@MastersThesis{Rodrigues:2020:AnSéHi,
author = "Rodrigues, Alan Dias",
title = "An{\'a}lise da s{\'e}rie hist{\'o}rica da radia{\c{c}}{\~a}o
solar inferida por sat{\'e}lite via modelo GL 1.2/CPTEC-INPE
(1998-2017)",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2020",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2019-10-10",
keywords = "an{\'a}lise de tend{\^e}ncia, homogeneidade,
radia{\c{c}}{\~a}o solar, trend analysis, homogeneity, solar
radiation.",
abstract = "Os dados da s{\'e}rie de radia{\c{c}}{\~a}o solar descendente
na superf{\'{\i}}cie da DSA/CPTEC-INPE abrangem atualmente mais
de 20 anos de informa{\c{c}}{\~o}es sobre a Am{\'e}rica do Sul
e s{\~a}o inferidos por sat{\'e}lites GOES por meio do Modelo
GL1.2. Estas informa{\c{c}}{\~o}es s{\~a}o {\'u}teis para
diversos fins em variadas {\'a}reas, por exemplo, para
agricultura, arquitetura, energia e meteorologia. Existem
diagn{\'o}sticos e valida{\c{c}}{\~a}o deste modelo para
per{\'{\i}}odos restritos de tempo, por{\'e}m nada que
contemple grande parte da extensa s{\'e}rie temporal de dados
(1998-2017). Os objetivos deste trabalho tiveram a finalidade de
explorar os dados de radia{\c{c}}{\~a}o na superf{\'{\i}}cie a
partir de estudos de tend{\^e}ncia, a fim de compreender o
comportamento temporal da s{\'e}rie, avalia{\c{c}}{\~a}o da
homogeneidade e a estabilidade temporal, e avalia{\c{c}}{\~a}o
da qualidade das estimativas por meio da compara{\c{c}}{\~a}o
com dados observacionais in situ. Primeiramente, foi levantada uma
s{\'e}rie de 20 anos de dados de irradi{\^a}ncia m{\'e}dia
mensal, a partir de dados di{\'a}rios, e realizada a
verifica{\c{c}}{\~a}o dos dados observacionais da rede
SolRad-Net e SONDA. As estimativas por sat{\'e}lite GL1.2 foram
comparadas com dados medidos nas esta{\c{c}}{\~o}es e apresentam
boa concord{\^a}ncia com a verdade terrestre. Na base di{\'a}ria
foi obtido erro m{\'e}dio de 8,4 W.m-2, RMSE m{\'e}dio de 28,3
W.m-2 e coeficiente de determina{\c{c}}{\~a}o m{\'e}dio 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
tend{\^e}ncia em superestimar a verdade terrestre nas
regi{\~o}es norte, centro-oeste e nordeste por meio das
compara{\c{c}}{\~o}es sat{\'e}lite-observa{\c{c}}{\~o}es e de
forma mais acentuada na regi{\~a}o norte nos diagramas de
dispers{\~a}o. A compara{\c{c}}{\~a}o dos resultados do
trabalho com outros estudos da literatura corrobora uma boa
concord{\^a}ncia tanto para escala di{\'a}ria quanto mensal. Os
resultados de tend{\^e}ncia pelo teste MK mostram que as
estat{\'{\i}}sticas s{\~a}o dominadas por valores positivos
n{\~a}o significativos e o Sens slope aponta a exist{\^e}ncia de
tend{\^e}ncias de aumento na maioria das esta{\c{c}}{\~o}es
avaliadas (tend{\^e}ncia de 1,47 W.m-2 na m{\'e}dia de todas as
esta{\c{c}}{\~o}es por duas d{\'e}cadas). A homogeneidade dos
dados pelo teste SNHT infere que 53,3% dos 90 registros de
magnitude m{\'a}xima tiveram interfer{\^e}ncia relacionada a
desgaste de sensores ou transi{\c{c}}{\~a}o de sat{\'e}lites,
38,9% a efeitos do clima e tempo, e os demais n{\~a}o estiveram
associados a impactos de sensor e clima. Os dados de
irradi{\^a}ncia m{\'e}dia mensal indicam muito boa estabilidade
temporal com mais de 82% das medidas realizadas do coeficiente em
baixa variabilidade. Na an{\'a}lise da s{\'e}rie hist{\'o}rica
de 1998-2017 foi poss{\'{\i}}vel observar a partir do desvio
padr{\~a}o da anomalia padronizada haver ligeira tend{\^e}ncia
de aumento da irradi{\^a}ncia m{\'e}dia anual neste
per{\'{\i}}odo e varia{\c{c}}{\~o}es associadas a
fen{\^o}menos clim{\'a}ticos. Al{\'e}m disso, a variabilidade
interanual do estado clim{\'a}tico da s{\'e}rie influencia o
n{\'{\i}}vel de radia{\c{c}}{\~a}o solar que atinge a
superf{\'{\i}}cie e explica parte dos sinais encontrados na
anomalia, tais como: regi{\~o}es afetadas por seca e com excesso
de chuva, ocasionado por impactos dos fen{\^o}menos ENOS. Os
resultados sugerem que as esta{\c{c}}{\~o}es da regi{\~a}o
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 per{\'{\i}}odo de 20 anos, consequentemente a
base de dados mostra boa confiabilidade dos dados de
radia{\c{c}}{\~a}o 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.",
committee = "Ceballos, Juan Carlos (presidente) and Coelho, Simone Marilene
Sievert da Costa (orientadora) and Porf{\'{\i}}rio, Anthony
Carlos Silva and Ros{\'a}rio, Nilton Manuel {\'E}vora do and
Sena, Elisa Thom{\'e}",
englishtitle = "Analysis of the historical series of solar radiation infered by
satellite via model GL1.2 / CPTEC-INPE (1998-2017)",
language = "pt",
pages = "163",
ibi = "8JMKD3MGP3W34R/3UGCJT8",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34R/3UGCJT8",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "20 abr. 2024"
}