Anàlisi observacional i modelització numèrica de les condicions de propagació atmosfèrica dels ecos de radar meteorològic.

Les observacions realitzades amb radar meteorològic estan subjectes a diversos factors que condicionen en gran mesura la seva qualitat. La tesi estudia un d'aquests factors, la variabilitat de les condicions de radio propagació (CRP) de 1'energia de microones del radar. Es van considerar tres aspectes diferents de les CRP rellevants per la meteorologia radar: un estudi local de CRP; els efectes de la variabilitat de les CRP sobre les Estimacions Quantitatives de Precipitació amb radar (EQP); i un estudi de viabilitat de predicció operativa de CRP.
L'anàlisi estadística de les CRP fou realitzada considerant cinc anys d'observacions de radiosondatge a Barcelona. Els valors mitjans del gradient vertical de refractivitat (GVR) confirmen el predomini de les condicions estàndard, -40 unitats N/km en el primer quilòmetre de la troposfera. No obstant, la distribució de freqüències del GVR indica una tendència a la superrefracció. A més, es va trobar un marcat cicle estacional amb màxim superrefractiu estival, d'acord amb altres observatoris propers continguts a la base de dades de la US Navy Historical Electromagnetic Propagation Condition Data Base. Aquests resultats són representatius per equips operant en microones a la zona litoral catalana, en particular pels equips de la Xarxa de Radars Meteorològics del Servei Meteorològic de Catalunya.
L'anàlisi de variabilitat de les CRP sobre les EQP radar va centrar-se en els procediments de correcció de bloqueig topogràfic. Concretament es va considerar el sistema de correcció operatiu a la xarxa de radars meteorològics dels EUA (NEXRAD). Aquest sistema fou implementat per simular el bloqueig en diversos blancs propers al radar meteorològic de Vallirana. La variabilitat obtinguda en la correcció fou generalment petita, i en situacions de moderada superrefracció, superava 1 dB en comparació a les correccions obtingudes sota propagació normal. No obstant, en casos de superrefracció intensa s'assolien diferencies superiors que podien ser significatives, especialment si persistien per llargs períodes coincidents amb episodis de precipitació.
La sortida del model de predicció numèrica del temps MASS fou utilitzada per elaborar pronòstics de CRP (VRG i un índex de conducció o ducting) vàlids a la zona de radiosondatge. Posteriorment es van construir diversos pronòstics modificats elaborats a partir de combinacions lineals entre pronòstics i observacions anteriors i la seva tendència. Això va permetre obtenir millores significatives en els pronòstics, especialment pel GVR, tot i que en alguns casos la persistència de les observacions de radiosondatge van produir millors resultats en els índexs de verificació.
La tesi va fer-se amb suport del projecte europeu CARPEDIEM i dins del marc de la Acció Integrada Europea COST 717 dedicada a la Utilització de les Observacions Radar en Models Hidrològics i de Predicció Numèrica

Autor/Doctorant: 

Bech Rustullet, Joan

Directors/Tutors: 

Jeroni Lorente Castelló i Bernat Codina Sánchez

Fitxer Tesis: 

Dia: 

Dijous, 27 Novembre, 2003

Lloc: 

SALA DE GRAUS DE FÍSICA

Tribunal: 

Dr. Emiliano Hernández Martín. Catedràtic d'Universitat. Universidad Complutense de Madrid. (President). Ángel Redaño Xipell. Professor Titular d'Universitat. Universitat de Barcelona. (Secretari). Enric Vilar.Catedràtic d'Universitat. Universitat Politècnica de Catalunya. (Vocal).

Hora: 

16:00

Solar Irradiance Variations Induced by Faculae and Small Magnetic Elements in the Photosphere

The aim of this thesis is the study of the total and spectral solar irradiance variability induced by the presence of small magnetic elements that emerge into the solar photosphere. It is important to study changes in the solar energy output because they reflect the existence of several physical processes in the solar interior, their interpretation helps to understand the solar cycle and because of their influence on the terrestrial climate. The work presented in this thesis is exclusively based on data provided by the SOHO spacecraft, specifically by the VIRGO and MDI instruments.

Irradiance variations produced on the solar rotation time-scale are due to the passage of active regions across the solar disk. However, the origin of variations on the solar cycle time-scale is under debate. One of the most controversial aspects is the long-term contribution of the small magnetic elements conforming faculae and the network. Their identification and contrast measurement is difficult and, consequently, their contrast center-to-limb variation (CLV) remains poorly defined in spite of the fact that its knowledge is essential to determine their contribution to variability.

In this work we have studied the contribution of small photospheric magnetic elements (those with a positive contribution to variability), both on short, i.e. solar rotation, and long, i.e. solar cycle, time-scales. By analyzing the evolution of an isolated active region (NOAA AR 7978) during several Carrington rotations, we have evaluated the variations in luminosity induced by this facular region during the 1996 minimum of activity. Simultaneous photometric and magnetic data from the MDI instrument have been combined in order to study the contrast of small scale magnetic features and its dependence both on position and magnetic field, as well as its evolution along the rising phase of solar cycle 23.

The study of the solar variability has required reduction and analysis of the employed MDI and VIRGO data. These data had to be converted from level 0 (raw data) to level 2 (scientifically useful data), since solar variations were hidden by instrumental effects. We developed original algorithms to correct instrument-related effects from the data, such as filter degradation and the variation of the limb darkening with distance. The determination of the contrast of magnetic features also required the development of an algorithm in order to identify the surface distribution of those small features present over the solar disk.

By analyzing irradiance variations induced by the small magnetic features that emerge into the solar photosphere we have concluded that:

· active region faculae and the magnetic network present very different contrast CLV's, therefore, their contributions to irradiance variability are distinct; as a consequence, both contributions need to be taken into account separately when reconstructing variations of the solar irradiance.

· the functional dependence on position and magnetic signal of the facular contrast is time independent; this suggests that the physical properties of the underlying flux tubes do not vary with time.

· network elements are bright over the whole solar disk and have proved to be the dominant population along the solar cycle; this implies that their contribution to long-term irradiance variations is significant and needs to be taken into account.

Autor/Doctorant: 

Ortiz Carbonell, Ada Natalia

Directors/Tutors: 

Blai Sanahuja Parera i Vicente Domingo Codoñer

Fitxer Tesis: 

Dia: 

Divendres, 10 Octubre, 2003

Lloc: 

SALA DE GRAUS DE FÍSICA

Tribunal: 

Dr. José Luis Ballester Mortes. Catedràtic d'Universitat. Universitat d'Illes Balears. (President). Javier Labay Aguirre. Professor Titular d'Universitat.Universitat de Barcelona. (Secretari). Manuel Vázquez Abeledo. Investigador del Instituto de Astrofísica de Canarias. (Vocal).

Hora: 

11:30

La evolución final de los núcleos degenerados de O-Ne

FALTA

Autor/Doctorant: 

Gutierrez Cabello, Jordi

Directors/Tutors: 

Ramón Canal Masgoret, Enrique García-Berro Montilla

Dia: 

Dijous, 19 Desembre, 2002

Lloc: 

SALA DE GRAUS DE FÍSICA

Tribunal: 

Jordi Isern Vilaboy. Professor d'Investigació del CSIC. Institut d'Estudis Espacials de Catalunya (IEEC).(President). Javier Labay Aguirre. Professor Titular d'Universitat. Universitat de Barcelona. (Secretari). José María Ibáñez Cabanell. Catedràtic d'Universitat. Universitat de València.(Vocal)

Hora: 

11:30

Wind Field Retrieval from Satellite Radar Systems

Wind observations are essential for determining the atmospheric flow. In particular, sea-surface wind observations are very useful for many meteorological and oceanographic applications. In this respect, most of the satellite remote-sensing radar systems can provide sea-surface wind information. This thesis reviews the current wind retrieval procedures for such systems, identifies the most significant unresolved problems, and proposes new methods to overcome such problems.
In order to invert the geophysical model function (GMF), which relates the radar backscatter measurement with the wind speed and direction (unknowns), two independent measurements over the same scene (wind cell) are at least needed. The degree of independence of such measurements is given by the azimuth (view) angle separation among them. This thesis is focused on improving the wind retrieval for determined systems (two or more measurements) with poor azimuth diversity and for underdetermined systems (one single measurement). For such purpose, observations from two different radar systems, i.e., SeaWinds and SAR (Synthetic Aperture Radar), are used.
The wind retrieval methods proposed in this book for determined (Multiple Solution Scheme, denoted MSS) and underdetermined (SAR Wind Retrieval Algorithm, denoted SWRA) systems are based on Bayesian methodology, that is, on maximizing the probability of obtaining the "true" wind given the radar measurements and the a priori wind information (often provided by numerical weather prediction models), assuming that all wind information sources contain errors. In contrast with the standard procedure for determined systems, the MSS fully uses the information obtained from inversion, which turns out to positively impact the wind retrieval when poor azimuth diversity. On the other hand, in contrast with the various algorithms used nowadays to resolve the wind vector for underdetermined systems, the SWRA assumes not only that the system can not be solved without additional information (underdetermination assumption) but also that both the algorithms and the additional information (which are combined to retrieved the wind vector) contain errors and these should be well characterized. The MSS and the SWRA give promising results, improving the wind retrieval quality as compared to the methods used up to now.
Finally, a generic quality control is proposed for determined systems. In general, high-quality retrieved wind fields can be obtained from scatterometer (determined systems) measurements. However, geophysical conditions other than wind (e.g., rain, confused sea state or sea ice) can distort the radar signal and, in turn, substantially decrease the wind retrieval quality. The quality control method uses the inversion residual (which is sensitive to inconsistencies between observations and the geophysical model function that are mainly produced when conditions other than wind dominate the radar backscatter signal) to detect and reject the poor-quality retrievals. The method gives good results, minimizing the rejection of good-quality data and maximizing the rejection of poor-quality data, including rain contamination

Autor/Doctorant: 

Portabella Arnús, Marcos

Directors/Tutors: 

Ad Stoffelen, i Àngel Redaño i Xipell

Fitxer Tesis: 

Dia: 

Dilluns, 18 Novembre, 2002

Lloc: 

SALA DE GRAUS DE FÍSICA

Hora: 

12:00

Discovery and study of the microquasar LS 5039 and a search for new microquasars.

Los microcuásares son estrellas binarias de rayos X con emisión radio producida en chorros relativistas, Apenas se conocen 15 de estos sistemas en nuestra galaxia, y cada uno de ellos ha permitido profundizar en el estudio de los fenómenos de acreción/eyección que tienen lugar alrededor de objetos compactos.

Estos dos hechos motivaron esta tesis doctoral, que tenía como finalidad descubrir nuevos microcuásares.

En la primera parte de la tesis se explica como descubrimos el microcuásar LS 5039, así como la realización posterior de un estudio en profundidad.

La técnica utilizada para descubrir este microcuásar fue innovadora, y consistió en la búsqueda, en catálogos ya existentes, de compartidas radio de fuentes binarias de rayos X. Una vez descubierta la emisión radio LS 5039 realizamos observaciones interferométricas con el VLA e interferométricas de muy larga base con el VLBA, que permitieron descubrir chorros relativistas en este sistema, hecho que propició su inclusión en el reducido grupo de microcuásares. A continuación realizamos un estudio a multi-longitud de onda. En el dominio radio se confirmó la naturaleza persistente de los chorros relativistas en este microcuásar gracias a observaciones con la EVN, y con MERLIN. En el óptico se realizaron observaciones con el telescopio de 1.5 m del OAN con el INT, de 2.5 m, y se analizaron observaciones ya existentes, lo cual permitió establecer una distancia al sistema binario y confirmar algunos de los parámetros orbitales propuestos por otros autores.

En el rango de los rayos X se estudió el espectro gracias a observaciones propias con RXTE y BEppoSAX y se comprobó que el sistema no presenta eclipses de rayos X. Finalmente, en el dominio de los rayos gamma de alta energía, se descubrió una posible contrapartida de entre las fuentes no identificadas del tecer catálogo del detector EGRET. Con todos estos datos hemos propuesto un escenario

Autor/Doctorant: 

Ribó Gomis, Marc

Directors/Tutors: 

Josep Maria Paredes Poy

Fitxer Tesis: 

Dia: 

Dilluns, 11 Novembre, 2002

Lloc: 

SALA DE GRAUS DE FÍSICA

Tribunal: 

Félix Mirabel (President.), Marta Peracaula Bosch (Secretaria.) Gustavo E. Romero (vocal.),

Hora: 

12:00

Pàgines

Subscribe to Front page feed