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@MastersThesis{Rodrigues:2018:EsRePr,
               author = "Rodrigues, Marcos Lima",
                title = "Estimativa de refletividade para preenchimento de bloqueio de 
                         visada de radar meteorol{\'o}gico utilizando dados de descargas 
                         el{\'e}tricas atmosf{\'e}ricas",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2018",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2018-06-05",
             keywords = "Estimativa de refletividade, descargas el{\'e}tricas 
                         atmosf{\'e}ricas, bloqueio em radar meteorol{\'o}gico, 
                         minera{\c{c}}{\~a}o de dados, reflectivity estimation, 
                         atmospheric electric discharge, weather radar beam blockage, data 
                         mining.",
             abstract = "A estimativa da taxa de precipita{\c{c}}{\~a}o (R) por radar 
                         meteorol{\'o}gico {\'e} uma ferramenta essencial no 
                         monitoramento do tempo e na previs{\~a}o meteorol{\'o}gica de 
                         curt{\'{\i}}ssimo prazo. Sua obten{\c{c}}{\~a}o {\'e} 
                         realizada a partir da refletividade Z medida pelo radar, que 
                         corresponde {\`a} energia refletida pelos hidrometeoros, e 
                         adotando-se uma rela{\c{c}}{\~a}o Z-R conveniente. 
                         Particularmente, a refletividade medida pode apresentar 
                         inconsist{\^e}ncias devido ao bloqueio do feixe de micro-ondas do 
                         radar por obst{\'a}culos naturais ou artificiais. Existem 
                         atualmente t{\'e}cnicas para identifica{\c{c}}{\~a}o e 
                         corre{\c{c}}{\~a}o da refletividade nas zonas cegas devido a 
                         bloqueios, as quais s{\~a}o baseadas na interpola{\c{c}}{\~a}o 
                         de medidas de refletividade em diversas eleva{\c{c}}{\~o}es e 
                         azimutes do mesmo radar ou utilizam a sobreposi{\c{c}}{\~a}o da 
                         varredura de outros radares. Entretanto, nem sempre h{\'a} alguma 
                         sobreposi{\c{c}}{\~a}o ou o bloqueio {\'e} de grau elevado, 
                         impossibilitando a interpola{\c{c}}{\~a}o. Este trabalho 
                         prop{\~o}e m{\'e}todos alternativos para 
                         identifica{\c{c}}{\~a}o e corre{\c{c}}{\~a}o de problemas 
                         devidos a bloqueios da visada de radares. A 
                         identifica{\c{c}}{\~a}o visa explorar a assinatura que os 
                         bloqueios deixam nas imagens de refletividade acumulada, 
                         utilizando analise estat{\'{\i}}stica para 
                         identifica{\c{c}}{\~a}o de azimutes com valores m{\'{\i}}nimos 
                         de acumulados. J{\'a} o tratamento das {\'a}reas identificadas 
                         com subestimativa de refletividade {\'e} realizado com o 
                         preenchimento dessas falhas com estimativas obtidas a partir de 
                         dados de descargas el{\'e}tricas atmosf{\'e}ricas, atrav{\'e}s 
                         de um fator que correlaciona o registro de densidade de descarga a 
                         refletividade medida pelo radar em {\'a}reas n{\~a}o afetadas. 
                         Foram utilizados nesse estudo dados dos radares de Almenara(MG), 
                         Jaraguari (MT) e Santa Teresa (ES). Bem como registros de 
                         descargas atmosf{\'e}ricas feitos pelas redes BrasilDAT e RINDAT 
                         referentes aos anos de 2014 a 2016. A identifica{\c{c}}{\~a}o de 
                         bloqueios foi avaliada atrav{\'e}s da compara{\c{c}}{\~a}o com 
                         um m{\'e}todo que identifica bloqueios baseado em Modelo Digital 
                         de Eleva{\c{c}}{\~a}o (MDE), j{\'a} as estimativas de 
                         refletividade com o fator IZLR foram comparadas {\`a}s medidas 
                         realizadas pelo radar em {\'a}reas n{\~a}o afetadas. O 
                         m{\'e}todo proposto para identifica{\c{c}}{\~a}o de bloqueios 
                         apresentou desempenho superior se comparado ao m{\'e}todo com 
                         MDE, pois permitiu identificar todos os azimutes com 
                         obstru{\c{c}}{\~a}o por relevo acima de 20% al{\'e}m de 
                         identificar outras {\'a}reas nos radares de Jaraguari e Santa 
                         Teresa n{\~a}o decorrentes da intera{\c{c}}{\~a}o com o relevo. 
                         Em rela{\c{c}}{\~a}o {\`a} estimativa de 
                         refletividade/precipita{\c{c}}{\~a}o, o IZLR apresentou melhor 
                         desempenho utilizando dados de descarga da rede BrasilDAT, obtendo 
                         correla{\c{c}}{\~a}o m{\'e}dia dada pelo Matthews Correlation 
                         Coefficient (MCC) no intervalo (0,28 - 0,62), vi{\'e}s de (0,83 - 
                         0,97), RMSE (3,69 - 18,09) e coeficiente de correla{\c{c}}{\~a}o 
                         de Pearson (0,50 - 0,71) enquanto que a RINDAT apresentou MCC no 
                         intervalo (0,02 - 0,62), vi{\'e}s de (0,24 - 1,18), RMSE (4,20 - 
                         14,25) e coeficiente de correla{\c{c}}{\~a}o de Pearson (0,01 - 
                         0,62). Os campos obtidos com IZLR apresentaram boa capacidade para 
                         o preenchimento de falhas graves como a que ocorre na regi{\~a}o 
                         Noroeste do radar de Santa Teresa, embora sua acur{\'a}cia e sua 
                         distribui{\c{c}}{\~a}o espacial sejam diretamente influenciadas 
                         pela disponibilidade de registro de ocorr{\^e}ncia de descargas 
                         nas {\'a}reas afetadas e n{\~a}o afetadas do radar. ABSTRACT: 
                         The estimation of rainfall rate (R) by weather radar is an 
                         essential tool for weather monitoring and nowcasting. It is 
                         obtained from the reflectivity (Z) measured by the radar, which 
                         corresponds to the energy that is backscattered by hydrometeors, 
                         and adopting a suitable Z-R relationship. Particularly, 
                         reflectivity values may present inconsistencies due to weather 
                         radar beam blockage by natural or artificial obstacles. A number 
                         of techniques for identification and correction of reflectivity in 
                         such blind zones subjected to blockage have been proposed, which 
                         are based in the interpolation of reflectivity measures for 
                         different elevations and azimuths of the same radar or employ the 
                         superposition of scans of different radars. However, there is not 
                         such superposition or interpolation may not be possible for a 
                         larger blockage. This work proposed an alternative methodology for 
                         the identification and correction of radar beam blockage. The 
                         identification aims to explore the signature that such blockages 
                         leave in the images of accumulated reflectivity, using statistical 
                         analysis to identify azimuths with minimum accumulated values. On 
                         the other hand, the treatment of the identified areas with 
                         reflectivity underestimation is accomplished by filling these 
                         faults with estimates obtained from data of atmospheric electric 
                         discharges, through a factor that correlates the flash density 
                         with reflectivity of weather radar in unaffected areas. This study 
                         used data from the Almenara (MG), Jaraguari (MT) and Santa Teresa 
                         (ES) weather radars. As well as lightning data made by the 
                         networks BrasilDAT and RINDAT for the years 2014 to 2016. The 
                         identification of beam blockages was evaluated by comparison with 
                         a method that identifies beam blockages based on Digital Elevation 
                         Model (DEM), already the estimates of reflectivity with the IZLR 
                         factor were compared to radar measurements in non-affected areas. 
                         The proposed method for beam blockage identification presented 
                         superior performance when compared to the MDE method, since it 
                         allowed to identify all azimuths with beam blockage fraction above 
                         20% and to identify other areas in the Jaraguari and Santa Teresa 
                         radars that did not result from the interaction with the 
                         topography. In relation to the reflectivity/precipitation 
                         estimation, the IZLR presented better performance using BrasilDAT 
                         network lightning data, obtaining a mean correlation given by 
                         Matthews Correlation Coefficient (MCC) in the range (0.28 - 0.62), 
                         bias (0.83 - 0.97), RMSE (3.69 - 18.09) and Pearson correlation 
                         coefficient (0.50 - 0.71) whereas RINDAT showed MCC in the range 
                         (0.02 - 0.62), bias of (0.24 - 1.18), RMSE (4.20 - 14.25) and 
                         Pearson correlation coefficient (0.01 - 0.62). The fields obtained 
                         with IZLR showed good capacity to fill big blind areas such as 
                         that occurring in the Northwest region of the Santa Teresa weather 
                         radar, although its accuracy and spatial distribution are directly 
                         influenced by the availability of record of occurrence of 
                         discharges in the affected and not affected areas of radar.",
            committee = "Calheiros, Alan James Peixoto (presidente) and Stephany, Stephan 
                         (orientador) and Angelis, Carlos Frederico de (orientador) and 
                         Sandri, Sandra Aparecida and Lima, Wagner Flauber Ara{\'u}jo and 
                         Sakuragi, Jojhy",
         englishtitle = "Reflectivity estimation for gap-filling of weather radar beam 
                         blockage using lightning data",
             language = "pt",
                pages = "209",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34R/3R74P35",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34R/3R74P35",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "03 dez. 2020"
}


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