'e}rico representando as condi{\c{c}}{\~o}es 
                         hidrodin{\^a}micas na regi{\~a}o. Os campos de ventos utilizados 
                         no modelo foram simulados a partir de dados coletados pelo 
                         escater{\^o}metro QuikScat nas datas de imageamento das imagens 
                         SAR. Observou-se boa concord{\^a}ncia entre os resultados 
                         simulados e as imagens SAR, para valores de diverg{\^e}ncia da 
                         ordem de \$10^{-4}\$ \$s^{-1}\$, assumindo uma 
                         diminui{\c{c}}{\~a}o da taxa de relaxa{\c{c}}{\~a}o, indicando 
                         que, para algumas situa{\c{c}}{\~o}es particulares, o aumento da 
                         diverg{\^e}ncia e do cisalhamento na regi{\~a}o frontal da CB 
                         possibilitaria a visualiza{\c{c}}{\~a}o da frente t{\'e}rmica. 
                         Comparando simula{\c{c}}{\~o}es feitas em banda C e banda L, 
                         pode-se concluir que: a) as maiores modula{\c{c}}{\~o}es do 
                         sigma zero da regi{\~a}o frontal foram encontradas para a banda 
                         C, considerando polariza{\c{c}}{\~o}es cruzadas e uma 
                         dire{\c{c}}{\~a}o de imageamento \emph{downwind}, assumindo-se 
                         o efeito conjunto da modula{\c{c}}{\~a}o hidrodin{\^a}mica e 
                         por instabilidade na Camada Limite Atmosf{\'e}rica; e b) quando 
                         apenas a modula{\c{c}}{\~a}o hidrodin{\^a}mica foi levada em 
                         considera{\c{c}}{\~a}o, as maiores modula{\c{c}}{\~o}es do 
                         sigma foram encontradas para a banda L, polariza{\c{c}}{\~a}o 
                         horizontal e dire{\c{c}}{\~a}o de imageamento \emph{upwind}. 
                         Tamb{\'e}m se pode notar que o modelo M4S n{\~a}o foi eficiente 
                         na simula{\c{c}}{\~a}o de imagens para altos {\^a}ngulos de 
                         incid{\^e}ncia. ABSTRACT: ABSTRACT Earlier publications have 
                         shown that Synthetic Aperture Radar (SAR) Images used in 
                         combination with thermal imaging may yield a proper location of 
                         the Brazil Current (BC) front, allowing studies under high 
                         cloudiness conditions. Nonetheless, some SAR images show no 
                         surface signature of the BC front. In this work, the mechanisms 
                         influencing the thermal front signature in SAR images were 
                         studied, in order to understand the relative roles of 
                         environmental (Hydrodynamic modulation and atmospheric 
                         instabilities), sensor (polarization and frequency) and imaging 
                         (wind direction in relation to radars incidence angle) parameters 
                         over the modulation of the Normalized Radar Cross Section (NRCS) 
                         signatures at the BC front. Simulations were conducted with the 
                         M4S (Romeiser et al., 1997; Romeiser and Alpers, 1997), a 
                         numerical model that simulates microwave SAR imaging at the ocean 
                         surface. Four SAR images of the Brazilian Southeastern Coast 
                         depicting the BC thermal front were selected including VV 
                         polarization ASAR/ENVISAT and HH polarization RADARSAT-1 images. 
                         Conditions of current shear and divergence were reproduced for the 
                         imaged fronts, using in situ current velocities obtained from both 
                         Acoustic Doppler Current Profilers (ADCP) and a hydrodynamic ocean 
                         numerical model. Wind velocity fields were simulated based on 
                         QuickScat data for each imaging date. Results showed a good 
                         agreement between the simulated responses and SAR image responses, 
                         under divergence values of the order of \$10^{-4}\$ 
                         \$s^{-1}\$, along with a decrease in the relaxation rate, which 
                         indicates that, for some specific cases, local increases in shear 
                         and divergence may allow the detection of the BC thermal front. A 
                         comparison between C and L band simulations shows that: a) the 
                         highest NRCS modulations at the front were reproduced at the C 
                         band, considering a cross-polarization and a downwind imaging 
                         angle, and assuming the effects of both hydrodynamic and 
                         atmospheric modulations; b) when considering the hydrodynamic 
                         modulation alone, the highest NRCS modulations were reproduced for 
                         L band, assuming HH polarization and an upwind imaging angle. 
                         Results also show that the M4S simulation accuracies can be 
                         degraded for high incidence angles.",
            committee = "Kampel, Milton (presidente) and Lorenzzetti, Jo{\~a}o Antonio 
                         (orientador) and Gherardi, Douglas Francisco Marcolino and 
                         Lentini, Carlos Alessandre Domingos and Bentz, Cristina Maria",
         englishtitle = "Numerical simulations of SAR microwave imaging at the Brazil 
                         current surface front",
             language = "pt",
                pages = "161",
                  ibi = "8JMKD3MGP5W34M/3G5UHAP",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP5W34M/3G5UHAP",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "27 nov. 2020"
}


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