SPDRAD3

Histórico de Desenvolvimento e Motivação

O SPDRAD teve sua primeira versão desenvolvida em 2010 como um protótipo com scripts em MATLAB e banco de dados PostgreSQL, no contexto do programa PIBIC/INPE. Em 2014, uma segunda versão trouxe avanços tecnológicos, incluindo suporte a dados diários e uma nova interface de acesso, também desenvolvida por bolsistas.

No entanto, limitações de pessoal e a curta duração das bolsas interromperam o progresso. Reconhecendo a importância da aplicação, o INPE retomou o projeto com uma equipe formada por tecnologistas de carreira, garantindo maior continuidade e qualidade no desenvolvimento. A expectativa é que o SPDRAD se consolide como uma ferramenta robusta e acessível para a comunidade científica e técnica interessada em dados de radiação solar.

As próximas seções apresentam a metodologia do trabalho e detalhes do desenvolvimento computacional, destacando os aspectos tecnológicos mais relevantes da solução atualmente em construção e as primeiras aplicações desenvolvidas.

Metodologia

Na sua organização atual, o SPDRAD3 é alimentado com dados de irradiância média diária. Uma lista única (arquivo de texto do tipo CSV) descreve locais de interesse com cinco informações:

  • código de identificação;
  • latitude;
  • longitude;
  • altitude e;
  • código para país ou rede do local.

A base de dados do SPDRAD3 ingere planilhas de texto mensais, organizadas segundo uma matriz de N linhas (locais disponíveis) com 36 colunas (dados mensais). As colunas contêm os 5 dados de definição do local, além de mais 31 valores diários para o respectivo mês da planilha (Tab. 1).

Tabela 1 – Exemplo de dados ingestados pelo sistema SPDRAD

Valores de irradiância média diária do mês de dezembro de 2019 estimados pelo modelo GL para a localização 31865.

Localização Latitude Longitude Altitude (m) País/Rede Dia 01 Dia 02 Dia 03 ... Dia 30 Dia 31
31865 -6,037 -38,467 502 19 303,4 308,5 313,6 ... 103,6 138,6

Dados ausentes ou incompatíveis são preenchidos com valores específicos, e.g. -999 ou 000. É o caso, por exemplo, dos últimos dias em meses como fevereiro ou novembro. Os valores diários incluem medidas estimadas pelo modelo GL 1.2 (base de dados de satélites) e obtidas por estações de coleta in-situ (base de dados de superfície).

Base de Dados de Satélites

O modelo GL 1.2 (Ceballos et al., 2004) opera CPTEC/INPE, processando imagens do canal VIS de satélites GOES (em diferentes instantes de tempo) e gerando matrizes de irradiância solar, com um total de 1800 x 1800 pixels e resolução espacial de 0,04º (grade regular).

Os valores de irradiância solar são obtidos a partir de uma operação de amostragem por pixel, ou seja, a coordenada geográfica de cada localização de interesse é remapeada para a grande regular produzida pelo modelo GL, em seguida o valor do pixel correspondente é extraído, para cada matriz disponível, dando origem a uma série temporal.

Base de Dados de Superfície

Planilhas de valores de irradiância média diária, obtidas por estações de coleta in-situ, com a mesma estrutura da base de dados de satélites são também ingeridas pelo SPDRAD3. São exemplos de fontes de dados disponíveis:

Nota: O SPDRAD3 está aberto para comunicações de dados de radiação que possam ser incluídos no seu acervo, de forma a enriquecer continuamente o fornecimento de informação (medições à superfície, acompanhadas da estimativa pelo modelo GL 1.2).

Nota: novas bases de dados serão incorporadas no futuro e divulgadas neste site.