Variabilidade do conteúdo de ozônio da rede Shadoz em duas estações tropicais: Natal e Paramaribo
Ozone (O3) is a natural gas that filters the sun's ultraviolet radiation and thus reduces the harmful effects of type B ultraviolet radiation (UV-B) that reach the Earth, acts as a protective shield and therefore the importance of studying the stratospheric O3. The study aims to identify the...
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Universidade Federal do Rio Grande do Norte
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Climatologia Perfil vertical Variabilidade interanual Ozônio estratosférico Ferreira, Marinete da Silva Variabilidade do conteúdo de ozônio da rede Shadoz em duas estações tropicais: Natal e Paramaribo |
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Ozone (O3) is a natural gas that filters the sun's ultraviolet radiation and thus reduces the harmful
effects of type B ultraviolet radiation (UV-B) that reach the Earth, acts as a protective shield
and therefore the importance of studying the stratospheric O3. The study aims to identify the
modes of seasonal and interannual variability of O3 in Natal and Paramaribo, using O3 vertical
profile data due to mixing from the SHADOZ network station and observed data from ERA5
for 21 years of data (1998-2018). ) to the height of 29 km. With the equations of the time series,
mean and standard deviation, it was possible to calculate the monthly values and climatology
of the series studied. To compare the data series, the correlation and the MBE (Mean Bias
Error), MABE (Mean Absolute Bias Error) and RMSE (Root Mean Squared Error) indices were
used, which correspond to the average error between the data. The regression line was used to
show trends in the cities' O3 data and the Morlet wavelet transform was used to determine the
interannual variability modes of the ozone vertical profile. The highest values of O3 content are
in the range of 27 to 30 km and the climatologies for these same heights (0 to 30 km) show that
the highest values of O3 content occur in February and April and the lowest in May and June,
having a high standard deviation. The anomalies for the two regions showed an oscillation that
happens every two years that are influenced by the almost biennial oscillation. Several O3
maxima were found in the Hovmöller diagram for ERA 5 at 29 km, with highest peaks in 1995
and 2000, 2014/2015, with highest values of seasonal variability in August, September and
October. O3 trends were maintained in the series studied for ERA (1998-2018, 1979-2018) and
SHADOZ (1998-2018) and had low variability. For Natal, the relative differences showed that
SHADOZ in relation to ERA 5 had an approximate R2
of (0.80), with an RMSE of 6%,
underestimation of ERA 5 in relation to SHADOZ (1.69% ± 13, 7%) and MABE with values
of 7.42% ± 13.7%. Paramaribo, the relative differences showed that the data from SHADOZ in
relation to ERA an R2
of (0.90), with an RMSE of 8.4%, underestimation of ERA 5 in relation
to SHADOZ (1.05% ± 45.6 %) and MABE with values of 11.2% ± 45.6%. The climatology of
ERA (1998-2018, 1979-2018) and SHADOZ (1998-2018) showed that the series had their
maximum between February and March and September and October and the minimum between
May and July, with a defined semi-annual cycle. As a result of the wavelets and comparison of
the O3 anomalies with the climatic indices for SHADOZ and ERA 5 at 29km showed that QBO
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ri-123456789-476082022-06-08T22:14:54Z Variabilidade do conteúdo de ozônio da rede Shadoz em duas estações tropicais: Natal e Paramaribo Ferreira, Marinete da Silva Mendes, David http://lattes.cnpq.br/4411895644401494 Pinheiro, Damaris Kirsch Silva, Francisco Raimundo da Peres, Lucas Vaz Climatologia Perfil vertical Variabilidade interanual Ozônio estratosférico Ozone (O3) is a natural gas that filters the sun's ultraviolet radiation and thus reduces the harmful effects of type B ultraviolet radiation (UV-B) that reach the Earth, acts as a protective shield and therefore the importance of studying the stratospheric O3. The study aims to identify the modes of seasonal and interannual variability of O3 in Natal and Paramaribo, using O3 vertical profile data due to mixing from the SHADOZ network station and observed data from ERA5 for 21 years of data (1998-2018). ) to the height of 29 km. With the equations of the time series, mean and standard deviation, it was possible to calculate the monthly values and climatology of the series studied. To compare the data series, the correlation and the MBE (Mean Bias Error), MABE (Mean Absolute Bias Error) and RMSE (Root Mean Squared Error) indices were used, which correspond to the average error between the data. The regression line was used to show trends in the cities' O3 data and the Morlet wavelet transform was used to determine the interannual variability modes of the ozone vertical profile. The highest values of O3 content are in the range of 27 to 30 km and the climatologies for these same heights (0 to 30 km) show that the highest values of O3 content occur in February and April and the lowest in May and June, having a high standard deviation. The anomalies for the two regions showed an oscillation that happens every two years that are influenced by the almost biennial oscillation. Several O3 maxima were found in the Hovmöller diagram for ERA 5 at 29 km, with highest peaks in 1995 and 2000, 2014/2015, with highest values of seasonal variability in August, September and October. O3 trends were maintained in the series studied for ERA (1998-2018, 1979-2018) and SHADOZ (1998-2018) and had low variability. For Natal, the relative differences showed that SHADOZ in relation to ERA 5 had an approximate R2 of (0.80), with an RMSE of 6%, underestimation of ERA 5 in relation to SHADOZ (1.69% ± 13, 7%) and MABE with values of 7.42% ± 13.7%. Paramaribo, the relative differences showed that the data from SHADOZ in relation to ERA an R2 of (0.90), with an RMSE of 8.4%, underestimation of ERA 5 in relation to SHADOZ (1.05% ± 45.6 %) and MABE with values of 11.2% ± 45.6%. The climatology of ERA (1998-2018, 1979-2018) and SHADOZ (1998-2018) showed that the series had their maximum between February and March and September and October and the minimum between May and July, with a defined semi-annual cycle. As a result of the wavelets and comparison of the O3 anomalies with the climatic indices for SHADOZ and ERA 5 at 29km showed that QBO has a greater influence on O3 in Natal, the other indices would need a larger series to see the influence. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES O ozônio (O3) é um gás natural que filtra a radiação ultravioleta do Sol e assim reduz os efeitos nocivos da radiação ultravioleta do tipo B (UV-B) que chegam na Terra, age como um escudo protetor e por isso a importância de estudar o O3 estratosférico. O estudo tem como objetivo identificar os modos de variabilidade sazonal e interanual do O3 em Natal e Paramaribo, usando dados de perfil vertical do O3 em razão de mistura da estação da rede SHADOZ e dados observados do ERA5 para 21 anos de dados (1998-2018) para a altura de 29 km. Com as equações da série temporal, média é desvio padrão foi possível calcular os valores mensais e climatologia da série estudada. Para realizar as comparações das séries de dados, utilizou-se a correlação e os índices MBE (Mean Bias Error), MABE (Mean Absolute Bias Error) e o RMSE (Root Mean Squared Error), que correspondem ao erro médio entre os dados. A linha de regressão foi utilizada para mostrar as tendências dos dados de O3 das cidades e a transformada de ondeletas de Morlet foi utilizada para determinar os modos de variabilidade interanual do perfil vertical do ozônio. Os maiores valores de conteúdo de O3 estão na faixa de 27 a 30 km e as climatologias para essas mesmas alturas (0 a 30km) mostram que os maiores valores de conteúdo de O3 ocorrem em fevereiro e abril e as menores em maio e junho, tendo um desvio padrão alto. As anomalias para as duas regiões, mostraram uma oscilação que acontece a cada dois anos que são influenciadas pela oscilação quase bienal. Foram encontrados vários máximos de O3 no diagrama de Hovmöller para o ERA 5 em 29 km, com maiores picos em 1995 e 2000, 2014/2015, com maiores valores de variabilidade sazonal em agosto, setembro e outubro. As tendências de O3 se mantiveram na série estudada para o ERA (1998-2018, 1979-2018) e SHADOZ (1998-2018) e tiveram baixa variabilidade. Para Natal, as diferenças relativas mostraram que o SHADOZ em relação ao ERA 5, teve um R 2 aproximado em (0,80), com um RMSE de 6%, subestimação do ERA 5 em relação ao SHADOZ (1,69% ± 13,7%) e MABE com valores de 7,42% ± 13,7%. Paramaribo, as diferenças relativas mostraram que os dados do SHADOZ em relação ao ERA um R2 de (0,90), com um RMSE de 8,4%, subestimação do ERA 5 em relação ao SHADOZ (1,05% ± 45,6%) e MABE com valores de 11,2% ± 45,6%. A climatologia do ERA (1998-2018, 1979-2018) e SHADOZ (1998-2018) mostraram que as séries tiveram seus máximos entre fevereiro e março e setembro e outubro e os mínimos entre maio e julho, com um ciclo semianual definido. Como resultado das ondeletas e comparação das anomalias de O3 com os índices climáticos para o SHADOZ e ERA 5 em 29km mostraram que a QBO tem maior influência no O3 em Natal, os outros índices precisariam de uma série maior para ver a influência. 2022-06-08T22:14:13Z 2022-06-08T22:14:13Z 2022-03-17 masterThesis FERREIRA, Marinete da Silva. Variabilidade do conteúdo de ozônio da rede Shadoz em duas estações tropicais: Natal e Paramaribo. 2022. 86f. Dissertação (Mestrado em Ciências Climáticas) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/47608 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS CLIMÁTICAS |