Neste trabalho, inicialmente foram caracterizados os dados de vapor dágua precipitável (PWV) já disponíveis para a cidade de São Paulo-SP, obtidos por fotômetros solares e radiossondas, e posteriormente foi também desenvolvida uma nova técnica de medida de PWV baseada em imagens radiometricamente calibradas do céu inteiro geradas por uma câmera no infravermelho, em comprimentos de onda entre 10 e 12 m. A radiância espectral (L) descendente foi obtida e, para os casos estudados, foi verificado que L é sensível ao PWV, à distribuição vertical de umidade e também às suas variações temporais, espaciais e sazonais. Comparando os valores de L medidos com simulações realizadas usando o software libRadtran, mostramos que o PWV pode ser determinado a partir do conhecimento prévio sobre o perfil de umidade local, informação essa que pode ser obtida de medidas de radiossonda específicas para o dia estudado ou a partir de análises estatísticas de dados anteriores. Este é um estudo inicial com o objetivo de provar o conceito da técnica proposta, tendo sido obtidas séries temporais diurnas para dois dias de verão e dois dias de inverno e ainda séries temporais noturnas para um dia de verão e um dia de inverno. Todas as medidas foram realizadas na cidade de São Paulo-SP. A comparação com dados do fotômetro solar, para um caso de condições atmosféricas estáveis, mostrou uma concordância do PWV médio dentro de 2,8% e uma precisão de medidas subsequentes de 1,9%. O grande diferencial introduzido pela técnica é que medidas de PWV também foram obtidas para cada um dos pixels de imagens, possibilitando assim a investigação de inomogeneidades espaciais de sua distribuição de uma forma que nenhuma das técnicas atualmente disponíveis permite. O método pode ser utilizado em medidas diurnas ou noturnas, sob condições de céu limpo ou parcialmente nublado e com frequência de amostragem de até 3 min¹. Aplicações potenciais incluem estudos sobre o processo de início da convecção e também a investigação do efeito twilight zone em torno de nuvens.

In this work, data on precipitable water vapor (PWV) already available for São Paulo-SP, obtained by solar photometers and radiosondes, were characterized and a new measurement technique based on all-sky images generated by an infrared camera, at wavelengths between 10 and 12 m, was developed. The radiometrically calibrated infrared downwelling spectral radiance (L) was acquired. For the studied cases, it was verified that L is sensitive to PWV, to the vertical distribution of water vapor and also to its temporal, spatial and seasonal variations. By comparing the measured L values to simulations made using the libRadtran software, we show that the PWV can be retrieved from prior knowledge of the local humidity profile. This information can originate from a specific radiosonde measurement for the studied day or from statistical analysis of past vertical humidity distributions. This is an initial study with the objective of proving the concept of the proposed technique. Diurnal time series were obtained for two summer days and two winter days and also night time series for one summer day and one winter day. All measurements were performed in the city of São Paulo-SP. Comparison with sunphotometer PWV retrievals, for a case of stable atmospheric conditions, showed an agreement of the average PWV within 2.8% and a precision of subsequent retrievals of 1.9%. The great advantage of the proposed technique is that PWV was also retrieved for each pixel of an image, thus enabling the investigation of spatial inhomogeneities of humidity distribution in a way that none of the currently available techniques allow. The method can be used for daytime or nighttime retrievals, under clear or partly cloudy sky conditions and with sampling rates of up to 3 min¹. Potential applications include studies on convection initiation processes and also the investigation of the twilight zone effect around clouds.