Estimativa de gradientes de refração e fator de raio terrestre efetivo (fator K) nos 100 m mais baixos da atmosfera sobre Ogbomoso, sudoeste da Nigéria
DOI:
https://doi.org/10.5935/jetia.v10i46.1084Resumo
Após o desvio da condição padrão, propagações anômalas geralmente ocorrem na atmosfera. Como resultado, é muito pertinente considerar o valor do índice de refração troposférico no planejamento, projeto e implementação de sistemas de microondas. Neste estudo, medições de parâmetros meteorológicos (temperatura, umidade relativa e pressão atmosférica) foram realizadas durante um período de 12 meses (janeiro - dezembro de 2021) em Ogbomoso (8,17ºN, 4,24ºE, 372 m acima do nível do mar) usando um coleção de estações meteorológicas automáticas sem fio Davis Vantage Pro2 6162. As séries temporais horárias desses dados medidos foram extraídas e convertidas em médias mensais e usadas para calcular a refratividade, o gradiente de refratividade e o fator k. A partir das análises, os resultados revelaram valores geralmente elevados de refratividade durante os meses chuvosos, com um valor máximo de 359 registado em Maio. Observou-se que os valores diminuíram com o aumento da altura. Para o período desta observação, o gradiente médio de refração foi de 50 N-unidades/km, enquanto o valor médio do fator K foi de 1,49. Como resultado, concluiu-se a partir destas descobertas que a condição de propagação em Ogbomoso é super-refração.
Downloads
Referências
R. L. Freeman, Radio System Design for Telecommunications, Third Edit. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2007. doi: 10.1002/0470050446.
E. Valma, M. Tamosiunaite, S. Tamosiunas, M. Tamosiuniene, and M. Zilinskas, ‘Variation of radio refractivity with height above ground’, Elektron. ir Elektrotechnika, vol. 5, no. 5, pp. 23–26, 2011, doi: 10.5755/j01.eee.111.5.349.
A. T. Adediji, M. O. Ajewole, and S. E. Falodun, ‘Distribution of radio refractivity gradient and effective earth radius factor (k-factor) over Akure, South Western Nigeria’, J. Atmos. Solar-Terrestrial Phys., vol. 73, no. 16, pp. 2300–2304, 2011, doi: 10.1016/j.jastp.2011.06.017.
A. T. Adediji and M. O. Ajewole, ‘Vertical profile of radio refractivity gradient in Akure south-west Nigeria’, Prog. Electromagn. Res. C, vol. 4, pp. 157–168, 2008, doi: 10.2528/pierc08082104.
B. G. Ayantunji, P. N. Okeke, and J. O. Urama, ‘Seasonal variation of surface refractivity over Nigeria’, Adv. Sp. Res., vol. 48, no. 12, pp. 2023–2027, 2011, doi: 10.1016/j.asr.2011.08.025.
ITU-R, ‘The radio refractive index: its formula and refractivity data’, Itu-R, vol. 10, no. 453–10, pp. 1–25, 2012.
I. Emmanuel, O. S. Ojo, O. E. Abe, and K. D. Adedayo, ‘Geostatistical Distribution of Vertical Refractivity Gradient Over Nigeria’, Radio Sci., vol. 55, no. 9, pp. 1–8, 2020, doi: 10.1029/2020RS007109.
E. P. Agbo, E. B. Ettah, and E. E. Eno, ‘The impacts of meteorological parameters on the seasonal, monthly, and annual variation of radio refractivity’, Indian J. Phys., vol. 95, no. 2, pp. 195–207, 2021, doi: 10.1007/s12648-020-01711-9.
I. M. Tukur, K. C. Igwe, and J. O. Eichie, ‘Radio Refractive Index and Refractive Index Gradients Variation in a Tropical Environment’, in 3rd International Engineering Conference (IEC 2019), 2019, no. Iec, pp. 1–5.
I. Onujagbe, F. Ahmed-Ade, M. Mopah, and A. David, ‘Surface Radio Refractivity of Akure and Ondo town, Southwest Nigeria’, Niger. Ann. Pure Appl. Sci., vol. 4, no. 1, pp. 212–219, 2021, doi: 10.46912/napas.173.
J. A. Falade, S. O. Adesanya, and G. A. Akinyemi, ‘Variability of meteorological factors on surface refractive index over Mowe, a coastal area in Nigeria’, Indian J. Radio Sp. Phys., vol. 43, no. 6, pp. 355–361, 2014.
M. Balarabe, O. D. Oyedum, and K. C. Igwe, ‘Radio refractivity computations in Kano, Northwestern Nigeria’, J. Phys. Conf. Ser., vol. 2034, no. 1, pp. 1–6, 2021, doi: 10.1088/1742-6596/2034/1/012029.
M. E. Emetere, S. A. Afolalu, and T. J. Abodunrin, ‘Seasonal surface refractivity patterns in the part of Lagos-Nigeria’, IOP Conf. Ser. Earth Environ. Sci., vol. 655, no. 1, 2021, doi: 10.1088/1755-1315/655/1/012013.
O. F. Dairo and L. B. Kolawole, ‘Radio refractivity gradients in the lowest 100mof the atmosphere over Lagos, Nigeria in the rainy-harmattan transition phase’, J. Atmos. Solar-Terrestrial Phys., vol. 167, pp. 169–176, 2018, doi: 10.1016/j.jastp.2017.12.001.
S. A. Adewumi, A. D. Kehinde, and A. Adebambo, ‘Analysis of Radio Refractivity Variations Across Geographical Coordinates of Nigeria’, J. Inf. Eng. Appl., vol. 8, no. 3, pp. 1–6, 2018.
J. S. Ojo, A. O. Adelakun, and O. V. Edward, ‘Comparative study on Radio Refractivity Gradient in the troposphere using Chaotic Quantifiers’, Heliyon, vol. 5, no. 8, 2019, doi: 10.1016/j.heliyon.2019.e02083.
O. J. Abimbola, S. O. Bada, A. O. Falaiye, Y. M. Sukam, M. S. Otto, and S. Muhammad, ‘Estimation of radio refractivity from satellite-derived meteorological data over a decade for West Africa’, Sci. African, vol. 14, 2021, doi: 10.1016/j.sciaf.2021.e01054.
S. E. Falodun, J. S. Ojo, and S. T. Aboyeji, ‘Modeling of atmospheric primary radioclimatic variables in Nigeria for microwave radio propagation applications’, SN Appl. Sci., vol. 3, no. 1, 2021, doi: 10.1007/s42452-021-04159-6.
E. T. Omotoso, J. S. Ojo, S. E. Falodun, A. G. Ashidi, and A. B. Akinnagbe, ‘Characterization of microwave fading over coastal cities of Nigeria.’, in Journal of Physics: Conference Series, 2021, vol. 2034, no. 1. doi: 10.1088/1742-6596/2034/1/012008.
E. P. Agbo, C. M. Ekpo, and C. O. Edet, ‘Analysis of the effects of meteorological parameters on radio refractivity, equivalent potential temperature and field strength via Mann-Kendall test’, Theor. Appl. Climatol., vol. 143, no. 3–4, pp. 1437–1456, 2021, doi: 10.1007/s00704-020-03464-1.
K. E. Ukhurebor and W. Nwankwo, ‘Estimation of the refractivity gradient from measured essential climate variables in Iyamho-Auchi, Edo State, South-South Region of Nigeria’, Indones. J. Electr. Eng. Comput. Sci., vol. 19, no. 1, 2020, doi: 10.11591/ijeecs.v19.i1.pp276-284.
M. P. M. Hall, Effects of the troposphere on radio-communications. London: IEEE eLectromagnetic waves series. Peter Peregrinus Ltd, 1979. doi: 10.1007/bf02998397.
A. Picquenard, Radio Wave Propagation, First Edit. The Macmillan Press Ltd, 1974. doi: 10.1007/978-1-349-01394-4.
S. D. Gunashekar, D. R. Siddle, and E. M. Warrington, ‘Transhorizon radiowave propagation due to evaporation ducting’, Resonance, vol. 11, no. 1, pp. 51–62, 2006, doi: 10.1007/bf02835686.
G. Guo and S. Li, ‘Study on the vertical profile of refractive index in the troposphere’, Int. J. Infrared Millimeter Waves, vol. 21, no. 7, pp. 1103–1111, 2000, doi: 10.1023/A:1026452522574.
S. M. Babin, G. S. Young, and J. A. Carton, ‘A new model of the oceanic evaporation duct’, J. Appl. Meteorol., vol. 36, no. 3, pp. 193–204, 1997, doi: 10.1175/1520-0450(1997)036<0193:ANMOTO>2.0.CO;2
L. A. Sheu, K. O. Suleman, and Q. A. Adeniji, ‘Investigation of the Vertical Profile Radio Refractivity Gradient and Effective Earth Radius Factor (k-factor) in Transmission Link Over Oyo, Oyo State, South Western Nigeria’, Tanzania J. Sci., vol. 48, no. 1, pp. 134–139, 2022.
L. B. Kolawole, ‘1981. Vertical profiles of radio refractivity over Nigeria.’, J. West African Sci. Assoc., vol. 26, pp. 41–60, 1981.
