Tesis doctorales: TESEO

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Ministerio de Universidades - Gobierno de España

Título: ESTUDIO DE LA CAPA LÍMITE PLANETARIA CON SISTEMAS DE TELEDETECCIÓN
Autor: de Arruda Moreira, Gregori
Universidad: Universidad de Granada
Departamento: Escuela de Doctorado de Ciencias, Tecnologías e Ingenierías de la Universidad de Granada
Fecha de Lectura: 13/04/2018
Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Física y Ciencias del Espacio por la Universidad de Granada
Dirección:
- Landulfo, Eduardo (DIRECTOR)
- ALADOS ARBOLEDAS, LUCAS (DIRECTOR)
Tribunal:
- Landulfo, Eduardo (PRESIDENTE)
- ALADOS ARBOLEDAS, LUCAS (SECRETARIO)
- LYAMANI, HASSAN (VOCAL)
- Pereira de Oliveira, Amauri (VOCAL)
- Guerrero Rascado, Juan Luis (VOCAL)
Descriptores:
- TELEDETECCION
- CIENCIAS DE LA ATMOSFERA
- TURBULENCIA ATMOSFERICA
Fichero de tesis:
ISBN: 9788491638650

http://digibug.ugr.es/bitstream/handle/10481/51179/29059549.pdf?sequence=4&isAllowed=y

Marcador: https://www.educacion.gob.es/teseo/mostrarRef.do?ref=1644579Añadir a favoritos.
Resumen:
La Capa Límite Planetaria (CLP) es la parte más baja de la atmósfera y que claramente tiene un papel importante en variados campos de estudio, como por ejemplo en la calidad del aire o el pronóstico del clima. Los sistemas pasivos y activos de teledetección se han aplicado ampliamente para analizar las características de la CLP. La combinación de diferentes técnicas de teledetección permite obtener una imagen completa de la dinámica de esta región. En este estudio, analizamos el comportamiento de la CLP utilizando cuatro tipos de sistemas de teledetección: radiómetro de microondas (MWR), Lidar elástico (EL), Doppler Lidar (DL) y datos de Ceilômetro. Las mediciones se realizaron en dos ciudades, Granada (España) y São Paulo (Brasil). En primer lugar, en Granada, la altura de la CLP (CLPH) fue obtenida a partir de los datos de MWR y validada por la CLPH estimada a partir de los datos de radiosondas, mostrando un buen acuerdo. En una segunda etapa, se usaron sistemas activos de teledetección (EL y DL) para estimar la CLPH. Por lo tanto, el filtro de Kalman fue aplicado a los datos de EL mientras que el método de la varianza de la velocidad del viento vertical se aplicó a los datos del DL. Las CLPH obtenidas por estos métodos fueron comparadas con las CLPH generadas a partir de los datos del MWR. Los resultados muestran un buen acuerdo en la mayoría de los casos, aunque aparecen algunas discrepancias en casos de cambios intensos de la CLP (crecimiento o disminución). Luego se realizó el análisis del conjunto de datos de cuatro y cinco años de mediciones hechas con un ceilômetro y un radiómetro de microondas, respectivamente, en Granada (España). Las metodologías aplicadas para la detección de CLPH (método del gradiente para el ceilômetro y, la combinación del método de la burbuja y el método del gradiente de temperatura para el radiómetro de microondas) proporcionaron una descripción satisfactoria de la estructura de la CLP en casos simples. Además, el comportamiento de la CLP fue descrito por un estudio estadístico de la CLPH en casos convectivos y estables obtenidos a partir de mediciones del MWR. El análisis del estudio estadístico de la CLPH muestra cierta coincidencia con estudios similares hechos en otros sitios, pero también se encontraron algunas diferencias causadas por distintas latitudes, topografía y clima. También se realizó un análisis combinado a largo plazo de la capa residual obtenida a partir de los datos del ceilômetro y las alturas de capa estable y convectiva determinadas por el radiómetro de microondas, ofreciendo así una imagen completa de la evolución de la CLP mediante la combinación sinérgica de las técnicas de teledetección. Esta es la razón por la cual los sistemas con alta resolución temporal y espacial, como los lidares, se han aplicado cada vez más en estudios sobre esta región atmosférica. En este trabajo, también se realizó, en São Paulo, un análisis de la señal lidar retrodispersada en tres longitudes de onda (355, 532 y 1064 nm) forneciendo información de la turbulencia mediante el análisis de los momentos de alta orden (varianza, asimetría y curtosis). La longitud de onda de 355 nm tiene poca aplicabilidad en la metodología propuesta, debido a su baja intensidad (debido al predominio de la retrodispersión molecular) y la gran presencia de ruido, mientras que la longitud de onda de 532 nm mostró resultados similares a los proporcionados por la longitud de onda de 1064 nm, la cual se usó como referencia. Luego, se analizaron dos casos de estudio utilizando las longitudes de onda de 532 y 1064 nm (en forma separada). Este enfoque proporcionó información de: la altura de la CLPH (derivada por el método de la varianza (Menut et al., 1999), desplazamiento de capas de aerosol (asimetría) y nivel de mezcla a varias alturas (curtosis). Estos resultados muestran la viabilidad de la metodología propuesta cuando las longitudes de onda de 532 y 1064 nm se usan para la descripción de la CLPH por los momentos de alta orden. Además, con datos de DL, EL y MWR, fue demostrado cómo algunas variables (temperatura del aire, aerosol, viento vertical, humedad relativa y radiación neta) pueden influir en la dinámica de la CLP en la ciudad de Granada. Los momentos obtenidos a partir de la velocidad vertical del viento y el coeficiente de retrodispersión se corrigieron mediante dos metodologías (first lag y corrección -2/3). Los perfiles corregidos presentan pequeñas diferencias cuando se comparan con los perfiles no corregidos, mostrando una baja influencia del ruido y la viabilidad de la metodología propuesta. Se llevó a cabo un análisis detallado de 2 casos de estudio, el primer caso corresponde a una CLP bien definida, mientras que el segundo corresponde a una situación con presencia de una capa de polvo sahariano y nubes. En ambos casos, los resultados fornecidos por los diferentes instrumentos terminaron completándose entre sí, de modo que el uso sinérgico de los diferentes sistemas nos permitió un monitoreo detallado de la CLP.

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