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Title: Relação entre o saldo de radiação e a radiação solar em um ambiente tropical semiárido
Authors: Ramos, Tarsila Martins
Keywords: Semiárido;Albedo;Saldo de radiação
Issue Date: 26-Nov-2018
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: RAMOS, Tarsila Martins. Relação entre o saldo de radiação e a radiação solar em um ambiente tropical semiárido. 2018. 44 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Meteorologia) - Departamento de Ciências Atmosféricas e Climáticas, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Portuguese Abstract: O saldo de radiação (Rn) representa a principal fonte de energia utilizada pelos processos físicos, químicos, biológicos e meteorológicos à superfície, e sua estimativa é essencial para analisar as interações solo-vegetação-atmosfera. Devido à escassez de dados confiáveis de saldo de radiação, e pela estimação precisa de dados de radiação de ondas curtas, é de extrema importância a obtenção de relações apropriadas entre essas variáveis. Assim, o objetivo principal desse estudo é determinar os coeficientes de regressão linear simples entre a radiação de onda curta à superfície e o saldo de radiação, para estimar o saldo de radiação sobre a parte norte do Semiárido Brasileiro, considerando a variabilidade sazonal e a influência das condições de nebulosidades. Para isso, utilizou-se dados de radiação solar, albedo e saldo de radiação, registrados a cada 30 minutos, durante os anos de 2014 e 2015, obtidos a partir de um saldo-radiômetro, provenientes da Estação Ecológica do Seridó (ESEC-Seridó). Foram gerados os coeficientes de regressão linear simples, e analisou-se essas medidas sazonalmente e levando em consideração a influência das nuvens através da transmitância. A análise do desempenho das calibrações foi realizada a partir de dois conjuntos de dados independente de 30 minutos coletados durante o período de um ano, obtidos em duas diferentes áreas de estações pertencentes ao Instituto Nacional do Semiárido (INSA) em Campina Grande-PB, e feita por meio do Coeficiente de Determinação (R²), Mean Bias Error (MBE), Root Mean Square Error (RMSE), Mean Percentage Error (MPE) e o Coeficiente de correlação de Pearson (r). As calibrações sazonais e globais apresentaram resultados satisfatórios e semelhantes entre elas e, quando aplicados a uma área de caatinga preservada, se mostraram melhor ajustados. A influência do albedo forneceu uma melhoria clara na estimativa do modelo, além de uma melhoria pouco significativa para modelos de transmitância atmosférica. A partir desses resultados, conclui-se que as calibrações proporcionaram níveis de precisão confiáveis, possibilitando a aplicação das mesmas a dados de sensoriamento remoto para estimativa da Rn em escala regional, sendo indicado para áreas de caatinga preservada e de caatinga degradada, e considerando a atuação do albedo para obtenção de resultados mais eficientes. Além disso, essas calibrações podem servir como método alternativo em estudos sobre fluxos em ambientes caatinga.
Abstract: The radiation balance (Rn) represents the main energy source used by physical, chemical, biological and meteorological processes at the surface, and its estimation is essential to analyze soil-vegetation-atmosphere interactions. Due to the scarcity of reliable radiation balance data and the accurate estimation of shortwave radiation data, it is extremely important to obtain appropriate relationships between these variables. Thus, the main objective of this study is to determine the simple linear regression coefficients between downwelling shortwave radiation and the radiation balance, to estimate the radiation balance on the northern part of the Brazilian semi-arid region, considering seasonal variability and influence of cloud conditions. For that, it was used data of solar radiation, albedo and radiation balance, registered every 30 minutes, during 2014 and 2015, obtained from a net radiometer, from the Seridó Ecological Station (ESEC-Seridó). Simple linear regression coefficients were generated, and these measurements were analyzed seasonally and considering the influence of the clouds through transmittance. The calibration performance analysis was performed from two independent data sets of 30 minutes collected during an one year period, obtained in two different station areas belonging to the National Institute of the Semiarid (INSA) in Campina Grande-PB, and made using the Coefficient of Determination (R²), Mean Bias Error (MBE), Root Mean Square Error (RMSE), Mean Percentage Error (MPE) and Pearson Correlation Coefficient (r). Seasonal and global calibrations presented satisfactory and similar results among them and, when applied to an area of preserved caatinga, were better adjusted. The influence of albedo provided a clear improvement in model estimation, besides a little significant improvement for models of atmospheric transmittance. From these results, it was concluded that the calibrations provided reliable levels of accuracy, allowing the application of these to remote sensing data for Rn estimation at a regional scale, being indicated for areas of preserved caatinga and degraded caatinga, and considering the inclusion of the albedo to obtain more efficient results. In addition, these calibrations can serve as an alternative method in flow studies in caatinga environments.
URI: http://monografias.ufrn.br/handle/123456789/8432
Other Identifiers: 2014023083
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