9- Sondagem na baixa troposfera 2013

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Utilizadas para realizar sondagens (perfis 
atmosféricos) na camada mais próxima ao solo 
da ordem de dezenas de metros. 
 
Podem ser utilizadas: 
 Estações meteorológicas automáticas 
 Estações de monitoramento 
 Experimentos científicos* 
 
* frequência de aquisição/registro é maior 
Os mastro são geralmente feitos de tubo 
galvanizado 
 
TIPOS DE TORRES 
 
• Treliçadas 
• Tubulares 
• Tipo andaime 
 
Torre estaiada treliçada 
 
Torre tubular 
 Centro de pesquisa sobre Camada Limite Atmosférica 
( CABAUW , Holanda) -213m 
 
 
Torre tipo andaime 
Ex: Projeto ABRACOS – 52m 
 
Torre treliçada 
 Projeto ATTO (Amazonian Tall Tower Observatory)– 320m 
 
 Serve para fazer sondagens da 
velocidade e direção do vento. 
 É a forma mais simples e mais barata 
de sondagem de vento 
 
Material necessário: 
 Gas(Hélio) 
 Regulador de vazão 
 Mangueira 
 Balão 
 Tripé 
 Teodolito 
 Cronômetro 
 
 
 
ETAPAS 
 Enchido do balão 
 Lançamento do balão 
 Início da cronometragem 
 Durante a sondagem o observador do 
teodolito segue o balão para: 
 ler o angulo vertical (elevação) 
 ler o ângulo horizontal (azimute) 
 
As leituras são realizadas a intervalos de tempo pré-
determinados (geralmente 1 minuto). 
 
 
 
 
O calculo da velocidade e direção do vento é 
feito a partir de três informações: 
 
1.Elevação 
2.Azimute 
3.Taxa de ascensão do balão 
 
 
 
 
 Um balão de tipo “charuto”preso a um guincho 
mecânico transporta uma sonda PTUV 
(pressão, temperatura, umidade e vento). 
 A sonda envia os dados via rádio para um 
sistema de aquisição no solo. 
 
 
 Uma sonda composta de sensores (PTU) e de 
um GPS é transportada por um balão que sobe 
livremente até cerca de 35km. 
 Um sistema de aquisição de dados (SAD) em 
terra recebe as informações (PTU e GPS) em 
intervalos de tempo pré-definidos (geralmente 
10s). 
 A partir das coordenadas em cada ponto (GPS) 
é possível obter a altitude/altura da sonda e o 
vento (velocidade e direção). 
 
 
 
Procedimentos 
1. Enchimento do balão 
2. “Groundcheck” 
 Inicialização do SAD 
 Checagem dos sensores 
 Introdução dos dados de superfície 
3. Fixação da sonda no balão 
4. Sintonização do sinal dos satélites (mínimo 3) 
5. Lançamento da sonda 
6. Acompanhamento 
7. Finalização da sondagem 
 
 
 Lançamento automático 
a) Funcionamento 
 Uma sonda similar a RS (PTU + GPS) é lançada de 
uma aeronave. 
 Um pára-quedas controla a velocidade de descida 
Durante a descida é realiza a sondagem 
 
b) Utilização 
–Monitoramento de tempestades 
–Pesquisa científica 
 
 
 
AVPS “Air- borne Vertical Atmospheric Profiling System” 
Utilização de sensores remotos para investigar o 
estado da atmosfera. 
 
 RADAR 
 SODAR 
 LIDAR 
 Ondas eletromagnéticas são emitidas e, ao 
passarem por uma nuvem, causam (em cada 
gota) uma ressonância na freqüência da onda 
incidente. 
 A ressonância (eco) é irradiada em todas as 
direções. 
 Parte desta energia gerada pelo volume 
iluminado pelo feixe de onda volta ao prato do 
radar. 
 A partir do tempo de retorno, determina-se a 
distância do alvo ao radar. 
 
 A intensidade do sinal de retorno esta ligada ao 
tamanho e distribuição das gotas no volume 
iluminado pelo radar. 
 A elevação da antena e o azimute permitem a 
determinação precisa da região onde está 
chovendo. 
 A duração de cada pulso determina a resolução 
dos dados de radar (da ordem de 500m). 
 
 O radar não mede diretamente chuva: a 
refletividade possui uma relação física com o 
espectro de gotas observado. 
 A partir do espectro é feita uma relação entre a 
refletividade do radar e a taxa de precipitação 
correspondente (ZR). 
 Para a maioria dos radares meteorológicos o 
limite inferior da taxa de precipitação é de 
1mm.h-1, a uma distância de 190 km. 
 
SIRMAL 
Exemplo de evento de 
chuva monitorado na 
região de Maceió 
(18/06/2005) 
31 
 Radar Doppler de grande resolução (100 a 
200m na vertical e menos de 100m na 
horizontal) 
 Capta a variação do índice de refração do ar 
devido a turbulência através da variação de 
densidade. 
 Para medir o vento horizontal o radar é dirigido em 
duas direções ortogonais entre si a um certo anglo 
do zênite. 
1. Determinação da velocidade em duas direções ortogonais a um 
determinado ângulo da vertical (15 a 30 Gr). 
2. Determinação da velocidade do vento com relação a vertical 
apontando para o zênite. 
3. Cálculo do vento total e sua componente horizontal 
(combinação das 3 componentes na equação da conservação de 
massa). 
Sistema instalado na superfície, em área ampla 
 
 
 
 
EX: Laboratório do Pic du Midi – Lannemezan -FR 
 
 
 Sistema semelhante ao RADAR. Funciona em 
uma faixa de frequência detectável pelo 
ouvido humano (ondas sonoras). 
 A medida do vento é feita através da aplicação 
do efeito Doppler. 
 Também chamado de: 
 Sounder 
 Echo sounder 
 Acoustic radar 
 Sonar 
 
FUNCIONAMENTO: 
 Envio de uma onda acústica e recepção do retorno 
(eco) em curto intervalo de tempo. 
 A intensidade do sinal e a mudança na 
freqüência são analisadas para determinar a 
velocidade do vento. 
 
 
 
 
 
 
Alcance de centenas de metros. 
FUNCIONAMENTO: 
 
A velocidade do vento é calculada pela expressão 
a seguir: 
 
 
 
 
 
 Funciona de maneira semelhante ao RADAR e 
o SODAR mas com comprimentos de onda 
pequeno (faixa do UV e IV próximo). 
 É extremamente sensível a aerossóis e 
partículas de nuvens. 
 grande aplicação em meteorologia. 
 Existem basicamente dois tipos de sistema: 
a)Lidar de micropulso (LASER) 
b)Lidar de alta energia 
Mais utilizados em pesquisas atmosféricas 
permitindo medir: 
 Altura, camadas e densidade das nuvens; 
 Partículas de nuvens 
 Temperatura 
 Pressão 
 Vento 
 Umidade 
 Concentração de gases