Análise dos resultados

Analisando as Figuras 8.9 e 8.16, pode-se notar que os valores de IWV/GPS mostram boa compatibilidade com os valores gerados pelas radiossondas avaliadas. Nessa análise, o fato de que também as radiossondas apresentam incertezas em seus valores não pode deixar de ser considerado. Isso pode ser observado na tabela 6.4, onde são mostrados os resultados da comparação dos valores gerados pelas radiossondas com os gerados pelos WVRs. Por esse motivo os valores das quantidades estatísticas apresentadas nesse trabalho são relativos e representam os erros do IWV/GPS com relação aos valores gerados pelas radiossondas.

Os valores apresentados na Tabela 8.7 mostram uma boa acurácia entre os valores de IWV gerados pelo processamento dos dados GPS e

pelas radiossondas. Os valores obtidos na campanha de Bauru foram piores que os obtidos na campanha de São Paulo, devido à presença de diversos fatores que prejudicaram os resultados do IWV/GPS obtidos na primeira campanha. Entre esses fatores pode-se destacar o multicaminho, a alta atividade ionosférica e outros efeitos sistemáticos desconhecidos.

A forte ocorrência de multicaminho, ocasionado pelos obstáculos localizados próximos da estação BAUR, influenciou os resultados na determinação do IWV na campanha realizada em Bauru. Devido à presença desse efeito, as coordenadas dessa estação tiveram que ser precariamente injuncionadas, pois utilizando valores menores para o desvio padrão dessas coordenadas (2cm ao invés de 55cm como foi usado), os resultados foram muito piores.

Nessa campanha, além da ocorrência de multicaminho, houve a presença de um erro sistemático nos resultados do dia 193 e parte do dia 194, cuja procedência ainda é desconhecida. Esse efeito pode ser verificado nas Figuras 8.9, 8.11 e 8.12, sendo que nas duas últimas ele está mais evidente devido à alteração na escala gráfica. Os valores gerados no final de um processamento e no início de um outro não apresentaram saltos, com exceção do dia 193, o que ressalta a presença desse erro sistemático.

Registros da atividade solar, efetuados continuamente ao longo dos últimos 200 anos, têm mostrado que existe uma periodicidade de aproximadamente 11 anos, das épocas em que tal atividade é mais elevada. Ela aumenta o conteúdo eletrônico total (TEC) da atmosfera que é responsável pelo atraso ionosférico nos sinais GPS. O ano de 2000 encontra-se na fase de máxima

atividade solar do denominado ciclo 23 (Kunches, 2000). Durante essa fase é comum a ocorrência de tempestades ionosférica e geomagnética. No período de 14 a 16 de julho de 2000, os equipamentos a bordo do satélite SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) detectaram a ocorrência de uma forte tempestade

geomagnética. Comparada com as anteriores, essa tempestade é a mais forte desde julho de 1991, sendo a maior registrada no corrente ciclo (Kunches, 2000). O efeito dela sobre o processamento dos dados GPS para a determinação do IWV foi notório, como mostram as Figuras 8.9 e, de forma mais evidente, a 8.14. A altíssima variação do IWV, ocorrida no período de maior intensidade solar do dia 196 (14/07/2000), foi provavelmente decorrente da alta atividade ionosférica sobre os sinais GPS, produzida pela influência dessa tempestade geomagnética. Atualmente têm sido desenvolvidos modelos que possam estimar o atraso ionosférico provocado pela variação da atividade solar, através do emprego de algoritmos que comparam com as variações ocorridas nos ciclos anteriores (Kunches, 2000).

A aplicação da equação (7.2) para a determinação do valor aproximado da temperatura média troposférica a partir da temperatura medida na superfície pode ter gerado incertezas nos resultados do IWV/GPS. Isso porque tal equação foi gerada por um pequeno conjunto de radiossondas má distribuídas temporalmente. Um maior número de radiossondas com distribuição temporal mais adequada pode reduzir as imprecisões desse modelo.

Ao contrário de Bauru, a campanha realizada em São Paulo reuniu as condições ideais para se investigar a aplicação do GPS na quantificação

dos valores de IWV. Os reflexos dessas boas condições podem ser notados nos bons resultados gerados nessa campanha (Tabela 8.7). A boa localização da estação SAOP é um dos fatores que mais contribuiu para se obter essas ideais condições. Mas, para isso, a antena GPS teve que ficar distante e com grande desnível com relação ao barômetro da estação EMS-MT. No entanto, a correção das medidas de pressão atmosférica, necessária devido a esse desnível, mostrou-se satisfatória.

O fato das coordenadas das estações terem sido determinadas por meio da utilização dos mesmos dados usados na estimativa dos valores de IWV pode ter prejudicado os resultados obtidos, devido à dependência estatística

existente, e não considerada, entre as coordenadas injuncionadas e os demais parâmetros ajustados no processamento que estimou os valores do DZW. A solução

para isso, seria não utilizar os dados empregados na determinação das coordenadas dessas estações na quantificação do IWV. Porém essa estratégia faria diminuir a quantidade (cujo número já bastante reduzido) de radiossondas avaliadas nessas campanhas.

A origem do erro encontrado nos resultados gerados pelo GPSurvey, ao determinar as coordenadas da estação SAOP, é desconhecida. No entanto, tal fato merece mais pesquisas objetivando identificar suas causas.

Quanto à comparação dos valores do DZW, obtido pelo GPS e

pelas radiossondas, ambas as técnicas mostraram-se bastante compatíveis, como mostra as Figuras 8.20 e 8.21. Um erro médio de apenas 8mm nos valores de DZW

dimensão desse erro indica que os valores do DZW gerados pelo GOA-II podem

ser ótimos valores de referência para a avaliação dos modelos que tratam o atraso zenital troposférico. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 Dia 197 Dia 196 Dia 195

Dia 192 Dia 193 Dia 194

Si g m a Dzw ( m )

Horas da campanha realizada em Bauru

Figura 8.22. Desvio padrão dos valores do DZW utilizados na quantificação

do IWV para cada hora da campanha de Bauru.

0 50 100 150 200 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 Dia 181 Dia 180

Dia 174 Dia 175 Dia 177 Dia 178 Dia 179

Dia 173 Dia 176 Dia 172 Si gma Dz w ( m )

Horas da campanha realizada em São Paulo

Figura 8.23. Desvio padrão dos valores do DZW na campanha de São Paulo

(traço contínuo). O traço e cruz representa o desvio padrão obtidos ao

utilizar a 5mm/ h.

Um valor importante para a aplicação do GPS na quantificação do IWV é a precisão com que os valores do atraso zenital troposférico são

estimados a partir do processamento dos dados GPS. Nas Figuras 8.22 e 8.23, são apresentados os desvios padrão dos valores do DZW utilizados na quantificação do

IWV, nas campanhas de Bauru e São Paulo, respectivamente. Na Tabela 8.10 são

apresentados os desvios padrão dos valores do DZW obtidos pela comparação com

os valores gerados pelas radiossondas para ambas as campanhas realizadas.

Um parâmetro que apresenta grande influência nos valores dos desvios padrão do DZW é a taxa de aumento de sua variância no filtro de Kalman.

Aproveitando as condições ideais reunidas na campanha realizada em São Paulo, foi feito um teste, sendo que o valor inicial de 2cm/ h (valor utilizado no

processamento que gerou os valores do IWV/GPS na campanha de São Paulo) foi alterado para 5mm/ h. O resultado dessa alteração foi uma redução considerável

nos valores do desvio padrão do DZW , como pode ser visto na Figura 8.23, nos

dias 175 ao 177. Apesar da grande melhoria da precisão, os valores do DZW

tiveram pequena alteração, mostrando a necessidade de estudos mais aprofundados para identificar qual a taxa mais adequada que fornece os melhores resultados com a maior precisão.

9. AVALIAÇÃO DA MODELAGEM DO ATRASO ZENITAL