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Uma comparação entre códigos radiativos de onda longa

A acurácia de dois algoritmos computacionais (códigos) simplificados para avaliação das componentes do balanço de radiação terrestre (radiação de onda longa), eficientes sob o ponto de vista computacional, é analisada a partir de comparações com cálculos de referência. Os dois códigos foram concebidos a partir de aproximações sobre a transferência de radiação de onda longa na atmosfera. O primeiro deles foi desenvolvido no Instituto Astronômico e Geofísico da Universidade de São Paulo (IAG-USP; São Paulo, SP), fornecendo irradiâncias ao longo da atmosfera a partir das radiâncias integradas sobre todo o espectro terrestre e previamente calculadas pela versão 7 do código de transferência radiativa Low Resolution Transmittance (LOWTRAN-7). O segundo código encontra-se incluído no modelo de circulação geral do Center for Ocean-Land-Atmosphere Studies (COLA; USA) e tem sido empregado no Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (CPTEC/INPE; Cachoeira Paulista, SP). Resultados obtidos com ambos os códigos são comparados com cálculos de referência efetuados respeitando-se a influência de milhares de linhas de absorção associadas aos três compostos moleculares mais relevantes à transferência de radiação de onda longa na atmosfera (vapor d’água, dióxido de carbono e ozônio). Todas as comparações foram efetuadas para condições atmosféricas hipotéticas, sugeridas no âmbito do programa ICRCCM (Intercomparison of Radiative Codes used in Climate Models). Os efeitos associados ao dióxido de carbono são bem reproduzidos pelo código CPTEC/COLA e, a menos de condições atmosféricas relativamente frias, também pelo código desenvolvido no IAG-USP. Os efeitos associados ao ozônio são subestimados por ambos os códigos mas sobretudo pelo CPTEC/COLA, que não inclui linhas de absorção situadas fora da região 980-1100 cm-1. Testes de sensibilidade realizados sobre os efeitos da absorção continuum associada ao vapor d’água mostram que estes efeitos podem ser bem avaliados desde que sejam consideradas as duas componentes desta absorção (self, dependente da pressão parcial do vapor d´água, e foreign, dependente da pressão do ar seco). Considerando-se condições atmosféricas hipotéticas contendo os três principais absorvedores moleculares, a irradiância descendente à superfície pode ser sistematicamente subestimada pelo código empregado no CPTEC/INPE. Estudos futuros devem avaliar a acurácia absoluta destes (e de outros) códigos, considerando a disponibilidade de medições da irradiância descendente à superfície mediante o emprego de pirgeômetros bem calibrados num sítio onde sejam efetuadas sondagens atmosféricas capazes de fornecer os perfis verticais de temperatura do ar e de concentração dos principais absorvedores.

Transferência radiativa; Processos radiativos em modelos de circulação geral; Meteorologia física; Absorção e emissão de radiação; Absorção continuum associada ao vapor d’água; Radiação atmosférica


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