@MastersThesis{Padovani:2020:EsSoTe,
author = "Padovani, Rafael Vernini",
title = "Estudo sobre tempestades com potencial de gerar desastres naturais
no interior do estado de S{\~a}o Paulo, utilizando radares de
polariza{\c{c}}{\~a}o simples",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2020",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2019-12-20",
keywords = "radar meteorol{\'o}gico, tempestades, GPM, {\'{\i}}ndice de
severidade, desastres naturais, weather radar, storms, severity
index, natural disasters.",
abstract = "Este trabalho teve entre seus objetivos estudar as
caracter{\'{\i}}sticas de tempestades convectivas que causaram
desastres naturais sobre o interior do estado de S{\~a}o Paulo
(IESP) a partir de dados de refletividade de radares
meteorol{\'o}gicos de polariza{\c{c}}{\~a}o simples. Foram
selecionados 25 eventos de danos {\`a} vida e {\`a} propriedade
registrados no BDDNI (Banco de Desastres Naturais do IPMET) que
ocorreram dentro da {\'a}rea de cobertura dos radares de Bauru
(BRU) e Presidente Prudente (PPR). O per{\'{\i}}odo de estudo
foi de 4 anos, entre 2015 e 2018. Os dados de radar foram
avaliados atrav{\'e}s de uma metodologia de
calibra{\c{c}}{\~a}o de dados de radares de superf{\'{\i}}cie
(GR) comparados com amostragens coincidentes do radar de
precipita{\c{c}}{\~a}o (dPR) do sat{\'e}lite GPM. O software
TITAN (NCAR) foi utilizado para identifica{\c{c}}{\~a}o,
an{\'a}lise, rastreio e previs{\~a}o das tempestades sobre o
IESP e, para isso, foram feitos testes de sensibilidade do
algoritmo. Tamb{\'e}m foi feita uma estat{\'{\i}}stica
descritiva das tempestades de 4 anos de dados de BRU e PPR. Dos
eventos selecionados do BDDNI, 18 deles foram utilizados como
controle, 5 como testes e 2 como estudos de caso para
avalia{\c{c}}{\~a}o dos padr{\~o}es dos par{\^a}metros de
refletividade VIL, DVIL, VIHM, HMA, MAXZ, ECHOTOP, volume, suas
respectivas derivadas temporais, al{\'e}m de FOKR, POH e HMAXZ.
Entre os resultados, foi observado que BRU e PPR subestimavam a
refletividade em 13 e 11 dBZ, respectivamente, e ap{\'o}s
an{\'a}lise das flutua{\c{c}}{\~o}es temporais dessas
subestimativas, offsets foram aplicados como corre{\c{c}}{\~a}o
{\`a}s matrizes 3-D de refletividade. Ap{\'o}s os testes de
sensibilidade, foram escolhidos a resolu{\c{c}}{\~a}o de 1 km x
1 km x 1 km para constru{\c{c}}{\~a}o das matrizes 3-D de e o
limiar de 40 dBZ e 16 km3 para identifica{\c{c}}{\~a}o de
c{\'e}lulas no TITAN. Para BRU e PPR, respectivamente, foi
observado que as fam{\'{\i}}lias de tempestades ocorreram em
maior parte no ver{\~a}o (49 e 45,9%), com deslocamento
preferencial para ESE e que inicia{\c{c}}{\~a}o convectiva
ocorreu principalmente no per{\'{\i}}odo da tarde. Tamb{\'e}m
foi observado uma rela{\c{c}}{\~a}o entre os par{\^a}metros de
refletividade m{\'e}dia e m{\'a}xima e topo m{\'e}dio e
m{\'a}ximo com as esta{\c{c}}{\~o}es do ano e que houve uma
correla{\c{c}}{\~a}o entre m{\'a}ximo volume e tempo de
dura{\c{c}}{\~a}o das fam{\'{\i}}lias de tempestade (0,59 e
0,58) e entre o topo m{\'e}dio e o volume m{\'e}dio (0,57 e
0,56). Para os eventos do BDDNI, foi observado um padr{\~a}o de
{"}crescimento{"} ({"}colapso{"}) de VIL, DVIL e VIHM, e suas
derivadas temporais, nos momentos imediatamente anterior (durante)
o evento, considerando o hor{\'a}rio aproximado, padr{\~a}o que
n{\~a}o foi observado com os outros par{\^a}metros de
refletividade. A partir da avalia{\c{c}}{\~a}o do conjunto
controle, foi constru{\'{\i}}do um {\'{\i}}ndice de severidade
a partir das derivadas temporais de VIL, DVIL e VIHM normalizados.
Por conta da heterogeneidade dos eventos, os intervalos entre os
percentis de 25% e 75% dos valores nominais desses 3
par{\^a}metros foram utilizados para criar 3 categorias de
tempestade que auxiliaram na interpreta{\c{c}}{\~a}o do
{\'{\i}}ndice din{\^a}mico. Ap{\'o}s testes, o {\'{\i}}ndice
mostrou-se uma ferramenta objetiva satisfat{\'o}ria para
utiliza{\c{c}}{\~a}o no monitoramento e previs{\~a}o de
tempestades com potencial para gerar desastres naturais. ABSTRACT:
This work had among its objectives to study the characteristics of
thunderstorms that caused natural disasters in the interior of the
state of S{\~a}o Paulo (IESP) from reflectivity data of simple
polarization weather radar. Were selected 25 records of damage to
life and property events of BDDNI that occurred within the
coverage area of the Bauru radars (BRU) and Presidente Prudente
(PPR). The study period was 4 years, between 2015 and 2018. Radar
data were evaluated using a calibration methodology of ground
radar (GR) data compared with coincident sampling of precipitation
radar (dPR) of the GPM satellite. TITAN (NCAR) software was used
for identification, analysis, tracking and forecasting of storms
over IESP and, for this, sensitivity tests of the algorithm were
made. Descriptive statistics of 4-year storms from BRU and PPR
data were also performed. Of the selected BDDNI events, 18 of them
were used as controls, 5 as tests and 2 as case studies to
evaluate the patterns of reflectivity parameters VIL, DVIL, VIHM,
HMA, MAXZ, ECHOTOP, volume, their respective temporal derivatives,
and from FOKR, POH and HMAXZ. Among the results, it was observed
that BRU and PPR underestimated reflectivity by 13 and 11 dBZ,
respectively, and after analysis of the temporal fluctuations of
these underestimates, offsets were applied as a correction to the
3-D reflectivity matrices. After the sensitivity tests, a
resolution of 1 km x 1 km x 1 km was chosen for the construction
of 3-D arrays and the 40 dBZ and 16 km3 threshold for cell
identification in TITAN. For BRU and PPR, respectively, it was
observed that storm families occurred mostly in summer (49 and
45.9%), with preferential displacement to ESE and convective
initiation occurred mainly in the afternoon. It was also observed
a relation between the average and maximum reflectivity parameters
and average and maximum top with the seasons of the year and that
there was a correlation between maximum volume and duration of
storm families (0.59 and 0.58) and between the middle top and the
average volume (0.57 and 0.56). For BDDNI events, a VIL, DVIL and
VIHM {"}growth{"} ({"}collapse{"}) pattern and their temporal
derivatives were observed at the moments immediately preceding
(during) the event, considering the approximate time, a pattern
that was not observed with the other reflectivity parameters. From
the evaluation of the control set, a severity index was
constructed from the normalized temporal VIL, DVIL and VIHM
derivatives. Due to the heterogeneity of the events, the intervals
between the 25% and 75% percentiles of the nominal values of these
3 parameters were used to create 3 storm categories that aided in
the interpretation of the dynamic index. After testing, the index
proved to be a satisfactory objective tool for use in monitoring
and forecasting storms with potential to generate natural
disasters.",
committee = "Vila, Daniel Alejandro (presidente) and Orsini, Jose Antonio
Marengo (orientador) and Moreira, Demerval Soares (orientador) and
Costa, Izabelly Carvalho da and Nascimento, Ernani de Lima",
englishtitle = "Study of thunderstorms with potential to generate natural
disasters in the state of S{\~a}o Paulo using simple polarization
radars",
language = "pt",
pages = "158",
ibi = "8JMKD3MGP3W34R/3ULA5AS",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34R/3ULA5AS",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "19 abr. 2024"
}