@MastersThesis{Baños:2017:AsPeRá,
author = "Baños, Ivette Hern{\'a}ndez",
title = "Assimila{\c{c}}{\~a}o de perfis de r{\'a}dio
oculta{\c{c}}{\~a}o GPS no modelo global de PNT do CPTEC",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2017",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2017-02-20",
keywords = "r{\'a}dio oculta{\c{c}}{\~a}o GPS, {\^a}ngulo de curvatura,
assimila{\c{c}}{\~a}o de dados, previs{\~a}o num{\'e}rica de
tempo, sat{\'e}lite MetOp-B. GPS radio occultation, bending
angle, data assimilation, numerical weather forecasting, MetOp-B
satellite.",
abstract = "A t{\'e}cnica baseada na r{\'a}dio oculta{\c{c}}{\~a}o dos
sinais do sistema global americano de navega{\c{c}}{\~a}o por
sat{\'e}lites (GPS, acr{\^o}nimo do ingl{\^e}s Global
Positioning System), permite obten{\c{c}}{\~a}o de
informa{\c{c}}{\~o}es valiosas sobre o estado da atmosfera
atrav{\'e}s de perfis verticais obtidos em diferentes
n{\'{\i}}veis de processamento. Estudos sobre o impacto da
assimila{\c{c}}{\~a}o desses perfis em modelos de Previs{\~a}o
Num{\'e}rica de Tempo (PNT) tem demonstrado a
contribui{\c{c}}{\~a}o dos mesmos na melhoria das
condi{\c{c}}{\~o}es iniciais e, consequentemente, nas
previs{\~o}es geradas. Entre os tr{\^e}s n{\'{\i}}veis de
processamento dos dados de r{\'a}dio oculta{\c{c}}{\~a}o GPS
dispon{\'{\i}}veis atualmente para a assimila{\c{c}}{\~a}o, o
CPTEC j{\'a} tem explorado relativamente bem os perfis
recuperados de temperatura, umidade e de refratividade, mas ainda
n{\~a}o foram assimilados nesse centro os perfis do {\^a}ngulo
de curvatura, e diversas quest{\~o}es ainda est{\~a}o em aberto
sobre o potencial desses dados a ser explorado para a melhoria da
qualidade dos produtos da PNT desse centro. Al{\'e}m disso, a
amplia{\c{c}}{\~a}o no n{\'u}mero de sat{\'e}lites LEO
dedicados para a r{\'a}dio oculta{\c{c}}{\~a}o {\'e}
frequente, em especial nos pr{\'o}ximos anos com os recursos da
iniciativa privada no setor de meteorologia por sat{\'e}lite.
Assim, um outro ponto relevante {\'e} avaliar o impacto de novos
sat{\'e}lites de r{\'a}dio oculta{\c{c}}{\~a}o na
assimila{\c{c}}{\~a}o operacional de dados praticada no centro.
Esse {\'e} o caso do sat{\'e}lite MetOp-B o qual constitui o
principal sat{\'e}lite meteorol{\'o}gico operacional em
{\'o}rbita polar da Europa. Assim sendo o objetivo principal da
presente pesquisa {\'e} procurar formas de otimizar o impacto dos
dados de r{\'a}dio oculta{\c{c}}{\~a}o GPS no sistema de PNT do
CPTEC, atrav{\'e}s da amplia{\c{c}}{\~a}o da base de dados e
uso de dados de {\^a}ngulo de curvatura ao inv{\'e}s de dados de
refratividade. Para atingir esse objetivo diversos experimentos
foram realizados utilizando o sistema de assimila{\c{c}}{\~a}o
GSI acoplado no Modelo Global do CPTEC, nos quais foram testadas a
inclus{\~a}o adicional dos dados de radio oculta{\c{c}}{\~a}o
do MetOp-B e modificado o tipo de observa{\c{c}}{\~a}o utilizada
ao testar os perfis do {\^a}ngulo de curvatura em
compara{\c{c}}{\~a}o com os perfis de refratividade. Os
resultados indicaram que a inclus{\~a}o de fontes adicionais de
dados, como o sat{\'e}lite MetOp-B, impacta positivamente na
qualidade das an{\'a}lises e previs{\~o}es, revelando que esse
tipo de dado ainda est{\'a} longe de ser redundante e merece
ainda amplia{\c{c}}{\~a}o desse sistema de
observa{\c{c}}{\~a}o. No que se refere ao uso de dados de
{\^a}ngulo de curvatura os resultados indicaram que, mesmo com as
limita{\c{c}}{\~o}es do modelo em caracterizar a atmosfera nos
altos n{\'{\i}}veis, benef{\'{\i}}cios foram alcan{\c{c}}ados
com o uso desse tipo de dado em compara{\c{c}}{\~a}o aos obtidos
com a refratividade. O maior ganho foi no aumento significativo do
n{\'u}mero de dados assimilados, em especial nos altos
n{\'{\i}}veis da atmosfera. Os resultados reportados nessa
pesquisa s{\~a}o relevantes para a modelagem do CPTEC, pois
d{\~a}o indica{\c{c}}{\~o}es claras da melhoria nos resultados
obtidas com o melhor uso dos dados de r{\'a}dio
oculta{\c{c}}{\~a}o GPS, os quais podem orientar as
pr{\'a}ticas na assimila{\c{c}}{\~a}o de dados no cotidiano
operacional. ABSTRACT: The Global Positioning System (GPS) radio
occultation (RO) technique allows to obtain valuable information
about the state of the atmosphere through vertical profiles
obtained in various processing levels. Many studies assessing the
impact of assimilating these profiles in Numerical Weather
Prediction (NWP) models have demonstrated its contribution
improving the initial conditions and thus, the forecasts
generated. Between the three available processing levels of GPS RO
observations, in the CPTEC have been explored relatively well the
retrieved temperature, humidity and refractivity profiles, but
still have not been assimilated the bending angle profiles.
Following this, there are some open questions about the potential
of those data improving the quality of the NWPs products. Also, a
continuous increase of the number of low orbit satellites
dedicated to GPS RO became frequent, specially in the next years
with findings from the private sector in the satellite meteorology
area. Therefore, another relevant point is evaluate the impact of
adding news satellites for GPS RO in the operational assimilation
performed at the CPTEC. The MetOp- B, which is the principal
meteorological satellite from Europe is one of these new
satellites, that has not yet been explored in the data
assimilation performed in the center. In order to answer these
questions, the present study aims to search ways to optimize the
impact of GPS RO data on the NWPs system of the CPTEC, through the
increase of the database used for the assimilation process and the
use of bending angle instead refractivity profiles data. To
achieve this goal, several numeric experiments were performed
using the assimilation system GSI coupled with the Global Model of
the CPTEC. In the experiments were tested the additional inclusion
of GPS RO from the MetOp-B satellite and was modified the
observation type used, that is, bending angles in comparison with
refractivity profiles. The results indicated that the inclusion of
new data sources, like the MetOp-B satellite, impacts positively
in the quality of the analyses and forecasts, revealing that this
data type is still far away of be redundant and deserves the
increase of this observation system. On the other hand, the
results about the use of bending angle showed that even with the
model limitations characterizing the higher levels of the
atmosphere, benefits were achieved using this data when comparing
with the results obtained assimilating refractivity profiles. The
highest gain was the significant increase of the assimilated data
specially in higher levels of the atmosphere. The results reported
here are meaningful for the modelling at the CPTEC and give clear
indications about the improvements in the results attained to the
best use of GPS RO data, which can guide the daily operational
assimilation.",
committee = "Arav{\'e}quia, Jos{\'e} Antonio (presidente) and Sapucci, Luiz
Fernando (orientador) and Wrasse, Cristiano Max and Oliveira,
Leonardo de Castro de",
englishtitle = "Assimilation of GPS radio occultation profiles in the global NWP
model of CPTEC",
language = "pt",
pages = "145",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3NADQ2E",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3NADQ2E",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}