APLICAÇÃO DA TÉCNICA GPS METEOROLOGIA À REGIAO DE CURITIBA

Resumo

Ao atravessar as camadas eletricamente neutras da atmosfera, os
sinais provenientes dos satélites que constituem os Sistemas de Posicionamento
Global (GNSS - Global Navigation Satellite System), como o NAVSTAR-GPS
(NAVigation Satellite with Time And Ranging – Global Positioning System),
sofrem uma redução em sua velocidade, e consequentemente um aumento em
seu tempo de propagação, conhecido como atraso troposférico. Este atraso é
devido ao índice de refração da atmosfera, o qual depende da concentração dos
diferentes componentes atmosféricos em cada ponto no caminho percorrido
pelo sinal, e por isso mesmo não é constante. Tal atraso pode ser separado em
duas componentes: uma devida aos gases secos da atmosfera (componente seca
ou hidrostática), e outra devida ao vapor d´água atmosférico (componente
úmida). Em softwares científicos de pós-processamento, como o BERNESE
GPS SOFTWARE e o GIPSYOASIS, entre outros, a influência da componente
úmida pode ser isolada e desta forma, o montante de vapor d´água presente na
atmosfera pode ser determinado. Atualmente, o IBGE (Instituto Brasileiro de
Geografia e Estatística) oferece em sua página na internet, o serviço de
Posicionamento por Ponto Preciso (PPP), baseado no software canadense
CSRS-PPP, que realiza o posicionamento sem a necessidade de instalação de
programas, e necessita apenas de uma conexão de internet. Neste trabalho, este
serviço disponibilizado pelo IBGE, foi utilizado para o processamento dos
dados coletados pela estação UFPR da RBMC (Rede Brasileira de
Monitoramento Continuo), situada no campus do Centro Politécnico da
Universidade Federal do Paraná, em Curitiba. Como resultado, o serviço de PPP
do IBGE disponibiliza os valores do atraso troposférico total e com estes
valores de atraso, foi determinada a parcela correspondente a componente
úmida e a quantia de Água Precipitável (PW – Precipitable Water) presente na
atmosfera. Estes valores de PW, uma vez determinados, foram comparados com os resultados obtidos através de radiossondagens realizadas no Aeroporto
Afonso Pena, em São José dos Pinhais, região metropolitana de Curitiba,
distante 10 km da antena UFPR da RBMC. Quando ambos os resultados foram
arranjados em uma série temporal (PW em função do dia de rastreio)
apresentaram uma forte correlação, com índices entre 0,7 e 1,0 (valor para
máxima correlação), quando comparados com os resultados colhidos através do
processo de radiossondagem realizada no mesmo período de tempo (das 1130
UTC as 1230 UTC), apesar da distância entre os pontos de coleta de dados.
Ainda, na determinação do PW, fez-se necessária a determinação da
temperatura média do perfil vertical atmosférico atravessado pelos sinais GPS.
Tal temperatura foi determinada através de análise dos perfis de
radiossondagem gerados nos últimos 36 anos (de 1973 até 2009). Estas
temperaturas foram comparadas com as determinadas através de dois modelos
utilizados para o mesmo fim e que inferem a temperatura média do perfil
vertical atmosférico através de medidas de temperatura colhidas na superfície:
um modelo determinado para a América do Norte e outro determinado para a
região do Estado de São Paulo, ambos baseados em radiossondagens. Esta
análise de temperaturas, ainda considerou duas equações diferentes na
determinação da pressão parcial de vapor d´água, o que gerou dois resultados
diferentes para o atraso zenital troposférico, com os mesmos índices de
correlação quando comparados com o PW colhido por radiossondagens.