ESTIMATIVA DA RADIAÇÃO SOLAR GLOBAL À SUPERFÍCIE USANDO UM MODELO ESTOCÃSTICO: CASO SEM NUVENS

Abstract

Neste trabalho implementa-se um modelo de transferência radiativa numa atmosfera estratificada em 16 camadas. O esquema tem estrutura estocástica com transições aleatórias de fótons difusos de estados transitórios até um estado de absorção numa camada da atmosfera, no céu ou no solo. O formalismo está associado a uma cadeia de Markov de primeira ordem. O modelo é uma estrutura simples, mas eficiente quando comparado com outros modelos usados para atmosfera de múltiplas camadas. A estrutura do modelo permite o cálculo da refletância planetária, radiação solar global à superfície e a absorção na atmosfera. Os parâmetros de transição são avaliados mediante aproximação delta-SS de dois fluxos. Verifica-se um bom desempenho do modelo ao se comparar a radiação solar global à superfície com dados medidos à superfície e com o código SBDART (Santa Barbara DISORT Atmospheric Radiative Transfer). A precisão do modelo, na estimativa da transmitância da atmosfera, o torna importante para pesquisadores que atuam na área de sensoriamento remoto. As principais vantagens do modelo utilizado são: estrutura simples, boa precisão e fácil adaptação para uma atmosfera composta por um número par de camadas.

Keywords :irradiância; fluxo radiativo; processo estocástico.

ABSTRACT

A radiative transfer model was implemented for a 16-layer stratified atmosphere. The scheme is of a stochastic structure, with a random walk of diffuse photons between transition states until arriving to absorption states within layers, sky or ground. The formalism is associated a first order Markov process. The model exhibits a simple but powerful structure, when compared with other models used for multiple-layered atmospheres. The structure of the model allows the calculation of the planetary reflectance, global radiance in the surface and the absorption in the atmosphere. Transition parameters for each layer are calculated using a delta-SS two-flux approximation. Comparisons with surface measurements and with SBDART code (Santa Barbara DISORT Atmospheric Radiative Transfer), show a good performance of the model when assessing global radiation at ground level for Rayleigh atmospheres as well as for high-loaded aerosol atmospheres during burning season. The precision of the model, in the atmosphere transmittance estimation, makes it important for researchers that act in the area of remote sensing. Main advantages of the model are: simple structure, good accuracy and easy adaptation to an atmosphere composed of an even number of layers.

Keywords :Solar radiation; irradiance; radiative transfer; stochastic model.