estudo das anomalias de refração atmosférica durante o verão e inverno do ano de 2004 para a cidade de curitiba
FARIAS, José Felipe1, *; FOSTER, Paulo Roberto Pelufo1.

1Departamento de meteorologia –FMET –UFPEL;
Campus Universitário s/n – Caixa Postal 354 – CEP 96010-900. *jfsfarias2000@yahoo.com.br

1.	INTRODUÇÃO

Tendo em vista a evolução e o aprimoramento na tecnologia de radares, a utilização de satélites e os sistemas de comunicação os quais utilizam microondas como a telefonia móvel, tornou-se imprescindível o conhecimento da trajetória do feixe de radiação eletromagnética que depende de condições atmosféricas tais como temperatura e umidade.
De acordo com [3] para se estudar a propagação de microondas é necessário o conhecimento do perfil vertical do índice de refração uma vez que as condições de propagação das microondas podem ser descritas em termos de refração normal, super refração e sub-refração. No caso em que o feixe é desviado para cima do alvo, em direção contrária a superfície terrestre, tem-se a sub refração (dN/dZ > 0) que, normalmente, ocorre quando uma camada de ar frio e úmido se superpõe a uma camada estreita de ar mais quente e seco; quando o feixe sofre uma pequena mudança na sua direção inicial, não prejudicando a detecção dos alvos, tem-se a refração normal (-79 < dN/dZ < 0); quando o feixe é desviado na direção da superfície terrestre, tem-se a super refração (-157 < dN/dZ  < -79), que ocorre quando uma camada superior de ar quente e seco superpõe-se a uma camada de ar frio e úmido, e geralmente está associada a tempo calmo,sem turbulência. Quando a super-refração é muito forte e a onda eletromagnética fica oscilando dento de uma mesma camada, tem-se então o que chamamos de duto (dN/dZ < -157) [4].  

2.	MATERIAL E MÉTODOS

Os dados utilizados neste trabalho foram obtidos do arquivo da Universidade de Wyoming [5].  O perfil vertical de pressão, temperatura e umidade foram obtidos através do lançamento de radiossondas (microssonda VIS MARK-II) realizadas pela estação aerológica 83.840 Curitiba, PR (latitude: 25º longitude 49º, altitude: 900m), localizada no aeroporto Bacacheri. As sondagens referentes ao horário das 12 TMG foram realizadas nos períodos de verão (janeiro, fevereiro e março) e inverno (junho, julho e agosto) do ano de 2004. Os dados selecionados para este estudo correspondem à camada que vai da superfície terrestre até a altura de 6,5km. 
Segundo [2], a propagação das microondas é determinada pela variação no índice de refração do ar (n). Como o valor (n) é muito próximo da unidade, o índice de refração do ar é calculado pela radiorefratividade (N), a qual está relacionada com o índice de refração. Deste modo, segundo [2] e [4] a refratividade pode ser calculada com uma aproximação relativamente satisfatória através da seguinte equação: 

onde: n é o índice de refratividade, p é a pressão atmosférica (hpa), e é a pressão de vapor (hpa), e, T é a temperatura (K). Para o cálculo da pressão de vapor foi utilizado o método proposto por Wexler [1]. 

3. 	RESULTADOS E DISCUSSÃO

Do total de noventa e uma observações realizadas no verão e noventa e duas observações realizadas no inverno, do ano de 2004 é apresentada na Tabela 1 as anomalias referentes ao verão e na Tabela 2 as anomalias referentes ao inverno. 

Tabela 1. Anomalias referentes ao verão.
Casos	Janeiro	%	Fevereiro	%	Março	%	
Duto	4	4,39	7	7,69	10	10,99	
Super refração	8	8,79	12	13,19	9	9,89	
Super refração	8	8,79	24	26,37	20	21,98	
Refração normal	27	29,67	28	30,77	28	30,77	

Tabela 2. Anomalias referentes ao inverno.
Casos	Junho	%	Julho	%	Agosto	%	
Duto	9	9,78	9	9,78	10	10,87	
Sub-refração	9	9,78	8	8,69	7	7,6	
Super refração	22	23,91	13	14,13	14	15,22	
Refração normal	30	32,6	26	28,26	25	27,17	

Ao realizar-se o somatório das refrações atmosféricas observa-se que o mesmo é superior aos totais de observações (91 e 92), respectivamente, para os períodos de verão e inverno. Isto ocorre pelo fato de haver para um determinado dia mais de um tipo de anomalia de refração atmosférica em camadas diferentes.
 O comportamento das anomalias da refração atmosférica no decorrer dos períodos analisados, respectivamente, verão e inverno, podem ser observados na figura 1, tendo no eixo horizontal os dias do mês e no eixo vertical o número de eventos expresso em porcentagem. Ao analisar-se o período relativo ao verão, de um total de (91) observações o mês de fevereiro apresentou uma maior ocorrência de anomalias de refração atmosférica, tendo para o caso de sub refração 13,19% ou 12 sondagens; 26,27% ou 24 sondagens para o caso de super refração; e 30,77% ou 28 sondagens para o caso de refração normal. O mês de março apresentou 30,77% ou 28 sondagens para o caso de refração normal.

Figura 1. Comportamento das anomalias referentes aos períodos analisados verão (esquerda) e inverno (direita). 

Em relação ao período de inverno, de um total de 92 observações, o mês de junho apresentou uma maior ocorrência de anomalias de refração atmosférica, assim distribuídas: sub refração 9,78% ou 9 sondagens; 23,91% ou 22 sondagens para o caso de super refração; e, 32,6% ou 30 sondagens para o caso de refração normal. 
Resultados evidenciam que houve uma maior ocorrência de refração normal em ambos os períodos (verão e inverno), situação esta que é dominante na atmosfera, como a própria nome denominação especifica, nesse caso não havendo prejuízo na detecção dos alvos. Percebe-se que a super-refração apresentou um maior número de ocorrências no verão, assim como dutos, uma vez que nesta estação do ano devido à altitude de Curitiba, tem-se ar quente e seco sobre ar frio e úmido. Como a ocorrência de sub-refração está relacionada às camadas mais altas da atmosfera, por isso tanto no verão quanto no inverno a mesma ocorreu, sendo maior no verão, em função da superfície aquecer-se mais e, conseqüentemente, logo o ar frio e úmido característico desse tipo de refração fica retido nas camadas mais baixas porque a cidade de Curitiba situa-se a uma altitude superior a 900 metros.  

4. CONCLUSÕES

Este trabalho mostrou que houve uma maior incidência de refração normal tanto no verão quanto no inverno, de modo que neste caso não haveria prejuízo na detecção dos alvos. Casos de sub-refração, super refração e dutos foram observados com maior incidência nos meses de verão. Um ponto importante que deve ser lembrado, é que a cidade de Curitiba situa-se a uma altitude de mais de 900 metros.  

5.	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] ALONSO, MF. ; FOSTER, PRP. Comparação dos principais métodos de cálculo da pressão de vapor para estudar a variabilidade espacial, temporal da refratividade atmosférica no sul do Brasil. 10º congresso de iniciação científica, 2001, Pelotas 78p.44. 
[2] Battan, L.J. Radar observation of the atmosfhere. University of Chicago Press, 324p.1973.  
[3] DOCKERY, G.D.Modeling Electromagnetic wave propagation in the troposphere using the parabolic equation. IEEE Trans. Antennas Propagation, 1988, 36 p.1464-1470.
[4] MACHADO, C.C. Estudo das anomalias de refração atmosférica. Pelotas, 2003, 78 p. Dissertação (Mestrado em Meteorologia), Universidade Federal de Pelotas.
[5] WYOMING UNIVERSITY. On line disponível na internet: http://weather.uwyo.edu/upperair/souding.html