Impacto do uso de radiância na assimilação de dados usando 4D-LETKF na região da América do Sul

• Ano de defesa: 2010
• Autor(a) principal: Maria das Dores da Silva Medeiros
• Orientador(a): Dirceu Luis Herdies, José Antônio Aravéquia
• Banca de defesa: Rita Valéria Andreoli de Souza
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Meteorologia
• País: BR
• Resumo em Inglês: This study evaluates the performance of a new data assimilation system using the Local Ensemble Transform Kalman Filter (LETKF) with the Atmospheric General Circulation Model (AGCM) of the CPTEC. This new data assimilation system has been assessed using data from NCEP analysis. Two types of experiments was performed with the system 4D-LETKF/MCGA-CPTEC: the first with only conventional data assimilation, and the second with conventional and data assimilation of radiance data from the AMSU-A sensor. The main objective of the experiments is to determine the impact of assimilation with the inclusion of radiation in the system 4D-LETKF/MCGA. Analysis of 4D-LETKF/MCGA were generated 48 hours of forecasts using the model AGCM/CPTEC. The verification of the analysis and forecasts are made using analysis of high resolution NCEP as true for the state of the atmosphere. Additionally, another evaluation was made, this time using as true for the state of the atmosphere, the rawinsonde data collected during the Experiment Mini-BARCA/LBA. Analyses and forecasts using 4D-LETKF/MCGA-CPTEC are also compared to the assimilation system GPSAS, operational CPTEC, whose resolution is T213L42. The results using the 4D-LETKF/MCGA-CPTEC were satisfactory when compared to the NCEP analysis. The radiance assimilation by the system showed a gain to reduce errors not only for the analysis of temperature, but also for analysis of horizontal wind components, mainly zonal. The reduction of errors was also verified the forecasts with error reduction for the temperature and zonal wind. Analyses of 4D-LETKF/MCGA had errors smaller than GPSAS analysis for variable wind at all levels assessed, despite the lower spatial resolution compared to 4D-LETKF/MCGA assimilation system. For the temperature, the errors of the experiment with assimilation of radiance were smaller than the errors of the assimilation system in most part of the levels. Regarding the assessment of the rawinsonde temperature using the Mini-BARCA, both analysis and forecast system 4D-LETKF/MCGA agreed with the observed data.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2010/11.24.18.42

O presente trabalho avalia o desempenho do novo sistema 4D-LETKF na assimilação de dados convencionais e dados de radiância de satélite. A assimilação é feita com 4D-LETKF acoplado ao Modelo Global do CPTEC, na resolução T126L28. Os dados de radiância assimilados foram obtidos através do sensor \textit{Advanced Microwave Sounding Unit} A (AMSU-A) a bordo do satélite AQUA. A área de estudo compreende a América do Sul e o período estudado foi de 1 a 30 de junho de 2008. Foram realizados dois tipos de experimentos com o sistema 4D-LETKF/MCGA-CPTEC: o primeiro com assimilação somente de dados convencionais, e o segundo com assimilação de dados convencionais e dados de radiância do sensor AMSU-A. O principal objetivo dos experimentos é determinar o impacto da assimilação com a inclusão de radiância no sistema 4D-LETKF/MCGA. A partir das análises do 4D-LETKF/MCGA foram geradas 48 horas de previsões usando o modelo MCGA/CPTEC. A verificação das análises e previsões é feita usando as análises de alta resolução do NCEP como verdade para o estado da atmosfera. Adicionalmente, foi feita outra verificação, desta vez usando como verdade para o estado da atmosfera, as radiossondagens coletadas durante o Experimento Mini-BARCA/LBA. As análises e previsões usando o 4D-LETKF/MCGA-CPTEC são também comparadas ao sistema de assimilação GPSAS, operacional do CPTEC, cuja resolução é T213L42. Os resultados usando o 4D-LETKF/MCGA-CPTEC foram satisfatórios quando comparados às análises do NCEP. A assimilação de observações de radiância pelo sistema apresentou um ganho com redução dos erros não somente para as análises de temperatura, mas também para as análises das componentes horizontais do vento, principalmente a componente zonal. A redução dos erros também foi verificada para as previsões com redução dos erros para a temperatura e componente zonal do vento. As análises do 4D-LETKF/MCGA apresentaram erros menores que as análises do GPSAS para a variável vento em todos os níveis avaliados, apesar da menor resolução espacial do 4D-LETKF/MCGA em comparação ao GPSAS. Para a variável temperatura, os erros do experimento com assimilação de radiância foram menores que os erros do GPSAS em praticamente todos os níveis. Com relação à avaliação da temperatura usando as radiossondagem do Mini-BARCA, tanto as análises quanto as previsões do sistema 4D-LETKF/MCGA apresentaram concordância com os dados observados para as estações meteorológicas e período estudados.