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

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Courtesy: K.-S. Kuo, H. Carty, and E. Smith

Exemplos de orbitas coincidentes