MODELO DE ESTIMATIVA DE RADIAÇÃO SOLAR POR SATÉLITE NO CPTEC: VERSÃO GL1.2

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Glória Bayer Ribeiro
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1 MODELO DE ESTIMATIVA DE RADIAÇÃO SOLAR POR SATÉLITE NO CPTEC: VERSÃO GL1.2 Juan Carls Ceballs e Marcus Jrge Bttin CPTEC / INPE Cacheira Paulista SP s: ceballs@cptec.inpe.br e bttin@cptec.inpe.br Abstract It was fund that tp-f-atmsphere slar flux as well as transmittance in ultravilet interval µm are nt negligible, leading t systematic underestimatin f grund values assessed by the CPTEC s GL1.1 mdel (which assesses slar radiatin based n GOES 8 imagery). It is shwn that a simple crrectin including this flux satisfactrily crrects that errr. Intrduçã A estimativa de radiaçã slar pr satélite é um métd atraente, prque pde permitir mnitrament deste recurs natural cm bastante detalhe sbre grandes áreas a um cust que se reduz a de recepçã, gravaçã e prcessament de imagens a cada meia hra. As aplicações sã múltiplas, e vã desde a estimativa de salds de radiaçã à superfície para fins de análise climática e agrclimática, até gerenciament de irrigaçã e aprveitament energétic d ptencial slar. Diverss mdels sã aplicads peracinalmente n mund, e exibem desde características simples quase-empíricas (frança), até utras mais cmplexas cm que incluem divisã da atmsfera em camadas e sluções da equaçã de prpagaçã em váris intervals espectrais (Pinker, IGMK). O mdel GL (pr GLbal) fi desenvlvid n Brasil e instalad n CPTEC em 1998, e utiliza-se de imagens GOES Imager n canal visível. Da mesma frma que s citads anterirmente, cnsiste de um mdel físic (pr cntrapsiçã as mdels estatístics), n sentid de nã ajustar expressões empíricas baseadas na relaçã entre refletância bservada em imagens de satélites e radiaçã à superfície medida pr redes slarimétricas. O mdel cnsidera mdels físics de prpagaçã, e deduz a irradiância à superfície a partir da refletância bservada. Deve-se bservar que s mdels físics incluem, necessariamente, parâmetrs atmsférics cm água precipitável, cnteúd de zôni, carga de aerssl prvenientes de infrmações meterlógicas. Nesse sentid, a cmparaçã de resultads cm s valres medids à superfície A versã GL1.1 (Ceballs et al. 0) cnsidera espectr slar em duas bandas largas: visível em (0,4-0,7 µm) e infravermelh em (0,7-2,8 µm): Na primeira, a prpagaçã de radiaçã slar é cnsiderada cnservativa (sem absrçã) na trpsfera. Apenas, cnsidera-se absrçã pel zôni na estratsfera, aplicada à radiaçã direta incidente n tp da atmsfera e a flux direcinal refletid que emerge na direçã d satélite. A radiaçã emergente d planeta é cnsiderada istrópica. N infravermelh slar, cnsidera-se que ar nã dispersa radiaçã direta. Assim, sl recebe radiaçã direta passand entre nuvens (cm parte d flux absrvid pel vapr d água e pel dióxid de carbn), u difusa que cnsegue atravessar as nuvens. Uma crreçã é aplicada para reflexões prgressivas entre sl e a base de nuvens. Cnsiderase que a transmitância de nuvens para radiaçã infravermelha é desprezível, devid à elevada refletância e à frte absrtância de nuvens neste interval espectral. 3270

2 A figura 1 apresenta um esquema ds fluxs radiativs cnsiderads na versã GL1.1. Figura 1. Esquema de fluxs cnsiderad pel mdel GL, versã 1.1. Dis elements básics d mdel pdem afetar sua precisã (além da cnsideraçã de ausência de aerssl): a) O sensr d canal VIS d GOES-8 sfre degradaçã prgressiva e sua cnstante de calibraçã deve ser reavaliada cntinuamente (página d GEWEX). b) O flux de radiaçã n espectr ultravileta (definid cm cmpriments de nda λ< 0,4 µm) cnsidera-se nul (devid às bandas de absrçã frte d zôni). De fat, validações realizadas para nvembr de 0 mstraram que a irradiância diária média teria um err sistemátic negativ cm relaçã a medidas à superfície. A aplicaçã d sftware SBDART (Richiazzi et al. 0) para fluxs em altitudes superires a 17 km permite evidenciar que a irradiância descendente nesse nível nas bandas de Huggins (0,3<λ<0,4 µm) nã é desprezível. N presente trabalh ilustram-se resultads preliminares de uma crreçã adicinal d mdel GL1.1 cnduzind a uma versã GL1.2. Materiais e métds Cnsideraram-se imagens VIS d GOES-8 para mês de nvembr de 0. A verdade terrestre para referência cnsistiu das irradiações diárias da rede de Platafrmas de Cletas de Dads gerenciada pel setr de cleta de dads pr satélites da Divisã de Satélites e Sistemas Ambientais (DSA/CPTEC/INPE). Fram esclhidas as estações d Vale d Paraíba e algumas de Minas e Sã Paul, cuja manutençã é realizada pela própria DSA. 3271

3 O mdel GL1.1 cnsidera a açã d zôni cncentrada na estratsfera, absrvend (sem dispersã) radiaçã direta incidente, e radiância emergente na direçã d satélite. A fraçã da cnstante slar assciada a UVB é f B = 0,075 (cm transmitância nã desprezível), enquant que n UVA tem-se f A = 0,012 cm escassa transmitância. Cm base nas parametrizações apresentadas pr Lacis e Hansen (1974), para interval ultravileta pde ser escrit que γ Tuvb( µ ) = ( γ + γ ). Tuv( µ ), B 1 Tuv( µ ) = w[1.082 ( x) A B (1 + (103.6 x)) nde µ = cssen d ângul de incidência u de emergência da radiaçã slar. A transmitância btida pde ser adicinada a flux n visível cnsiderad pel mdel GL1.1, btend-se naturalmente uma versã GL1.2. A crreçã fi aplicada para mês cnsiderad, e s resultads cmparads cm s da versã GL1.1. ] Resultads As figuras 2 ilustram s resultads das versões GL1.1 e GL1.2 para as estações esclhidas. Percebe-se que GL1.1 exibe um err sistemátic negativ, que pderia ficar disimulad para uma estaçã em particular devid às flutuações diária da irradiaçã. A figura 3 mstra as médias mensais das estações. Percebe-se claramente err sistemátic n GL1.1, e que GL1.2 praticamente tem crrigid esse err. Cnclusões Um mdel simples cm GL tem um desempenh cmparável cm de utrs mais sfisticads. Tdavia, evidencia-se que a cntribuiçã d ultravileta B deve ser incluída. A versã GL1.2 executa esta tarefa de frma simples e sem mdificar essencialmente a versã GL1.2. Análises sistemáticas devem ser realizadas, cnsiderand-se ainda a influência pssível da degradaçã d sensr d canal visível. A falta de uma crreçã na cnstante de calibraçã pde cnduzir a subestimativas adicinais d mdel. Referências bibligráficas 3272

4 mean slar irradiance - nv. 0 - AUSTRAL 400 GL1.1 mdel (w/m2) Barrets Viçsa Lepldina Lavras Itajubá Cunha Cruzeir Cjrdã SJBarreir Queluz Silveiras CPaulista CMCD (w/m2) mean slar irradiance - nv. 0 - AUSTRAL (45S-20S) GL1.2 mdel (w/m2) 50 Barrets Viçsa Lepldina Lavras Itajubá Cunha Cruzeir Cjrdã SJBarreir Queluz Silveiras CPaulista CMCD (w/m2) Figuras 2. Irradiâncias médias diárias avaliadas pelas versões GL1.1 e GL

5 mnthly mean - nv. 0 - AUSTRAL GL1.1 mdel (W/m2) y = 0,9919x R 2 = 0,9154 y = 0,9017x R 2 = 0,8009 CMCD (W/m2) Figura 3. Médias mensais para as estações esclhidas, segund mdel GL1.1 e mdel GL

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