• JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
  • JoomlaWorks Simple Image Rotator
 
  Bookmark and Share
 
 
Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.1986.tde-20220208-053900
Documento
Autor
Nombre completo
Claúdia Sonia Wagner
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
Piracicaba, 1986
Director
Título en portugués
Análise das relações entre energia, momentum, taxa de precipitação e refletividade do radar: uma aplicação ao estudo da erosão
Palabras clave en portugués
CHUVA
ENERGIA CINÉTICA
ESTIMATIVA
PRECIPITAÇÃO
RADAR
Resumen en portugués
A energia cinética e o momentum da chuva, parâmetros proporcionais à perda de solo devido a erosão hídrica, são via de regra, estimados a partir da taxa de precipitação, utilizando-se relações entre esses parâmetros, as quais foram estudadas no presente trabalho. A relação, conhecida como relação Z-R, utilizada na meteorologia com radar para a estimativa da taxa de precipitação (R), a partir da refletividade do radar (Z), assim como relações entre a energia, o momentum e a refletividade do radar, também foram objetos deste estudo. Os parâmetros estudados foram os referentes a três chuvas convectivas do verão de 1.985, obtidos a partir de mais de 500 espectros de 1 minuto, medidos através de um disdrômetro instalado no IPMet/UB, no âmbito do Projeto RADASP-II, em Bauru - SP. Para a caracterização dos espectros de gotas de chuva, calculou-se o fator de forma definido por JOSS e GORI (1978), verificando-se que para os espectros instantâneos (1 min.) das três chuvas estudadas, a exponencialidade não ocorre, mas para tempos de integração longos (400 min.), existe uma tendência dos espectros assumirem a forma exponencial inversa proposta por MARSHALL e PALMER (1948). Os parâmetros calculados a partir do espectro de gotas foram: energia cinética (e) em J.m-2.mm-1, fluxo de energia cinética (FEC) em J.m-2.s-1, momentum (m) em Kg.m.s-1.m-2.mm-1, fluxo de momentum (FMO) em N.m-2, taxa de precipitação (R) em mm.h-1, diâmetro mediano (DME) em-mm e refletividade do radar (Z) em mm6.m-3. As relações estudadas foram: e = e(R), FEC = FEC(R), m = m(R), FMO = FMO(R), DME = DME(R), Z = Z(R), e = e(Z), FEC = FEC(Z), m = m(Z), FMO = FMO(Z), e = e (DME), as quais foram ajustadas equações de regressão experimentais e equações analíticas derivadas assumindo-se o espectro exponencial de MARSHALL e PALMER (1948). Os resultados indicaram que todas as relações experimentais obtidas são estatisticamente significativas, embora dados instantâneos sejam subestimados pelas relações e = e(R), m = m(R) e DME = DME(R) ajustadas, de forma que as mesmas não descrevem a natureza física do processo envolvido, e que sua utilização não é recomendada para a estimativa dos parâmetros num curto espaço de tempo. Tal variabilidade foi explicada com base na inexistência de uma função unívoca entre a forma do espectro e a taxa de precipitação. A comparação específica entre a relação experimental obtida entre e= e(R) e a relação de WISCHMEIER e SMITH (1958), tradicionalmente utilizada para a estimativa da energia cinética da chuva, não mostrou diferença significativa. O alto grau de correlação da relação e = e(DME) obtido, permite que a mesma seja observada na obtenção de níveis adequados de energia durante a simulação de chuva nos estudos de erosão dos solos. As relações e = e(Z), FEC = FEC(Z), m = m(Z), FMO = FMO(Z), experimentais obtidas, permitiram que CAPPis e PPis fornecidos pelo radar meteorológico, fossem utilizados na estimativa da variabilidade temporal e espacial dos parâmetros associados a um sistema precipitante. Todas as relações analíticas, entre os parâmetros estudados, derivadas assumindo-se o espectro exponencial de MARSHALL e PALMER (1948), estimaram valores inferiores aos dados experimentais.
Título en inglés
Analysis of the relationships between kinetic energy, momentum, rainfall rate and radar reflectivity: an application to the soil erosion study
Resumen en inglés
Rainfall parameters like kinetic energy and momentum are proportional to the soil erosion loss, and, generally, estimated from rainfall rate by using relationships between these parameters, which were studied in this work. The relation known as Z-R relation, used by radar meteorology to estimate rainfall rate (R) from radar reflectivity (Z), and the relations between energy, momentum and radar reflectivity, were also the subject of this study. The parameters studied refer to more than 500 one minute spectra, measured by a disdrometer installed at the IPMet/UB, in the context of RADASP-II Project, in Bauru - SP, during three convective rains, which .occurred in the summer 1985. The form factor defined by JOSS and GORI (1978) was calculated to characterize the raindrop-spectra. It was shown that for one minute spectra from the individual rains studied, exponenciality did not occur, while for long integration times (400 min.), there was a tendency of the spectra fitting the inverse exponencial form proposed by MARSHALL and PALMER (1948). The parameters calculated from the rain-drop-spectra were: kinetic energy (e) in J.m-2.mm-1, flux of kinetic energy (FEC) in J.m-2.s-1, momentum (m) in Kg.m.s-1.m-2.mm-1, flux of momentum (FMO) in N.m-2, rainfall rate (R) in mm.h-1, median diameter (DME) in mm, radar reflectivity (Z) in mm6m-3. The relations studied were: e = e(R), FEC = FEC(R), m = m(R), FMO = FMO(R), DME = DME(R), Z = Z(R), e = e(Z), FEC = FEC(Z), m = m(Z), FMO = FMO(Z), e = e(DME), to which experimental regression equations were fitted. In addition to that, analytical equations, derived from MARSHALL and PALMER'S (1948) exponencial spectra, were also fitted to the same relations. The results indicated that all the experimental relations obtained are statistically significant, although a instantaneous data subestimation occurred through the following fitted relations: e = e(R), m = m(R) and DME = DME(R). In fact, these relations do not describe the physical nature of the process involved, and their use is not recommended to estimate parameters in a short time period. This variability was explained through an inexistence of a univocal function between the spectrum form and rainfall rate. The specific comparison of the experimental relation obtained (e = e(R)) and the WISCHMEIER AND SMITH (1958) relation, traditionally used to estimate kinetic energy of rain, did not show a significative difference. The high correlation of the relation e= e(DME) obtained, makes it possible to obtain adequate energy levels during the rain simulation on soil erosion studies. The experimental relations e= e(Z), FEC = FEC(Z), m = m(Z), FMO = FMO(Z) obtained, permitted that CAPPis and PPis given by the meteorological radar, could be used to estimate temporal and spatial variability of parameters associated with a precipitation system. All the analytical relations between the parameters studied, based on MARSHALL and PALMER'S (1948) exponencial spectrum, predicted smaller values than the experimental data.
 
ADVERTENCIA - La consulta de este documento queda condicionada a la aceptación de las siguientes condiciones de uso:
Este documento es únicamente para usos privados enmarcados en actividades de investigación y docencia. No se autoriza su reproducción con finalidades de lucro. Esta reserva de derechos afecta tanto los datos del documento como a sus contenidos. En la utilización o cita de partes del documento es obligado indicar el nombre de la persona autora.
WagnerClaudiaSonia.pdf (17.64 Mbytes)
Fecha de Publicación
2022-02-08
 
ADVERTENCIA: Aprenda que son los trabajos derivados haciendo clic aquí.
Todos los derechos de la tesis/disertación pertenecen a los autores
CeTI-SC/STI
Biblioteca Digital de Tesis y Disertaciones de la USP. Copyright © 2001-2022. Todos los derechos reservados.