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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.85.2023.tde-10072023-094644
Document
Author
Full name
Amanda Vieira dos Santos
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2023
Supervisor
Committee
Landulfo, Eduardo (President)
Andrade, Maria de Fatima
Moreira, Gregori de Arruda
Title in English
Retrieval of the planetary boundary layer height in São Paulo from ceilometer and lidar measurements
Keywords in English
ceilometer
lidar
Planetary Boundary Layer
remote sensing
Wavelet Covariance Transform
Abstract in English
Remote sensing systems are powerful tools for atmospheric measurements. In this work, a comparison is presented between two remote sensing systems, a lidar and a ceilometer, in determining the height of the Planetary Boundary Layer (PBL) in the city of São Paulo with the Wavelet Covariance Transform (WCT) method. All data included in this work was collected between February and December, 2021. The systems used were an elastic lidar (MSP-LIDAR I), which operates at 355 nm, 532 nm and 1064 nm, and a ceilometer (Lufft CHM 15k ceilometer) which operates only in the infrared, at 1064 nm. The results are compared in different situations through case studies, which show good agreement between the values obtained with the data from both instruments in calm situations. The monthly average PBL top heights between February and December 2021 and the diurnal average of the PBL are obtained, and it is possible to observe the diurnal and seasonal cycles of the PBL. The results show good applicability of the ceilometer for carrying out measurements to obtain the PBL top height. An application of the data is presented, comparing the heights obtained throughout 2021 with CO2 concentrations measured in three locations in São Paulo, and the results show an anti-correlation between the height of the PBL and the concentration of this gas.
Title in Portuguese
Obtenção da altura da Camada Limite Planetária em São Paulo a partir de dados de ceilômetro e lidar
Keywords in Portuguese
Camada Limite Planetária
ceilometer
lidar
sensoriamento remoto
Wavelet Covariance Transform
Abstract in Portuguese
Sistemas de sensoriamento remoto são ferramentas poderosas para a realização de medidas atmosféricas. Neste trabalho, é apresentada uma comparação entre dois sistemas de sensoriamento remoto, um lidar e um ceilômetro, na determinação da altura da Camada Limite Planetária (CLP) na cidade de São Paulo com o método Wavelet Covariance Transform (WCT). Todos os dados utilizados neste trabalho foram coletados entre fevereiro e dezembro de 2021. Os instrumentos operaram durante o ano de 2021. Os sistemas utilizados foram um lidar elástico (MSP-LIDAR I), que opera em 355 nm, 532 nm e 1064 nm, e um ceilômetro (Lufft CHM 15k ceilometer) que opera apenas no infravermelho, em 1064 nm. Os resultados foram comparados em diferentes situações através de estudos de caso, que mostraram boa concordância entre os valores obtidos com os dados de ambos os instrumentos em situações de calmaria. Foram obtidas as alturas médias mensais do topo da CLP entre fevereiro e dezembro de 2021 e a média diurna da PBL, e foi possível observar os ciclos diurno e sazonal da PBL. Os resultados mostraram boa aplicabilidade do ceilômetro para realização de medidas para obtenção da altura do topo da PBL. Uma aplicação dos dados foi apresentada, comparando as alturas obtidas ao longo de 2021 com concentrações de CO2 medidas em três locais de São Paulo, e os resultados mostraram anti-correlação entre a altura da CLP e a concentração desse gás.
 
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Publishing Date
2023-07-12
 
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