Nuvens observadas em YBJ com montanhas cobertas de neve à distância. Crédito:Juan Huo
As nuvens desempenham um papel fundamental no equilíbrio da radiação solar e térmica de entrada e saída. Este é um processo crítico no sistema terra-atmosfera. Monitorando a altura da nuvem, tamanho da partícula, concentração de partículas, etc. são essenciais para a compreensão da dinâmica do clima e das mudanças climáticas globais. Esses atributos físicos determinam o efeito de força radiativa de uma nuvem, ou quanta radiação que uma nuvem reflete de volta para o espaço. Satélites e radares baseados no solo podem medir a altura do topo da nuvem (CTH). Contudo, existem inconsistências entre vários satélites e dados de radar devido a diferentes métodos de detecção e algoritmos usados para processar informações brutas.
Para quantificar esses conflitos, Bo Liu, supervisionado conjuntamente pelo Dr. Juan Huo e Prof. Daren Lyu do Instituto de Física Atmosférica, Academia Chinesa de Ciências, comparou dados CTH entre os satélites FY-4A e Himawari-8, bem como dados de sites de radar de ondas milimétricas baseados em solo em Yangbajing, Tibete (YBJ) e em Pequim. Conhecido como o "Teto do Mundo, "o planalto do Tibete oferece um local ideal para o estudo de meteorologistas por satélite. A vasta região apresenta altitudes elevadas, condições atmosféricas ideais para observar CTH, e estações de relatórios meteorológicos esparsos, que é ideal para testar grandes quantidades de dados de satélite. O satélite meteorológico FY-4A da China e o satélite Himawari-8 do Japão são satélites geoestacionários, ambos equipados com um gerador de imagens de radiação avançado, que fornece uma grande quantidade de dados CTH.
Os resultados da análise de nuvens de alto nível sugerem que a diferença de CTH observada entre os dados do radar e do satélite aumenta gradualmente com o aumento da temperatura da superfície. Isso indica que a temperatura da superfície, que afeta a precisão da recuperação de dados de satélite, pode ser um fator chave que causa a discrepância regional entre Pequim e YBJ, que está 4300m acima do nível do mar. As diferenças médias de CTH, medido em quilômetros, entre radar e dados de satélite em YBJ foram 0,06 km e 0,02 km, em comparação com 0,93 km e 0,99 km em Pequim, para FY-4A e Himawari-8, respectivamente. Nuvens cirros finas de alto nível mostram a maior variação de CTH.
Diagrama esquemático de detecção de CTH por satélite (FY-4A e Himawari-8) e sites de radar baseados em terra (de YBJ e Pequim, respectivamente), com resultados de comparação também incluídos. Crédito:Bo Liu
Adicionalmente, em YBJ, o estudo mostrou que o Himawari-8 perdeu mais dados noturnos de CTH do que o FY-4A. Dito isto, os resultados estatísticos mostram pouca diferença entre os dados do FY-4A e do Himawari-8, embora ambos os satélites tenham algoritmos de recuperação diferentes. Este estudo apresenta uma comparação quantitativa inicial do CTH entre o radar de satélite e o radar terrestre sobre o Platô do Tibete e fornece uma orientação científica para a aplicação dos dados do CTH.