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Aula 12 – Radares em Satélites: TRMM-PR e CloudSat
Referências: Meneghini and Kozu, “Spaceborne Weather Radar”http://trmm.gsfc.nasa.govhttp://cloudsat.atmos.colostate.edu/
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TRMM
Precipitation Radar
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CloudSat
TT&C Antenna
Sun Sensors
Radiator
Primary AntennaReflector (M1)
Secondary Mirror (M2)
CPR Electronics
on Instrument
Support Structure
Cloud Profiling Radar
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Características
TRMM PR CloudSat
FrequênciaFrequência 13.8 GHz 94 GHz
Comprimento de OndasComprimento de Ondas 2.2 cm 3.2 mm
Tamanho da AntenaTamanho da Antena 2.25 m 1.85 m
Largura do feixe da Largura do feixe da antenaantena
0.71° 0.108°
Resolução horizontalResolução horizontal 4.5 km 1.5 km
Cobertura no GloboCobertura no Globo ±36° ±82°Amostragem temporal Amostragem temporal
sobre uma área de 10x10 sobre uma área de 10x10 grausgraus
~2 days A cada 16 dias
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Radar de PrecipitaçãoRadar de Precipitação Radar de varredura transversal Fred:
13.8 GHz Varredura original 215 km Após boost-2001: 247 km 250m resolução vertical 4.3 km res. horizontal (5 km p-b) Sensibilidade ~ 17 dBZ (18 dBZ p-b) Range Dinamico: 80 dB Diâmetro da Antena: 2.3 m Potência: 224 W
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Produtos associados ao TRMM PRProduto Resolução Acurácia Descrição
1C211C21
2A212A21
250m
N/A
1 dB
1 dB
Perfil vertical de refletividade bruto
Seção transversal da superfície
2A232A23 N/A N/A Classificação do tipo de chuva (CV,St e outros)
2A252A25 250 m 1-2 dB Perfil vertical de refletividade corrigido
por atenuação
2A252A25 250 m 50 % Perfil de tx de precipitação corrigido
por atenuação
3A253A25 0,5x0,55 x 5 graus
N/A Mensais a partir de 2A21, 2A23, and 2A25
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November 27, 2013
Exemplos1C21 Reflectivity
2A23 Echo Top
2A25 Rainrate
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November 27, 2013
Cloud Profiling RadarCloud Profiling Radar Radar de Apontamento Fixo no
Nadir Freq. 94 GHz Lagura de pulso 3.3µs
500m resolução vertical 1.4 km res. horizontal Sensibilidade ~ -28 dBZ Range Dinâmico: 80 dB Diâmetro da Antena: 1.85 m Massa: 250 kg Potência: 322 W
500m
~1.4 km
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November 27, 2013
Produtos associados ao CloudSatProduto Resolução Acurácia descrição
Mascara de Mascara de NuvemNuvem
500 m N/A Distribuição geométrica da nuvem
Classificação de Classificação de NuvemNuvem
N/A N/A Tipo de nuvem
Conteúdo de gelo Conteúdo de gelo integrado na integrado na nuvem IWCnuvem IWC
500 m 30-50 % Perfil vertical de IWC
Conteúdo de Conteúdo de água liquida água liquida integrado na integrado na nuvem LWCnuvem LWC
500 m 30-50 % Perfil vertical de LWC
FluxosFluxos 500 m 10 Wm-2 Fluxos de radiação
Taxas de Taxas de aquecimentoaquecimento
500 m 1 K d-1 Taxas de aquecimento em diversos comprimentos de
onda
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Exemplos
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Diferenças físicas e o que implica na estimativa da precipitação
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November 27, 2013
SensibilidadeSimulações com um Modelo de Nuvem
Cloud
Refle
ctiv
ity (d
BZ
)
Drizzle Rainfall
LWC (gm-3) Rainrate (mm h-1)
MDS = 17 dBZ
MDS = -28 dBZ
PR
CPR
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November 27, 2013
Refletividade do Radar
CPR
TRMM PR
Fator Refletividade do Radar
Rainfall Rate (mm h-1)
Reflec
tivity
(dB
Z)
17 dBZ
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November 27, 2013
Atenuação
Rainfall Rate (mm h-1)
Atte
nu
ation
(dB
km
-1)
CPR
TRMM PR
Atenuação específica por chuva
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Correção da Atenuação As medidas de refletividade do radar são corrigidas por
atenuação específica de chuva através de um algoritmo hibrido que combina os métodos de Hitschfeld-Bordan e de superfície (Iguchi and Meneghini,1994).
Neste algoritmo é assumido que a diminuição da seção transversal de espalhamento na superfície (s0) é causado pela propagação do sinal na chuva. Logo o coeficiente na relação k-Z (k=a Zb) é ajustado de forma a obter a atenuação integrada no caminho (PIA) estimada pelo perfil de refletividade medida - Zm que corresponde com a redução aparente da seção transversal da superfície.
Posteriormente, a correção de atenuação segue o método de Hitschfeld-Bordan com a modificado.
∫+=r
me kdrZZ0
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November 27, 2013
Courtesy: K.-S. Kuo, H. Carty, and E. Smith
Exemplos de orbitas coincidentes