Transmissividade atmosférica da irradiação solar global infravermelha, horária e diária, em Botucatu/SP/Brasil

Abstract

O trabalho apresenta uma análise estatística e climática das irradiações global (HG) e global infravermelha (HGNIR) e das frações global total (Kt = HG/H0) e global infravermelha (KtNIR = HGNIR/H0NIR), transmitidas na atmosfera no período de 2001 a 2006 em Botucatu/SP/Brasil. Os valores das frações médias Kt e KtNIR (horária e diária) calculadas estatisticamente foram: Kth = 50,0%, KtNIRh = 42,0%, e Ktd = 56,0%, KtNIRd = 48,0%, respectivamente. O estudo mostra ainda a obtenção e a validação da equação de estimativa para KtNIR em função de Kt obtidas por regressão linear (y = ax), onde KtNIRh = 0,850Kth e KtNIRd = 0,855Ktd apresentaram elevados coeficientes de determinação: R2 = 0,981 e R2 = 0,987, respectivamente. Os valores horários obtidos na validação (ano típico e atípico) foram (rMBE)h = 1,0% e 0,2%, (rRMSE)h = 6,3% e 5,3%; dh = 0,994 e 0,996 respectivamente, enquanto que os valores diários foram (rMBE)d = 0,9% e 0,05%; (rRMSE)d = 3,4% e 2,6%; dd = 0,995 e 0,998. Os resultados mostram que as equações podem ser utilizadas com precisão e exatidão nas estimativas de KtNIR. A análise sazonal mostrou que a equação KtNIRh = 0,850Kth anual superestima KtNIRh no verão e primavera em 2,8% e 1,0%, e subestima-o no outono e inverno em 1,0% e 2,6%, respectivamente. Similarmente, KtNIRd = 0,855Ktd anual superestima KtNIRd no verão e primavera em 2,8% e 1,3% e subestima-o no outono e inverno em 1,0% e 2,1%, respectivamente. A análise por cobertura de céu mostrou que: o valor KtNIRh anual superestima KtNIRh nas coberturas de céu I e III em 6,1% e 0,5% respectivamente, subestima-o na cobertura de céu II em 0,5% , e apresenta o mesmo valor na cobertura de céu IV, enquanto que KtNIRd anual superestima KtNIRd por cobertura de céu I, II e III em 4,9%, 2,3% e 0,4% respectivamente e subestima-o na cobertura de céu IV em 1,0%. Os valores dos desvios, inferiores ao valor de 8,4%, referente às incertezas dos equipamentos de medidas, indicaram que as equações anuais podem ser utilizadas sem restrições com relação à sazonalidade e cobertura de céu.

This paper describes the statistical and climatic analysis of global (HG) and infrared global (HGNIR) irradiations, and total global (Kt = HG/H0) and infrared global (KtNIR = HGNIR/H0NIR) fractions, transmitted in the atmosphere from 2001 to 2006 in Botucatu/SP/Brazil: Values of mean fractions Kt and KtNIR (hourly and daily) calculated statistically were as follows: Kth = 50,0%, Kth NIR = 42,0%, and Ktd = 56,0%, KtNIR d = 48,0%, respectively. The study also presents obtaining and validation of the estimate equation for KtNIR as a function of Kt. The equations obtained by linear regression (y = ax) KtNIR h = 0,850Kth and KtNIR d = 0,855Ktd had high determination coefficient: R2 = 0,981 and 0,987 respectively. Hourly values based on validation (typical and atypical years) were as follows: (rMBE) h = 1,0% and 0,2%, (rMSE) h = 6,3% and 5,3%; d h = 0,994 and 0,996, respectively. Daily values were as follows: (rMBE) d = 0,9% and 0,05%; (rMSE) d = 3,4% and 2,6%; d d = 0,995 and 0,998. The results show that the equations can be used precisely and accurately for KtNIR estimates. Seasonal analysis showed that the annual KtNIR h = 0,850Kth equation overestimates KtNIR h in the summer and spring by 2,8% and 1,0% and underestimates it in the autumn and winter by 1,0% and 2,6%, respectively. Similarly, KtNIR d = 0,855Ktd equation anual overestimates KtNIR d in the summer and spring by 2,8% e 1,3% and underestimates it in the autumn and winter by 1,0% e 2,1%, respectively. Considering sky covers, the analysis showed that annual KtNIR h value overestimates KtNIR h in sky covers I and III by 6,1% and 0,5% respectively; underestimates it in sky cover II by 0,5%, and it has the same value of it in sky cover IV. Annual KtNIR d overestimates KtNIR d in sky covers I, II and III by 4,9%, 2,3% and 0,4% respectively; underestimates it in sky cover IV by 1,0%. Values of deviations, which were lower than 8,4% (referring to uncertainty of measuring instruments), showed that the annual equations can be used with no restrictions in relation to seasonal variation and sky cover.