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IPEN-DOC 13893
- UEHARA, SANDRO T.
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Analise de dados de sistema lidar de retrospalhamento correlacionada com dados meteorologicos
/ Data analysis of a backscattering LIDAR system correlated with meteorological data
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2009.
Dissertacao (Mestrado) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
Sao Paulo.
154 p.
Orientador: Eduardo Landulfo.
DOI:
10.11606/D.85.2009.tde-10102011-095256
Abstract: Nestes últimos anos, tivemos um aumento no interesse na monitoração dos efeitos da atividade humana sobre a atmosfera e o clima no planeta. O uso de técnicas de sensoriamento remoto têm sido utilizados em diversos estudos, inclusive em estudos relacionados à mudanças globais. Um sistema LIDAR de espalhamento, primeiro deste tipo no Brasil, tem sido usado para fornecer o perfil vertical do coeficiente de retroespalhamento de aerossóis em 532 nm para altitudes de 4 a 6 km acima do nível do mar. Neste estudo, foram utilizados dados coletados no ano de 2005. Estes dados foram correlacionados com dados do fotômetro solar CIMEL e também com dados meteorológicos. Os principais resultados indicaram existir um padrão no comportamento destes dados meteorológicos e a distribuição vertical do coeficiente de extinção obtido através do LIDAR. Em períodos desfavoráveis de dispersão atmosférica, ou seja, elevação da temperatura do ar associado a queda de umidade relativa, aumento da pressão atmosférica e baixa taxa de ventilação, foi possível determinar com boa precisão a altura da Camada Limite Planetária, tanto através do perfil vertical do coeficiente de extinção quanto através da técnica da temperatura potencial. A técnica LIDAR mostrou ser um importante aliado na determinação da estrutura termodinâmica da atmosfera, auxiliando a caracterizar a evolução da CLP ao longo do dia, devido a sua boa resolução espacial e temporal.
Palavras-Chave: lasers; optical radar; laser radiation; backscattering; planetary atmospheres; meteorology; air pollution
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IPEN-DOC 16722Validação dos dados do satélite CALIPSO utilizando um sistema lidar de retroespalhamento elástico e o fotômetro solar da rede AERONET / CALIPSO satellite validation using an elastic backscattering lidar system and the AERONET sunphotometer data . 2011. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 169 p. Orientador: Eduardo Landulfo. DOI: 10.11606/T.85.2011.tde-28092011-103209 Abstract: Os aerossóis e nuvens desenvolvem um papel muito importante nos processos climáticos terrestres por meio das suas contribuições diretas e indiretas no balanço radiativo da atmosfera. A dificuldade na previsão dos processos de mudanças climáticas estão associadas às incertezas na distribuição e propriedades dos aerossóis e nuvens, assim como em suas interações em escala global. Tendo como principal objetivo desenvolver estudos que ajudem na diminuição dessas incertezas, a NASA, em parceria com a agência espacial francesa CNES, desenvolveu a missão do Satélite CALIPSO, que possui a bordo um sistema Lidar denominado CALIOP capaz de estudar o perfil e a distribuição vertical dos aerossóis e nuvens e os processos de interação entre eles. Uma vez que as propriedade ópticas medidas pelo CALIOP são recuperadas utilizando um complexo conjunto de algoritmos, torna-se necessário o desenvolvimento de estudos e metodologias de validação para inferir qual a acurácia das medidas desse sistema. Nesse contexto, foi desenvolvida uma metodologia de avaliação e validação dos valores de Razão Lidar utilizados a priori pelos algoritmos do CALIOP utilizando dois instrumentos de sensoriamento remoto instalados em solo, um sistema Lidar de retroespalhamento elástico instalado no IPEN - São Paulo e o fotômetro solar da rede AERONET instalado em cinco diferentes localidades, Rio Branco - Acre (RB), Alta Floresta - Mato Grosso (AF), Cuiabá - Mato Grosso (CB), Campo Grande - Mato Grosso do Sul (CG) e São Paulo - São Paulo (SP). Foram determinados os dias de medidas correlativas entre os sistemas em solo e o CALIOP e analisados os dados para os dias de medidas com condições livre de nuvens e com trajetórias de massas de ar se deslocando das regiões de medidas do satélite para as regiões de medidas pelos instrumentos fixos. Foram calculados novos valores de Razão Lidar obtidos pelo Modelo Aeronet/Caliop (Modelo A/C) proposto. Esses valores mostraram-se coerentes com aqueles utilizados inicialmente pelo algoritmo do sistema CALIOP. Realizando uma comparação quantitativa, obteve-se uma diferença percentual de 2,17 ± 30,12%, esse valor mostra-se compatível com outros valores obtidos na literatura de validação desse sistema Lidar a bordo do Satélite CALIPSO. Essa subestimação nos valores de Razão Lidar utilizados pelo CALIOP pode estar ocorrendo devido um problema no processo de calibração dos dados do sistema CALIOP, uma vez que o território brasileiro se encontra na região da Anomalia do Atlântico Sul (SAA). A diferença percentual dos valores de Razão Lidar utilizados pelo CALIOP com aqueles obtido por meio de medidas com o sistema Lidar do IPEN forneceram valores de 2,34 ± 17,53%, demonstrando que o modelo de validação proposto é aceitável e acurácia nos valores de Razão Lidar utilizados a priori pelo CALIOP está dentro das margens de incerteza de 30%.
Palavras-Chave: satellites; optical radar; aerosols; clouds; validation; photometers
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IPEN-DOC 13226
- TORRES, ANI S.
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Desenvolvimento de uma metodologia de calibracao independente para um lidar raman na obtencao e estudo de perfis de vapor d'agua atmosferico
/ Development of a methodology for an independent water vapor raman lidar calibration to study water vapor atmospheric profiles
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2008.
Tese (Doutoramento) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
Sao Paulo.
144 p.
Orientador: Eduardo Landulfo.
DOI:
10.11606/T.85.2008.tde-26082009-135640
Abstract: Neste trabalho são apresentados resultados relativos ao desenvolvimento de uma metodologia de calibração independente de um sistema LIDAR Raman para medidas de razão de mistura do vapor dágua, avaliando-se a eficiência total de transmissão óptica do sistema LIDAR Raman. Uma calibração independente ou absoluta de um sistema LIDAR foi possível por meio de medidas e cálculos dos parâmetros relevantes. A metodologia de calibração independente apresentada é baseada na decomposição das equações da razão de mistura do vapor dágua, especialmente na avaliação do fator de calibração e as incertezas relativas à transmissão óptica e secções diferenciais de espalhamento. A eficiência de transmissão incluiu fatores como a refletividade do telescópio, transmissão dos componentes ópticos e filtros. A avaliação da eficiência do sistema foi realizada com do uso de uma lâmpada calibrada de tungstênio em duas configurações distintas de filtros de interferência, (banda larga e banda estreita) instalados no sistema LIDAR Raman da Howard University (HURL). A avaliação da secção diferencial de espalhamento Raman para o vapor dágua foi realizada pelo uso de um modelo téorico descrito na literatura e por uma primeira aproximação experimental. Os resultados mostraram consistência e que essa metodologia de calibração pode ser usada em uma base rotineira para medidas de vapor dágua atmosférico.
Palavras-Chave: atmospheres; water vapor; optical radar; calibration; remote sensing
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IPEN-DOC 11336
- POZZETTI, LUCILA M.V.
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Criação de um banco de dados dinâmico e análise de medições LIDAR em formato WEB do Laboratório de Aplicações Ambientais a Laser do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares.
2006.
Dissertacao (Mestrado) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP,
Sao Paulo.
Orientador: Eduardo Landulfo.
DOI:
10.11606/D.85.2006.tde-18052012-101140
Abstract: O Laboratório de Aplicações Ambientais a Laser, situado no Centro de Lasers e Aplicações no IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares), efetua medidas das concentrações de aerossóis atmosféricos, enviando um feixe de laser à atmosfera e coletando a luz retroespalhada. Tal sistema fornece um grande número de parâmetros físicos que devem ser administrados de forma ágil para a obtenção de análises resultantes. Em conseqüência disso, a implementação de um banco de dados tornou-se imprescindível como instrumento de comunicação e visualização gráfica das medidas coletadas. Um critério de classificação destas valiosas informações foi adotado, estabelecendo níveis de armazenamento definidos a partir de características específicas aos tipos de dados determinados. A compilação e automação destas medidas promoverá a integração entre dados, análise e retorno otimizado de resultados das propriedades da atmosfera, propiciando futuras pesquisas e análise de dados.
Palavras-Chave: brazilian cnen; optical radar; lasers; remote sensing; optical radar; air pollution monitoring; ecological concentration; aerosols; backscattering; data base management; computer calculations
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IPEN-DOC 17592
- LARROZA, ELIANE G.
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Caracterização das nuvens cirrus na região metropolitana de São Paulo (RMSP) com a técnica de lidar de retroespalhamento elástico
/ Characterization of cirrus clouds over São Paulo metropolitan city (MSP) by elastic lidar
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2011.
Tese (Doutoramento) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
São Paulo.
118 p.
Orientador: Eduardo Landulfo.
DOI:
10.11606/T.85.2011.tde-19122011-153154
Abstract: Este trabalho, sendo pioneiro no Brasil, teve o intuito de efetuar uma investigação das nuvens cirrus na região Metropolitana de São Paulo (23,33ºS / 46,44ºW), SP, através do sistema MSP-Lidar para o período de Junho à Julho de 2007. Durante este período, foi verificada uma ocorrência de cirrus de aproximadamente 54% sobre o total de medidas efetuadas pelo sistema Lidar. Medidas com Lidar nos forneceram uma alta resolução espacial e temporal destas nuvens, permitindo assim caracterizá-las e classificá-las de acordo com as suas propriedades macro- e microfísicas. Para obter tais parâmetros, uma metodologia própria foi desenvolvida na recuperação dos dados de Lidar e uma robusta estatística foi aplicada para determinar as diferentes classes de cirrus. A metodologia adotada se resumiu basicamente (a) na determinação de períodos estacionários (ou observações) durante a evolução temporal de detecção de cirrus, (b) determinação da base e topo através de um valor limiar para o cálculo das variáveis macrofísicas (altitudes, temperaturas, espessuras geométricas), (c) aplicação do método da transmitância para cada camada de nuvem e a determinação das variáveis microfísicas (profundidade óptica e razão de Lidar). Neste processo, a razão de Lidar é calculada iterativamente até que haja a convergência da mesma. Análises estatísticas de multivariáveis foram efetuadas para a determinação das classes de cirrus. Estas classes são baseadas na espessura geométrica, altitude média e sua respectiva temperatura, a altitude relativa (diferença entre a altura da tropopausa e topo da nuvem) e a profundidade óptica. O uso sucessivo da Análise de Componentes Principais (PCA), do Método de Cluster Hierárquico (MCH) e da Análise de Discriminantes (AD) permitiu a identificação de 4 classes. Vale ressaltar que tais métodos foram aplicados somente para os casos identificados como camadas únicas de nuvens, pois não se observou significativamente a ocorrência de nuvens com multicamadas. A origem de formação das classes de cirrus encontradas, embora apresentando propriedades macro- e microfísicas distintas, foi identificada basicamente como a mesma, isto é, provenientes da injeção de vapor dágua na atmosfera por meio de sistemas frontais e seu respectivo resfriamento para a formação dos cristais de gelo. O mesmo mecanismo de formação também é atribuído aos jatos subtropicais. Uma análise em relação ao perfil de temperatura e a comparação com a literatura mostrou que as cirrus classificadas apresentam possivelmente cristais em forma de placas e colunas hexagonais. As razões de lidar (RL) calculadas também estão de acordo com a literatura.
Palavras-Chave: brazil; urban areas; clouds; measuring methods; remote sensing; optical radar
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IPEN-DOC 11315
- SOUZA, RENATA F. de
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Estudo do perfil vertical de aerossóis na troposfera utilizando a técnica de LIDAR.
2004.
Dissertacao (Mestrado) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares, IPEN/CNEN-SP,
Sao Paulo.
Orientador: Eduardo Landulfo.
Palavras-Chave: electromagnetic radiation; laser radiation; aerosols; troposphere; optical radar; optical properties; air pollution
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IPEN-DOC 15963
- COSTA, RENATA F. da
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Estudo das propriedades opticas dos aerossois no estado de Sao Paulo com a tecnica de Lidar Raman
/ Aerosol optical property studies in Sao Paulo State with Raman Lidar technique
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2010.
Dissertacao (Mestrado) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
Sao Paulo.
90 p.
Orientador: Eduardo Landulfo.
DOI:
10.11606/D.85.2010.tde-05112010-183928
Abstract: O estudo desenvolvido nessa dissertação foi dividido em dois momentos. Na primeira parte foi apresentado a realização de uma calibração independente do sistema LIDAR Raman de vapor d\'água instalado no CLA seguindo uma metodologia desenvolvida na Howard University, baseada em uma análise cuidadosa da eficiência óptica dos componentes do sistema tendo como objetivo determinar essa eficiência e apresentar a resposta espectral do sistema. Após esse estudo, que permitiu obter um melhor entendimento da área instrumental do sistema, é apresentado, na segunda parte, uma análise preliminar das propriedades ópticas dos aerossóis na troposfera por meio da avaliação de alguns parâmetros como, por exemplo, os perfis verticais de extinção desses aerossóis, a LR e a SR, utilizando um sistema LIDAR Raman móvel desenvolvido pela Raymetrics Lidar Systems durante campanhas realizadas em alguns institutos de pesquisa no Estado de São Paulo.
Palavras-Chave: aerosols; troposphere; optical radar; raman spectra; calibration; optical properties; air pollution monitoring
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IPEN-DOC 14053
- JESUS, WELLINGTON C. de
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Estudo de metodos de inversao em snesoriamento remoto com lasers
/ Study of inverse methods in remote sensing with laser
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2009.
Dissertacao (Mestrado) -
Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP,
Sao Paulo.
82 p.
Orientador: Eduardo Landulfo.
DOI:
10.11606/D.85.2009.tde-04112009-135320
Abstract: O Laboratório de Aplicações Ambientais a Laser do Centro de Lasers e Aplica- ções do IPEN realiza o estudo de propriedades atmosféricas, tais como os coecientes de extinção e retroespalhamento. Esses coecientes são estimados por meio de um método inverso, cuja qualidade não é facilmente certicada, ou seja não existe um diagnóstico sistemático da qualidade das estimativas. Neste trabalho um método inverso com sólidas bases estatísticas é proposto, para recuperar os mesmos coecientes. O algoritmo proposto oferece vantagens comparada com o método atual em uso pelo grupo, pois: (1) possibilita a incorporação de diferentes tipos de informações de fontes heterogêneas durante a inversão. E (2) o método permite diversos tipos de diagnósticos quanto a qualidade do processo de inversão e do parâmetro recuperado. Fatores que potencializam as chances de estimativas com maior acurácia. v
Palavras-Chave: lasers; remote sensing; optical radar; temperature inversions; atmospheres
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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.
2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.
O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.
Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.
A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.
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