Downward longwave radiation estimates for clear-sky conditions over northeast Brazil

Santos, Carlos Antônio Costa dos; Silva, Bernardo Barbosa da; Rão, Tantravahi Venkata Ramana; Satyamurty, Prakki; Manzi, A. O.

doi:10.1590/s0102-77862011000300010

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“…Typically, ground level temperature and humidity are used as parameterization factors for calculation of the DSLR under clear skies. Most of the parameterization schemes are based on empirical relationships between the DSLR and atmospheric temperature and humidity, or both, although some are based on radiative transfer theory [10][11][12][13][14][15]. These empirical schemes can perform well under clear sky conditions, especially in climatic conditions similar to those in which they were derived.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Estimation of Downwelling Surface Longwave Radiation under Heavy Dust Aerosol Sky

Wang

Tang

et al. 2017

Remote Sensing

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Abstract:The variation of aerosols, especially dust aerosol, in time and space plays an important role in climate forcing studies. Aerosols can effectively reduce land surface longwave emission and re-emit energy at a colder temperature, which makes it difficult to estimate downwelling surface longwave radiation (DSLR) with satellite data. Using the latest atmospheric radiative transfer code (MODTRAN 5.0), we have simulated the outgoing longwave radiation (OLR) and DSLR under different land surface types and atmospheric profile conditions. The results show that dust aerosol has an obvious "warming" effect to longwave radiation compared with other aerosols; that aerosol longwave radiative forcing (ALRF) increased with the increasing of aerosol optical depth (AOD); and that the atmospheric water vapor content (WVC) is critical to the understanding of ALRF. A method is proposed to improve the accuracy of DSLR estimation from satellite data for the skies under heavy dust aerosols. The AOD and atmospheric WVC under cloud-free conditions with a relatively simple satellite-based radiation model yielding the high accurate DSLR under heavy dust aerosol are used explicitly as model input to reduce the effects of dust aerosol on the estimation of DSLR. Validations of the proposed model with satellites data and field measurements show that it can estimate the DSLR accurately under heavy dust aerosol skies. The root mean square errors (RMSEs) are 20.4 W/m 2 and 24.2 W/m 2 for Terra and Aqua satellites, respectively, at the Yingke site, and the biases are 2.7 W/m 2 and 9.6 W/m 2 , respectively. For the Arvaikheer site, the RMSEs are 23.2 W/m 2 and 19.8 W/m 2 for Terra and Aqua, respectively, and the biases are 7.8 W/m 2 and 10.5 W/m 2 , respectively. The proposed method is especially applicable to acquire relatively high accurate DSLR under heavy dust aerosol using MODIS data with available WVC and AOD data.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Estimation of Downwelling Surface Longwave Radiation under Heavy Dust Aerosol Sky

Wang

Tang

et al. 2017

Remote Sensing

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“…A radiação de onda longa incidente na superfície foi computada a partir da equação de Stefan-Boltzmann (Santos et al, 2011): ) e Ta é a temperatura do ar próxima à superfície obtida na torre (K).…”

Section: Balanço De Radiação Por Sensoriamento Remotounclassified

Estimate of radiation balance on crop irrigation for cane sugar using remote sensing data orbital

Sá

Sobrinho

Silva

et al. 2016

Revista Brasileira De Geografia Física

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Artigo recebido em 06/05/2016 e aceito em 14/09/2016 R E S U M O O emprego de técnicas de sensoriamento remoto para estudos de radiação solar, juntamente com dados de superfície, tem sido indispensável à estimativa dos componentes do balanço de energia e da evapotranspiração em várias escalas de tempo e espaço. Assim, objetivou-se determinar os componentes do balanço de radiação em área de cana-de-açúcar a partir de produtos MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) e do modelo SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) e validá-los com dados obtidos à superfície em área produtiva de cana-de-açúcar irrigada pertencente à empresa Agroindústrias do Vale do São Francisco S.A -Agrovale no município de Juazeiro -BA. Foram utilizados dados espectrais de quatro imagens MODIS, uma para cada fase fenológica da cultura; e medições à superfície dos componentes do balanço de radiação sobre o canavial. Não houve nenhuma condição atípica no comportamento dos componentes do balanço de radiação obtidos à superfície, quando se consideraram os diferentes estádios de desenvolvimento da cultura, embora seus valores absolutos tenham sido diferentes. Os termos do balanço de radiação observados na área de estudo por meio de imagens MODIS, aplicando o modelo SEBAL, foram consistentes e próximos daqueles medidos à superfície, exceto para o albedo que apresentou erros de 54,5%, 50%, 11,7% e 26% para os dias representativos das fases de brotação e emergência, perfilhamento e estabelecimento da cultura, crescimento e desenvolvimento dos colmos e maturação, respectivamente. Conclui-se, que o sensoriamento remoto pode ser usado na determinação dos componentes do balanço de radiação utilizando imagens MODIS. Palavras-chave: Fluxo radiativo; evapotranspiração; saldo de radiação. Estimate of radiation balance on crop irrigation for cane sugar using remote sensing data orbital A B S T R A C TThe use of remote sensing techniques for solar radiation studies, associated to surface data have been indispensable to estimate the energy balance components and the evapotranspiration at various scales of time and space. Thus, the aim of this study was to determine the components of the radiation balance in sugarcane area from MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) and SEBAL model (Surface Energy Balance Algorithm for Land) and validate them with data to the surface in an irrigated commercial area of sugarcane belonging to the company Agribusiness of the São Francisco Valley S. A -Agrovale in Juazeiro -BA, Brazil. It was non usual condition in the behavior of the terms of the radiation balance obtained on the surface, when considering the different growth stages although the absolute values of the terms were different. The terms of the radiation balance found in the study area using MODIS images applying SEBAL model showed consistent and similar values to those found on the surface except for the albedo that had errors of 54.5%, 50%, 11.7% and 26% for days which corresponded to phenological phases of budding and emergency,...

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“…A radiação IVT incidente na superfície foi computada a partir da equação de Stefan-Boltzmann (Santos et al 2011b): L↓ = e a σT a 4 (9) em que e a é a emissividade da atmosfera, σ é a constante de Stefan-Boltzmann (5,67x10…”

Section: Implementação Do Modelo Sebalunclassified

Validação do balanço de radiação obtido a partir de dados MODIS/TERRA na Amazônia com medidas de superfície do LBA

Oliveira

Moraes

2013

Acta Amaz.

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RESUMOEste estudo tem como objetivo estimar os componentes do balanço de radiação em duas regiões do estado de Rondônia (sudoeste da Amazônia brasileira), a partir de dados do Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS/TERRA) por intermédio do modelo Surface Energy Balance Algorithms for Land (SEBAL), e validar os resultados com informações adquiridas por torres micrometeorológicas do projeto LBA sob as condições de pastagem (Fazenda Nossa Senhora Aparecida) e floresta (Reserva Biológica do Jaru). A implementação do modelo SEBAL foi realizada diretamente sobre os dados MODIS e incluiu etapas envolvendo o cômputo de índices de vegetação, albedo e transmitância atmosférica. A comparação das estimativas geradas a partir de dados MODIS com as observações resultou em erros relativos para a condição de pastagem variando entre 0,2 e 19,2%, e para a condição de floresta variando entre 0,8 e 15,6%. A integração de dados em diferentes escalas constituiu uma proposição útil para a estimativa e espacialização dos fluxos de radiação na região amazônica, o que pode contribuir para a melhor compreensão da interação entre a floresta tropical e a atmosfera e gerar informações de entrada necessárias aos modelos de superfície acoplados aos modelos de circulação geral da atmosfera. PALAVRAS-CHAVE: balanço de radiação na superfície, albedo, sensoriamento remoto, modelo SEBAL, radiômetros. Validation of net radiation obtained from MODIS/TERRA data in Amazonia with LBA surface measurements ABSTRACTThis study aims to estimate the components of net radiation in two regions located in the state of Rondônia (southwest of the Brazilian Amazon), using Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS/TERRA) data based on Surface Energy Balance Algorithms for Land (SEBAL) model, and to validate the results with information acquired by the micrometeorological towers of LBA under the conditions of pasture (Fazenda Nossa Senhora Aparecida) and forest (Reserva Biológica do Jaru). Implementation of SEBAL model was performed directly on the MODIS data and included steps involving the computation of vegetation indices, albedo and atmospheric transmittance. Comparison between estimates from MODIS data and the observations showed relative errors for the condition of pasture between 0.2 and 19.2%, and for the condition of forest ranging between 0.8 and 15.6%. The integration of data at different scales was a useful proposition for the estimation and spatialization of the radiation fluxes in the Amazon region, which may contribute to a better understanding of the interaction between Amazon rainforest and atmosphere, and generate input information needed to the surface models coupled to atmospheric general circulation models.

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Downward longwave radiation estimates for clear-sky conditions over northeast Brazil

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Estimation of Downwelling Surface Longwave Radiation under Heavy Dust Aerosol Sky

Estimation of Downwelling Surface Longwave Radiation under Heavy Dust Aerosol Sky

Estimate of radiation balance on crop irrigation for cane sugar using remote sensing data orbital

Validação do balanço de radiação obtido a partir de dados MODIS/TERRA na Amazônia com medidas de superfície do LBA

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