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 PARANÁregiane@ufpr.brsfreitas@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

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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

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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

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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: