@PhDThesis{Martins:2001:InPrDe,
author = "Martins, Fernando Ramos",
title = "Influ{\^e}ncia do processo de determina{\c{c}}{\~a}o da
cobertura de nuvens e dos aeross{\'o}is de queimada no modelo
f{\'{\i}}sico de radia{\c{c}}{\~a}o Brasil - SR",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2001",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2001-07-03",
keywords = "x.",
abstract = "Este trabalho teve como finalidade estudar desenvolver, implantar
e avaliar parametriza{\c{c}}{\~o}es para o {\'{\i}}ndice de
cobertura de nuvens e para os aeross{\'o}is lan{\c{c}}ados
{\'a} atmosfera em eventos de queimada a fim de melhorar as
estimativas de radia{\c{c}}{\~a}o solar incidente na
superf{\'{\i}}cie obtidas pelo modelo BRASIL-SR Duas
t{\'e}cnicas foram propostas para a composi{\c{c}}{\~a}o de
imagens de c{\'e}u claro e encoberto utilizadas na
determina{\c{c}}{\~a}o do coeficiente de cobertura efetiva de
nuvens: an{\'a}lise biespectral utilizando imagens da faixa
espectral vis{\'{\i}}vel e infravermelho (Raz{\~a}o IR/VIS) e
estat{\'{\i}}stica sobre os cinco menores valores de
radi{\^a}ncia vis{\'{\i}}vel (M{\'e}dia de 5 Menores).
Diferen{\c{c}}as da ordem de 5% foram observadas entre os desvios
das estimativas de radia{\c{c}}{\~a}o solar obtidas com o uso de
cada um dos algoritmos. Em 70% dos casos a an{\'a}lise
biespectral reduziu os desvios das estimativas de
radia{\c{c}}{\~a}o solar, enquanto que a utiliza{\c{c}}{\~a}o
do segundo algoritmo reduziu os desvios em menos de 10% dos casos
estudados. A an{\'a}lise visual das composi{\c{c}}{\~o}es de
imagens mostrou que o algoritmo da Raz{\~a}o IR/VIS apresentou
maior efici{\^e}ncia na identifica{\c{c}}{\~a}o de pixels com
condi{\c{c}}{\~o}es persistentes por mais de 30 dias (c{\'e}u
claro e c{\'e}u encoberto). Este estudo mostrou que em
condi{\c{c}}{\~o}es de c{\'e}u claro, o desvio sistem{\'a}tico
(MBE) de estimativas de irradia{\c{c}}{\~a}o global na
superf{\'{\i}}cie cresce cerca de 3 vezes e o valor de desvio
quadr{\'a}tico m{\'e}dio (RMSE) duplica para
esta{\c{c}}{\~o}es pr{\'o}ximas a focos de queimadas. A
proximidade de focos de queima produz um incremento do MBE da
mesma ordem daquele produzido pela presen{\c{c}}a de nuvens. A
t{\'e}cnica implementada para parametriza{\c{c}}{\~a}o dos
aeross{\'o}is de queimada adotou propriedades {\'o}ticas dos
aeross{\'o}is obtidas com o uso da {"}Global Aerosol Data Set{"}
e apresenta boa concord{\^a}ncia com valores obtidos na
miss{\~o}es TRACE-A e SCAR-B. Diversas t{\'e}cnicas foram
estudadas para obten{\c{c}}{\~a}o do dado de entrada da
parametriza{\c{c}}{\~a}o: a concentra{\c{c}}{\~a}o de
aeross{\'o}is de queimada. As estimativas de
irradia{\c{c}}{\~a}o global incidente na superf{\'{\i}}cie,
obtidas com a parametriza{\c{c}}{\~a}o para aeross{\'o}is de
queimada apresentaram desvios sistem{\'a}ticos menores em todas
as esta{\c{c}}{\~o}es utilizadas no processo de
valida{\c{c}}{\~a}o. A correla{\c{c}}{\~a}o entre valores
estimados e valores medidos de radia{\c{c}}{\~a}o incidente na
superf{\'{\i}}cie cresceu cerca de 2,5 vezes, quando
considerou-se 5% de carbono elementar na composi{\c{c}}{\~a}o
dos aeross{\'o}is. Esses estudos permitiram concluir que
atrav{\'e}s de parametriza{\c{c}}{\~o}es mais adequadas para os
processos de determina{\c{c}}{\~a}o dos coeficientes de
cobertura de nuvens e para os aeross{\'o}is {\'e}
poss{\'{\i}}vel produzir estimativas melhores para o modelo.
Contudo, a melhora ainda {\'e} mascarada pela
limita{\c{c}}{\~a}o imposta pela disponibilidade de dados apenas
trihor{\'a}rios para o sat{\'e}lite GOES-8 no hemisf{\'e}rio
sul. ABSTRACT: This study aimed at the development, and evaluation
of parameterizations for the cloud cover index and for the
aerosols that are generated during biomass burned events. The
specific objective was to improve the estimates of incident solar
radiation in the surface obtained by the model BRASIL-SR. Two
techniques were proposed for the image composition of clear sky
and cloudy sky used in the determination of the coefficients of
effective cloud coverage: (1) bi-spectral analysis using images in
the visible and infrared spectral range (IR/VIS Ratio) and, (2)
statistics on the five smaller values of visible radiance (Smaller
Average of 5). Differences of the order of 5% were observed among
the deviations of the estimates of solar radiation obtained with
the use of each one of the algorithms. In 70% of the cases the
bi-spectral analysis reduced the deviations of incident solar
radiation, while the use of the second algorithm reduced the
deviations in less than 10% of the studied cases. The visual
analysis of the composed images showed that the IR/VIS ratio
algorithm presented larger efficiency in the pixels identification
with persistent clear sky and/or cloudy sky conditions for more
than 30 days. This study showed that in conditions of clear sky,
the mean systematic deviation error (MBE) of model estimates grows
about 3 times and the value of root mean squared error (RMSE)
duplicates for stations close to burned sites. The proximity of
burned sites produces an increment of MBE of the same order of
that produced by the presence of clouds. The technique of
parameterization of the biomass burned aerosols assumed optic
properties obtained with base in values obtained in two field
missions: TRACE-A and SCAR-B, and with the use of {"}Global
Aerosol Data Set{"}. Several approaches were used for obtaining
the input data in this parameterization. The estimates thus
obtained presented smaller systematic deviations in all the
stations used in the validation process. By adopting a composition
of 5% of elementary carbon in the aerosols, the correlation among
estimated and measured values for surface incident solar radiation
grew about 2,5 times. Those studies showed that the improvements
in cloud and aerosol parameterizations allowed for better
estimates for the model. However, the improvements are still
masked by limitation imposed by the availability of only trihourly
image schedules for the GOES-8 satellite in Southern Hemisphere.",
committee = "Pereira, {\^E}nio Bueno (orientador/presidente) and Padilha,
Antonio Lopes and Veissid, Nelson and Pinto J{\'u}nior, Osmar and
Setzer, Alberto Waingort and Krenzinger, Arno and Colle,
S{\'e}rgio",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "x",
language = "pt",
pages = "338",
ibi = "8JMKD3MGP3W34T/48GFL85",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34T/48GFL85",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "11 maio 2024"
}