Validação regional de estimativas de precipitação obtidas por satélite (imerg) na bacia hidrográfica do rio Mondego

Abstract

A precipitação é um componente essencial do ciclo hidrológico e energético global. Medir este fenómeno de maneira fiável e precisa é crucial para a gestão de recursos hídricos e para a monitorização de desastres naturais.Medições de precipitação através de métodos convencionais são efetuadas com recurso a estações in situ e, quando disponíveis, radares meteorológicos. A distribuição destes sistemas raramente é adequada e a densidade das estações é altamente variável. Isto origina lacunas de dados significativas um pouco por todo o mundo, o que origina sérios problemas de representatividade.Para solucionar estes problemas, várias agências espaciais criaram e lançaram missões de observação terrestre, para coletar informação meteorológica à escala quase global. Sendo a mais recente missão a Global Precipitation Measurment Mission. Para estes dados puderem ser usados para uma dada área geográfica, quer para o desenvolvimento de aplicações críticas, quer em estudos de caracter cientifico, é imperativo que sejam validados.Neste estudo, dados gerados pelo GPM (IMERG) foram validados para a Bacia Hidrográfica do Rio Mondego. Esta é uma região com uma topografia complexa, que apresenta diversos obstáculos à obtenção de dados de precipitação via satélite. Comparou-se a Late run do IMERG com medições in situ disponibilizadas pela rede meteorológica do SNIRH.Foram estudados quatro anos e meio de dados (Março/2014 até Dezembro/2018), a várias escalas temporais, com recurso a métodos estatísticos frequentemente utilizados neste tipo de estudos, analisando-se a distribuição espacial dos resultados.Verificou-se que de um modo geral o produto IMERG é competente a quantificar a pluviosidade, no entanto os resultados não são homogéneos para a área em estudo. Existe uma sobrestimação da pluviosidade na zona costeira e uma subestimação na zona correspondente à encosta NO das Serras da Estrela e da Lousã.Concluiu-se que a qualidade das estimativas do produto IMERG e a sua alta resolução espaciotemporal potenciam o uso dos dados gerados no desenvolvimento de aplicações operacionais e em estudos futuros de carácter hidrológico.

Rainfall is an essential component of the energetic and hydrologic cycles. Gathering accurate rainfall measurements is a requirement for good water resource management and natural disaster monitoring. Precipitation measurements through conventional methods employ the use of in situ stations and, when available, meteorological radars. The distribution of these systems is rarely adequate and the gauge density is highly variable, this can cause serious problems due to the data being non representative.To find a solution to these issues, several space agencies designed and launched earth observation missions, with the aim to collect meteorological data at a near-global scale. The Global Precipitation Measurement Mission is the most recent of its kind.However for this data to be used, for either the development of critical applications or hydrological studies, it needs to have been previously validated.In this study, data generated by GPM (IMERG) was validated for the hydrographic basin of the Mondego River. This region is affected by complex topography which poses significant challenges to the gathering of rainfall data via satellite retrieval methods. The Late run of the IMERG product was compared with in situ measurements, made available via SNIRH’s meteorological network.Four years and a half of data were studied, from March 2014 to December 2018. Different observation lengths were studied and the data’s special distribution was analyzed.Overall the results show that the IMERG product is competent at estimating the amount of rainfall, however the results vary across the study area, with the coastal areas showing an overestimation of the rainfall amounts, and the southwest facing slopes of Serra da Estrela and Lousã, the two main topographic features present in the area showing an underestimation of the rainfall events.Lastly it was deemed that the quality and high spatiotemporal resolution of the IMERG estimates, enable its data to be used in the development of operational applications and in future hydrological studies.