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/
TRMM
Precipitation Radar
CloudSat
TT&C Antenna
Sun Sensors
Radiator
Primary AntennaReflector (M1)
Secondary Mirror (M2)
CPR Electronics
on Instrument
Support Structure
Cloud Profiling Radar
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
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
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
November 27, 2013
Exemplos1C21 Reflectivity
2A23 Echo Top
2A25 Rainrate
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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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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
Exemplos
Diferenças físicas e o que implica na estimativa da precipitação
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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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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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Atenuação
Rainfall Rate (mm h-1)
Atte
nu
ation
(dB
km
-1)
CPR
TRMM PR
Atenuação específica por chuva
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
November 27, 2013
Courtesy: K.-S. Kuo, H. Carty, and E. Smith
Exemplos de orbitas coincidentes