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Metadados

%0 Thesis
%4 sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/12.03.12.37
%2 sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/12.03.12.37.04
%A Rodrigues, Alan Dias,
%T Análise da série histórica da radiação solar inferida por satélite via modelo GL 1.2/CPTEC-INPE (1998-2017)
%D 2020
%E Ceballos, Juan Carlos (presidente),
%E Coelho, Simone Marilene Sievert da Costa (orientadora),
%E Porfírio, Anthony Carlos Silva,
%E Rosário, Nilton Manuel Évora do,
%E Sena, Elisa Thomé,
%8 2019-10-10
%J Analysis of the historical series of solar radiation infered by satellite via model GL1.2 / CPTEC-INPE (1998-2017)
%I Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
%C São José dos Campos
%K análise de tendência, homogeneidade, radiação solar, trend analysis, homogeneity, solar radiation.
%X Os dados da série de radiação solar descendente na superfície da DSA/CPTEC-INPE abrangem atualmente mais de 20 anos de informações sobre a América do Sul e são inferidos por satélites GOES por meio do Modelo GL1.2. Estas informações são úteis para diversos fins em variadas áreas, por exemplo, para agricultura, arquitetura, energia e meteorologia. Existem diagnósticos e validação deste modelo para períodos restritos de tempo, porém nada que contemple grande parte da extensa série temporal de dados (1998-2017). Os objetivos deste trabalho tiveram a finalidade de explorar os dados de radiação na superfície a partir de estudos de tendência, a fim de compreender o comportamento temporal da série, avaliação da homogeneidade e a estabilidade temporal, e avaliação da qualidade das estimativas por meio da comparação com dados observacionais in situ. Primeiramente, foi levantada uma série de 20 anos de dados de irradiância média mensal, a partir de dados diários, e realizada a verificação dos dados observacionais da rede SolRad-Net e SONDA. As estimativas por satélite GL1.2 foram comparadas com dados medidos nas estações e apresentam boa concordância com a verdade terrestre. Na base diária foi obtido erro médio de 8,4 W.m-2, RMSE médio de 28,3 W.m-2 e coeficiente de determinação médio de 0,85. Na escala mensal encontrouse MBE, RMSE e R2 de 8,7 W.m-2, 19,2 W.m-2 e 0,77, respectivamente. No geral, o modelo apresenta tendência em superestimar a verdade terrestre nas regiões norte, centro-oeste e nordeste por meio das comparações satélite-observações e de forma mais acentuada na região norte nos diagramas de dispersão. A comparação dos resultados do trabalho com outros estudos da literatura corrobora uma boa concordância tanto para escala diária quanto mensal. Os resultados de tendência pelo teste MK mostram que as estatísticas são dominadas por valores positivos não significativos e o Sens slope aponta a existência de tendências de aumento na maioria das estações avaliadas (tendência de 1,47 W.m-2 na média de todas as estações por duas décadas). A homogeneidade dos dados pelo teste SNHT infere que 53,3% dos 90 registros de magnitude máxima tiveram interferência relacionada a desgaste de sensores ou transição de satélites, 38,9% a efeitos do clima e tempo, e os demais não estiveram associados a impactos de sensor e clima. Os dados de irradiância média mensal indicam muito boa estabilidade temporal com mais de 82% das medidas realizadas do coeficiente em baixa variabilidade. Na análise da série histórica de 1998-2017 foi possível observar a partir do desvio padrão da anomalia padronizada haver ligeira tendência de aumento da irradiância média anual neste período e variações associadas a fenômenos climáticos. Além disso, a variabilidade interanual do estado climático da série influencia o nível de radiação solar que atinge a superfície e explica parte dos sinais encontrados na anomalia, tais como: regiões afetadas por seca e com excesso de chuva, ocasionado por impactos dos fenômenos ENOS. Os resultados sugerem que as estações da região norte, centro-oeste, sudeste e sul possuem homogeneidade nos dados depois de 2012. Em geral, os resultados obtidos na pesquisa foram consistentes e proporcionaram o entendimento do comportamento do modelo GL em um período de 20 anos, consequentemente a base de dados mostra boa confiabilidade dos dados de radiação solar. ABSTRACT: The data of the surface descent solar radiation series from the DSA/CPTEC-INPE cover currently more than 20 years of information about South America and are inferred by GOES satellites using the GL1.2 Model. This information is useful for several purposes in different application areas, for example, agriculture, architecture, energy and meteorology. There are Gl1.2 model diagnoses and validation literature studies for restricted periods of time, but none of them cover the extensive temporal data series (1998-2017). This work aims to explore surface radiation data analysing temporal trends, homogeneity and temporal stability. Additionally, it evaluates the quality data by comparing with observational data in situ. Firstly, was collected a series of 20 years of monthly average irradiance data, from daily GL1.2 data, and compared with SolRad-Net and SONDA observational data. The estimates by satellite GL1.2 showed good agreement with terrestrial truth. On a daily basis were obtained average error of 8,4 W.m-2, average RMSE of 28,3 W.m-2 and average coefficient of determination of 0,85. In the monthly scale, it was found MBE, RMSE and R2 of 8,7 W.m-2, 19,2 W.m-2 and 0,77, respectively. In general, the Gl1.2 model tends to overestimate terrestrial truth in the north, midwest, and northeast regions and this overestimation is bigger in the north region. The results found here compared with other literature studies corroborates a good agreement for both daily and monthly scales. The trend results by the MK test show that the statistics are dominated by non-significant positive values and the Sen's slope points to increasing trends in most of the stations evaluated (trend of 1,47 W.m-2 in average of all stations per two decades). The homogeneity of the data by the SNHT test infers that 53,3% of the 90 maximum magnitude records had interference related to sensor degradation or satellite transition, 38,9% to climate and weather effects, and the others were not associated with sensor and climate impacts. The average monthly irradiance data indicate very good temporal stability with more than 82% of the measures performed with coefficient at low variability. In the analysis of the historical series of 1998-2017, it was possible to observe from the standard deviation of the standard anomaly to have a slight tendency of increase of the annual average irradiance in this period and variations associated with climatic phenomena. In addition, the interannual variability of the climatic state of the series influences the level of solar radiation that reaches the surface and explains some of the signs found in the anomaly, such as: regions affected by drought and excess rainfall, caused by impacts of ENSO phenomena. The results suggest that the north, midwest, southeast and south stations have homogeneity in data after 2012. In general, the results obtained in the survey were consistent and provided an understanding of the behavior of the GL model over a period of 20 years, consequently the database shows good reliability of solar radiation data.
%P 163
%@language pt
%9 Dissertação (Mestrado em Meteorologia)
%3 publicacao.pdf


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