Revista Brasileira de Meteorologia (Dec 2010)
Raindrop distribution in the Eastern Coast of Northeastern Brazil using disdrometer data Distribuição do tamanho de gotas de chuva para a Costa Leste do Nordeste do Brasil utilizando dados de disdrômetro
Abstract
Usually a single literature-suggested Z-R relationship, where Z the radar reflectivity factor and R the rain rate, is used for weather radar data interpretation. It is desirable to calculate a Z-R relationship by precipitation type to improve the accuracy of quantitative rainfall rate in case of coexistence of different precipitation types, such as, in the area of precipitation produced from a Mesoscale Convective System (MCS). In general, in the MCS trailing anvil, the stratiform precipitation does not fall as drizzle. Rather, the rainfall can assume significant intensity (~10 mm h-1) with showery character. For that reason, in this study, the precipitations were classified into convective and stratiform type, to produce optimum rainfall estimates. Therefore, Z-R relationships were developed for the Eastern Coast of Northeastern Brazil (NEB) using rainfall raindrop size distribution (DSD) data collected with a disdrometer RD-69, aiming their utilization to start the operation of a weather radar system. In this study, due to operation and maintenance facilities, the disdrometer was installed in the Campus of the Universidade Federal de Alagoas (The Federal University of Alagoas) in Maceió in 2001, 12 months before the complete installation of a new radar system. The DSD was stratified by rainfall rate classes. It is found that the DSD are clearly dependent on the parameters of the analytical distribution functions are, and show a marked monthly variability. The parameters of the frequency distributions are dependent on R. The forms of DSDs are similar but the amount of droplets in each one very strongly. This may be possible due to the short period of data collection or to the intraseasonal rainfall variability. The general relationship for the Eastern Coast of NEB was found to be Z = 176.5 R1.29, with correlation coefficient equal to 0.83. This equation is in accordance with the ones for stratiform rain reported in the literature. We found that the convective rain observed is produced by convective cells imbedded into stratiform cloud layers. However, when separating stratiform and convective rainfall we found that the linear coefficient of the Z-R relation is significantly smaller for convective rainfall than for stratiform one (65 and 167 respectively), but the exponential coefficient is higher for convective than for stratiform (1.69 and 1.26 respectively).A relação Z-R, onde Z é o fator reflectividade radar e R a taxa de chuva, utilizada para interpretação de dados de radar meteorológico é geralmente baseada nas relações sugeridas na literatura. É importante calcular uma relação Z-R para diferentes regimes de precipitação para a melhoria da exatidão dos quantitativos de taxa de chuva, principalmente em caso de coexistência de diferentes tipos de precipitação, como por exemplo, na área de precipitação produzida a partir de um Sistema Convectivo de Meso-escala (MCS). Em geral, no MCS, acoplados à bigorna, a precipitação estratiforme pode não ocorrer como chuvisco. Ao contrário, a precipitação pode assumir uma intensidade maior (~10 mm h-1) e, com características claramente flutuantes, apresentar pancadas de chuva. Por essa razão, neste estudo, as precipitações foram classificadas como convectivas e estratiformes, para se obter melhores estimativas de chuva. Portanto, relações Z-R foram estabelecidas para a Costa Leste do Nordeste do Brasil (NEB) utilizando dados de precipitação obtidos com um Disdrômetro RD-69, visando a operação de um novo sistema de radar meteorológico. Neste estudo, devido às facilidades de operação, manutenção e instalações, o Disdrômetro foi instalado no campus da Universidade Federal de Alagoas em Maceió em 2001, 12 meses antes de completar a instalação do sistema de radar. A Distribuição do tamanho de gotas (DSD) foi estratificada por classes de taxa chuvas. Verificou-se que as DSDs dependem claramente dos parâmetros das funções de distribuição analíticas e mostram uma variabilidade mensal acentuada. Os parâmetros da freqüência de distribuição são dependentes de R. As formas das DSDs são similares, mas a quantidade de gotas em cada uma varia consideravelmente. Isto possivelmente pode ser devido ao curto período de coleta de dados ou devido à variabilidade intra-sazonal. A relação Z-R geral para a Costa Leste do NEB é Z = 176,5 R1.29, com coeficiente de um correlação de 0,83. Esta equação está em conformidade com as equações encontradas para chuvas estratiformes descritas na literatura. Constata-se que as chuvas convectivas observadas são produzidas por células convectivas normalmente embutidas em camadas de nuvens estratiformes. No entanto, quando se separa chuvas estratiformes das convectivas, verifica-se que o coeficiente linear da relação Z-R é significativamente menor para chuvas convectivas do que para as estratiformes (65 e 167 respectivamente), mas, o coeficiente exponencial é maior para as convectivas do que para as chuvas estratiformes (1,69 e 1,26 respectivamente).
Keywords
