Sessão Especial IBGE – Rede Vertical Brasileira
Contribuições da Altimetria por Satélites ao Estabelecimento de um Sistema Global de
Altitudes
Regiane DalazoanaSílvio Rogério Correia de Freitas
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ[email protected]@ufpr.br
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s Os oceanos ocupam mais de 70% da superfície daTerra e apresentam-se como elementos fundamentaispara a compreensão do comportamento do planeta.
Fonte: www.gebco.net
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O acesso aos oceanos, antes da era espacial, era realizado através de:
- medições esparsas (bóias, navios, marégrafos)- irregulares- limitado às regiões acessíveis geográfica e politicamente- execução demorada
A Altimetria Satelital revolucionou os estudos relacionados ao oceano, hoje em dia também com aplicações sobre a superfície, lagos e gelo
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s Os satélites altímetros propiciam dados do nível domar com ampla amostragem espacial e temporal.
Crédito: W. Bosch
Trilhas T/P
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s Os satélites altímetros propiciam dados do nível domar com ampla amostragem espacial e temporal.
Crédito: W. Bosch
Trilhas T/P
Trilhas T/P GFO ERS
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s Os satélites altímetros propiciam dados do nível domar com ampla amostragem espacial e temporal.
Crédito: W. Bosch
ERS1 e GeosatT/P GFO ERS
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O crescente interesse na Altimetria Satelital deve-se:
- Cobertura global do mar- Amostragem frequente- Viável em regiões de difícil acesso- Evolução na determinação das órbitas- Melhorias nas medidas dos altímetros- Política de fácil acesso aos dados
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Órbita do satélite
RS
hS
hNIM
Nível Instantâneo do Mar
Elipsóide
Princípio da medida:Medem: intensidade, forma e tempo de percurso do sinal
Crédito: E. Schrama
intensidade
Pulso enviado
Pulso recebido
intensidade
tempo
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Altimetria Satelital - Vantagem:
- Dados num referencial geocêntrico
- A série temporal, apesar de relativamente curta, écontínua e homogênea
- Resolução espacial e temporal
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FONTE: G. Acuña; W. Bosch, 2002
Altimetria Satelital - Problema:- Perda de resolução próximo à costa
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Altimetria Satelital - Problema:- Extrapolação dos dados até a costa
→ MSL→ Geóide→ Modelo hidrodinâmico
- Reprocessamento dos dados brutos (re-tracking)
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A superfície dos oceanos difere de uma superfícieequipotencial global em ± 2m (TNMM). Como aTNMM está associada com fenômenos dinâmicos,tais como: correntes oceânicas, salinidade,temperatura, entre outros; uma série de ciênciastem na Altimetria Satelital valiosa fonte deinformações para suas pesquisas.
Na Geodésia o relacionamento da superfície do marcom o geóide consiste numa grande fonte deinformações para o estabelecimento de um Sistemade Altitudes Global, por exemplo.
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COLÔMBIA
Buenaventura(Datum 2)
H1P
P
NMM (1949-1957)
Elipsóide
BRASIL
Imbituba(Datum 1)
Geóide GlobalW0
NMM (1951-1968)
W1
W2
H2P
TNMM2 TNMM1
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Problemas associados
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http://iag.ign.fr/abstract/pdf/Ihde_REFAG2010.pdf
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Fonte: Sánchez (2009)www.iag2009.com.ar
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s SSH (Sea Surface Height) compreende dois efeitos principais:- Geóide- Circulação oceânica, etc → topografia dinâmica
↓(SSH – geóide)
Topografia Dinâmica
Fonte: www.space.dtu.dk
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s Topografia do Nível Médio do Mar – TNMM
- tanto hNMM quanto N devem possuir resoluções similares
- as ondulações geoidais, provenientes do modelo global, devem ser dadas num sistema de marés consistente com o usado no cálculo de hNMM
- o sistema de referência no qual baseia-se o modelo do geopotencial geralmente não é idêntico ao utilizado pela Altimetria por Satélites. Com isso é necessária a transformação para um sistema de referência comum
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Conhecimento acerca da Superfície do Mar
- estimativa da altura do nível médio do mar (hNMM) a partir dos dados da Altimetria por Satélites gera modelos de superfície para o NMM, como o modelo CLS01- este modelo é uma combinação do NMM com o EGM96 nos continentes- o NMM foi calculado com base nos dados das missões ERS-1/2, GEOSAT e T/P. O modelo abrange as latitudes 80ºS a 82ºN com uma resolução espacial de 2’- nos continentes foi utilizado o modelo EGM96, sendo que a conexão entre os dois modelos foi feita de forma a ter-se um gradiente suavizado nas regiões costeiras
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s Conhecimento acerca da Superfície do Mar
Na geração de modelos globais da superfície média do mar a partir de dados da Altimetria por Satélites, podem ser utilizados dados:
- de um determinado número de ciclos de uma missão- de todo o período de uma missão,- ou a partir da combinação de dados de diferentes missões
A combinação destes dados permite aumentar a resolução temporal e espacial com a qual a superfície do mar é mapeada.
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Alturas relativamente ao elipsóide de referênciaNÍVEL MÉDIO DO MAR
CLS01 Hernandez & Schaeffer 2001
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Conhecimento acerca do Geóide:
- erros na estimativa da TNMM são provenientes, na sua maioria, dos erros do modelo geoidal, assim a estimativa está limitada pelos erros no conhecimento do campo da gravidade- possibilidades de melhoria no desenvolvimento de modelos globais do geopotencial com os resultados das missões espaciais (CHAMP, GRACE e GOCE)- a vantagem em utilizar os resultados destas missões é o fato destes independerem dos referenciais verticais clássicos
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As informações vindas da Altimetria Satelital possibilitaram o incremento significativo da base de dados para:
- Determinação do campo de gravidade da Terra e suas variações temporais,- Geração de modelos globais de marés oceânicas- Geração de modelos hidrodinâmicos- Variações do nível médio do mar- Superfície do fundo oceânico- entre outros
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s Modelagem do campo de gravidade da Terra
Fonte: www.space.dtu.dk
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s Marés oceânicas
Fonte: www.space.dtu.dk
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A análise da média global do NM indica uma tendênciade elevação do nível do mar de ~2mm/ano.
Determinações da média global (cm)
Tendência média global (mm/ano)
FONTE: Bosch, 2002
Variação do NMM por Altimetria por Satélites
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Superfície média do mar menos geóide do GRACEEstimativas para as principais correntes oceânicas
Crédito: DGFI
Topografia do Nível Médio do Mar
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A altimetria por satélites, mais que uma técnicapromissora para a Geodésia, é hoje uma ferramentaessencial para os métodos geodésicos, quer em escalaglobal quer para aplicações mais específicas;
A disponibilidade de dados é uma característica quepermite amplo acesso quer para grupos de pesquisaconsolidados na área como também para gruposemergentes;
A integração da altimetria por satélites com outrasmissões espaciais, tais como as dedicadas à gravimetriaapresenta um potencial elevado para a substituição demétodos convencionais, que por seus custos edemandas apresentam-se inviáveis.
CONSIDERAÇÕES FINAIS: