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El uso de datos de reanálisis atmosférico para la estimación de la irradiación solar considerando el efecto de los aerosoles atmosféricos sobre Brasil

Autores: Herdies, Bruno Ribeiro; Vendrasco, Eder Paulo; Herdies, Dirceu Luís; de Oliveira, Celso Eduardo Lins; de Quadro, Mario Francisco Leal

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

El uso de datos de reanálisis atmosférico para la estimación de la irradiación solar considerando el efecto de los aerosoles atmosféricos sobre Brasil


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Astronomía

Palabras clave

Energía renovable
Brasil
Irradiancia solar
Aerosoles
Nubosidad
MERRA-2

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 9

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En los últimos años, varios estudios han evaluado el potencial de las fuentes de energía renovable en respuesta al cambio climático y a la alta demanda de energía. Debido a su ubicación ecuatorial y su significativo potencial solar y eólico, Brasil ha incorporado fuentes alternativas en su matriz energética, impulsado por tecnologías más eficientes y económicas para la energía solar. Sin embargo, la disponibilidad de datos observados sigue siendo limitada, y muchos estudios dependen de estimaciones satelitales o extrapolaciones de observaciones in situ de otras regiones, comprometiendo la eficiencia de las nuevas tecnologías. Este estudio utiliza datos de reanálisis de NASA MERRA-2 para evaluar la influencia de los aerosoles y la nubosidad en la estimación de la irradiancia solar en Brasil. Se eligieron estaciones INMET en regiones representativas del clima y la geografía brasileña, con más de 12 años de datos observacionales. MERRA-2 incluye campos de aerosoles que interactúan con los campos de radiación del modelo, con una resolución espacial de 0.5 grados y una resolución temporal horaria. Las variables utilizadas incluyen flujos de radiación de onda corta y profundidad óptica de aerosoles. Los índices estadísticos utilizados en el análisis de rendimiento incluyen sesgo medio, error cuadrático medio y coeficiente de correlación de Pearson. Los ciclos diurnos de irradiancia solar de las estaciones se compararon con los datos de reanálisis de MERRA-2, considerando diferentes escenarios de efectos de aerosoles y nubosidad. Los datos de reanálisis representaron bien las estaciones de Bauru y Santa María, mientras que otras, como Barreiras y Goiânia, mostraron subestimaciones. También se analizó el ciclo mensual, destacando la estacionalidad, con mayor amplitud en Santa María y menor en Caicó. En algunas localidades, como Campo Grande, la influencia de los aerosoles es más significativa, especialmente durante los meses secos, cuando los incendios forestales, principalmente en la región amazónica, aumentan la profundidad óptica de aerosoles. Los resultados muestran que las estimaciones de reanálisis pueden utilizarse para evaluar la variabilidad temporal de la irradiación solar en regiones sin datos observacionales. En conclusión, el estudio pudo evaluar la variabilidad temporal de la irradiación solar en Brasil utilizando datos de reanálisis atmosférico de MERRA-2, demostrando que, aunque hay diferencias con los datos observacionales, las estimaciones de reanálisis son útiles en áreas sin datos observados, con valores de correlación superiores a 0.8 y alcanzando valores cercanos a 0.95. Sin embargo, aunque pequeñas, las diferencias observadas entre la irradiación solar medida y estimada son generalmente causadas por la incapacidad de los modelos para representar adecuadamente la fracción de nubes y aerosoles en la atmósfera.

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