Inferência de perfis verticais de temperatura utilizando uma técnica iterativa implícita de inversão
João Carlos Carvalho
Dissertação de Mestrado em Meteorologia, orientada pelo Dr. Nelson Jesus Ferreira e pelo Dr. Fernando Manuel Ramos, aprovada em 13 de março de 1998.
Neste trabalho foi utilizado um método iterativo implícito de inversão (MIII) para obtenção de perfis verticais de temperatura, baseado no processo de inversão matemática da Equação Integral da Transferência Radiativa (EITR). Basicamente este método procede a minimização de um funcional composto por uma norma quadrática mais um termo de regularização, utilizando em sua resolução uma rotina numérica de minimização. A1ém das funções clássicas de regularização de Tikhonov, utilizou-se regularização baseada no princípio da máxima entropia. Numa primeira etapa, apresenta-se uma série de simulações baseadas em dados gerados sinteticamente a partir da EITR, onde foi possível proceder vários testes, tais como convergência, comparação com outras técnicas e análise de erro. Em seguida, aplica-se o MIII a uma situação real com dados de radiâncias fornecidas pelos sensores do HIRS/2 (Hight Resolution Infrared Radiation Sounder). Finalmente, apresenta-se uma comparação com perfis obtidos por radiossondagem. De um modo geral, os resultados obtidos nas simulações realizadas para avaliar a técnica atestam o bom desempenho do MIII, sobretudo nos níveis de pressão que vão da superfície até a inversão da tropopausa, que é a região de maior interesse meteorológico.
Retrieval of vertical temperature profiles in the atmosphere using an iterative implicit inversion technioue-In this work, we present an iterative implicit inversion method (MIII) to retrieve vertical temperature profiles based on the mathematical inversion of the radiative transfer equation (RTE). The inverse problem is formulated as a nonlinear constrained optimization problem. A regularization term is added to the objective function with the help of a Lagrange multiplier. The regularization function considered is the Tikhonov regularization, and regularization based on the maximum entropy principle. As a first step, it is presented a set of simulations using synthetic data obtained directly from the RTE, then, the method is applied in a real situation with radiance data given by the HIRS/2 (Hight Resolution Infrared Radiation Sounder) sensors. Finally, a comparison with profiles obtained by radiosonde is presented. In general, the proposed algorithm converges to excellent temperature profiles mainly in the tropopause inversion region.
Datas de Publicação
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Publicação nesta coleção
21 Dez 2000 -
Data do Fascículo
Nov 1999
