Refratividade Atmosférica em Áreas Oceânicas Baseada em Dados de Sondagem Atmosférica na Região da Ilha de Trindade

Authors

  • Daniel Cremonini Baptista UFRJ/UFF/IEAPM
  • Rogério Neder Candella Instituto de Estudos do Mar Almirante Paulo Moreira - IEAPM
  • José Francisco de Oliveira-Junior Universidade Federal de Alagoas - UFAL
  • Tânia Ocimoto Oda Instituto de Estudos do Mar Almirante Paulo Moreira - IEAPM

DOI:

https://doi.org/10.11137/2020_3_444_454

Keywords:

Propagação eletromagnética, Dutos atmosféricos, Caracterização climatológica

Abstract

A região costeira do Brasil possui um intenso tráfego marítimo, composto de vários tipos de embarcações. A segurança da navegação é importante e, portanto, as embarcações são dotadas de equipamentos de comunicação e detecção, sendo o desempenho desses fortemente influenciado pelas condições da propagação eletromagnética na atmosfera. Condições  anômalas na propagação eletromagnética são causadas por acentuados gradientes verticais da refratividade atmosférica, que podem ser avaliados com a utilização do índice de refratividade atmosférica M. O objetivo principal deste trabalho é avaliar as condições de refratividade atmosférica e estimar as alturas dos dutos atmosféricos baseado nesse índice, utilizando os dados de sondagens atmosféricas na região da Ilha da Trindade, entre os anos de 2005 e 2016. Os resultados obtidos mostraram a presença de 3348 dutos de superfície, sendo aproximadamente 65% das alturas abaixo de 220 m. As maiores médias de altura foram observadas nos meses de inverno, principalmente em junho e julho. Já os menores valores foram observados nos meses de dezembro. Nos estudos de casos, a avaliação dos perfis termodinâmicos demonstrou que, nos dias com ocorrência de dutos, foram observadas camadas instáveis próximas à superfície oceânica e camadas estáveis acima dessas. As condições sinóticas foram caraterizadas pela presença de um sistema de alta pressão ou pela atuação da Alta Subtropical Atlântico Sul. No episódio com ausência de dutos de superfície, foi registrada a presença de um sistema frontal, bem como um gradiente vertical nulo de umidade e a presença de uma camada limite estável, inibindo a formação de dutos.

Author Biography

Daniel Cremonini Baptista, UFRJ/UFF/IEAPM

Possuo graduação em Meteorologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2013) e mestrado em Engenharia de Biossistemas pela Universidade Federal Fluminense (2019). Atualmente sirvo da divisão de interação oceano-atmos do INSTITUTO DE ESTUDO DO MAR ALMIRANTE PAULO MOREIRA, desenvolvendo estudo de propagação eletromagnética na atmosfera e camada limte atmosférica. Tenho experiência na área de Geociências, com ênfase em Química da Atmosfera, atuando principalmente nos seguintes temas: índice de aridez, desertificação, alagoas., do ar, região metropolitana, poluição atmosférica, camada limite atmosférica e camada limite. 

References

Babin, S.M. 1995. A case study of subrefractive conditions at Wallops Island, Virginia. Journal of Applied Meteorology, 34: 1028–1038.

Bean, B.B. & Dutton, E.J. 1968. Radio Meteorology. Boulde., Colorado, Dover Publications, 435p.

Brito, T.T.; Oliveira Júnior, J.F.; Lyra, G.B.; Gois, G. & Zeri, M. 2016. Multivariate analysis applied to monthly rainfall over Rio de Janeiro state, Brazil. Meteorology And Atmospheric Physics, 129: 469-478.

Brooks, I.M.; Goroch, A.K. & Rogers, D.P. 1999. Observations of strong surface radar ducts over the Persian Gulf. Journal of Applied Meteorology Climatology, 58: 1293- 1310.

Chaves Filho, J.B.; Correia, M.F.; Gurjão, C.D.S.; Barbieri, L.F.P. & Silva Aragão, M.R. 2013. Formação de Dutos Troposféricos no Semiárido Brasileiro: Um Estudo De Caso Em Condições Meteorológicas Extremas. Revista Brasileira de Geografia Física, 6: 932-944.

Chou, Y.H. & Kiang, J.F. 2014. Effect of Turbulence on Wave Propagation in Evaporation Ducts above a Rough Sea Surface. In: FORUM FOR ELECTROMAGNETTIC RESEARCH METHODOS AND APPLICATION TECHNOLOGIES, Taiwan, 2014. National Taiwan University, p. 1-13.

Correia, M.F.; Penaforte, A.G; Medeiros, R.L.B. & Silva Aragão, M.R. 2019. Características de Dutos Atmosféricos de Superfície no Semiárido Brasileiro. Anuário do Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio de Janeiro, 41(3):375-381.

Craig, K.H. 2003. Clear air characteristics of the troposphere. In: Propagation of Radio Waves, (ed.). Less Barclay Institution of Electrical Engineers, p. 103-128

Gürbüz, S.C. 2016. Assessing evaporation duct variability in the eastern mediterranean sea in support of radar and radio communications. Naval Postgraduate School, Dept. of Meteorology, M.S. thesis,, 101p.

Holton, J.R. 2004. An introduction to dynamic meteorology. Seattle, Washington, Elsevier Academic press, 553p.

IEAPM. 2015. Sistema Tático de Fatores Ambientais (STFA). Versão 3.0, 2015. 01 CD.

Karagianni, E.A.; Mitropoulos, A.P.; Latif, I.Τ.; Kavousanos, A.G.; Koukos, J.A. & Fafalios, M.E. 2014. Atmospheric Effects on EM Propagation and Weather Effects on the Performance of a Dual Band Antenna for WLAN Communications, Nausivios Chora, 5: 29-45.

Karimian, A.; Yardim, C.; Gerstoft, P.; ; Hodgkiss W.S. & Barrios, A.E. 2011. Refractivity estimation from sea clutter: An invited review. Radio Science, 46: 1-16. doi: 10.1029/2011RS004818.

McKeon, B.D. 2013. Climate analysis of evaporation ducts in the south china sea. Naval Postgraduate School, Dept. of Meteorology, M.S. thesis,,111p.

Miguens, A.P. 1996. Navegação a Ciência e a Arte.: DHN, V.3 Navegação Eletrônica e em Condições Especiais. Rio de Janeiro, 538p.

Moraes, M.C.S. 2011. Parâmetros de radar e distribuição do tamanho de gotas de chuva Continental ou marinha no leste do nordeste do Brasil: sua influência na estativa da vazão na Bacia do rio Mundaú. Programa de Pós-Graduação em Meteorologia, Universidade Federal de Campina Grande, Tese (Doutorado em Meteorologia), 125p.

Neto, R.F. 2010. Análise do Transporte de Carga Marítimo Brasileiro de Longo Curso com Relação a Participação e a Perda de Espaço no Cenário. Instituto Alberto Coimbra de Pós- Graduação e Pesquisa em Engenharia (COPPE), Universidade Federal do Rio de Janeiro, Dissertação Mestrado em Engenharia de Transportes, 106p.

Oliveira Júnior, J.F.; Kwon, B.H. & Oliveira, J.F. 2005. A Ocorrência de Dutos Atmosféricos

em Ambiente Costeiro. Revista Physicae, 5: 23-32.

Pekeris, C.L. 1946. Accuracy of the Earth flattening approximation in the theory of microwave propagation. Physical Review Journals Archive, 70: 518-522.

Reboita, M.S.; Gan, M.A.; Rocha, R.P. & Ambrizzi,.T. 2010. Regimes de precipitação na América do Sul: Uma revisão bibliográfica. Revista Brasileira de Meteorologia, 25(n2): 185-204. doi: https://doi.org/10.1590/S0102-77862010000200004.

Sobral, B.S.; Oliveira Júnior, J.F.; Gois, G.; Terassi, P.M.B. & Muniz Junior, J.G.R. 2018. Variabilidade espaço-temporal e interanual da chuva no estado do Rio de Janeiro. Revista Brasileira de Climatologia, 22: 281-308. doi: http://dx.doi.org/10.5380/abclima.v22i0.55592

Turton, J.D.; Bennets D.A. & Farmer, S.F.G. 1988. An introduction to radio ducting. Meteorology Magazine, 117: 245-254.

Twigg, K.L. 2007. A smart climatology of evaporation duct height and surface radar propagation in the indian ocean. Naval Postgraduate School, Dept. of Meteorology, M.S. thesis,, 59p.

Zhang, Q.; Yang, K. & Shi, Y. 2016. Spatial and temporal variability of the evaporation duct in the Gulf of Aden. Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography, 68 (1): 29792. doi: 10.3402/tellusa.v68.29792

Additional Files

Published

2020-09-30

Issue

Section

Article