Besides being the key to Earth's climate, global solar radiation at the surface ( ) is one of
the most valuable renewable resources. This way, an adequate knowledge of the solar resource
is critical as an assessment for a strategic planning of projects related to the production of solar
energy. Therefore, the main goals of this thesis is to analyze past changes and variability of
solar radiation fluxes in Portugal and Iberia Peninsula (IP) using observational available
measurements, ERA−40 and NCEP/NCAR reanalysis datasets and, predict and characterize the
solar radiation at the surface over Iberian Peninsula based on numerical weather prediction
models.
In a first part, this study is dedicated to the analysis of temporal and spatial variability of
based on ground-based stations, as well as in ERA−40 and NCEP/NCAR reanalysis. Parametric
and non-parametric tests are applied to detect trends in both reanalysis and ground-based
observations. Cloud cover obtained from reanalysis is also used to examine the possible causes
of the observed long-term changes in . In a second stage, is presented an assessment of the
W model at high resolution ( 5 ) against observations and with another
configuration. After a bias removal process, a and cloud cover climatology was obtained
for IP (1950−2010 period). Finally, the performance of IFS/ECMWF is evaluated to predict
Direct Normal Irradiance (DNI) over Évora city at very short (1 hour) and short term (1 to 3
days), for one year period. It is also described a new methodology to compute DNI attenuation
using in situ observational data in order to estimate the transparency of the atmosphere in the
absence of cloud cover datasets. To improve IFS/ECMWF outputs is also tested a bias
correction methodology; Resumo:
A Radiação Solar Global e Direta à Superfície na Península Ibérica: Variabilidade,
Tendências e Previsão
A radiação solar é um dos recursos energéticos renováveis mais valiosos. Na Península Ibérica
(PI) estão em instalação muitos sistemas comerciais e de investigação para o aproveitamento
da energia solar. Neste contexto, o conhecimento do fluxo de radiação solar que incide na
superfície terrestre e da sua evolução torna-se de extrema importância.
Pretende-se com este trabalho estudar a distribuição espacial, a variabilidade e as tendências da
radiação solar de pequeno comprimento de onda ( ) à superfície, na PI e em Portugal, a
partir de dados observacionais e das reanálises ERA−40/NCEP assim como, prever e
caracterizar a radiação com base em modelos de previsão numérica do tempo.
Na primeira parte deste estudo, efetua-se uma análise da variabilidade temporal e espacial da
radiação recorrendo a estações terrestres, bem como a dados de reanálise ERA−40 e
NCEP/NCAR. Para o efeito utilizam-se testes paramétricos e não paramétricos a fim de detetar
tendências nas séries em estudo. A cobertura de nuvens obtida a partir das reanálises é também
usada para avaliar as possíveis causas da variabilidade da radiação observada.
Numa segunda etapa do estudo, obteve-se uma climatologia a 5 de resolução da radiação
solar à superfície com base em simulações com o modelo regional − , para a PI, e
para o período 1950−2010. Os resultados das simulações foram validados recorrendo a estações
de observação e a uma outra simulação , com outra configuração, previamente validada.
Na construção da climatologia e de nuvens foi aplicado um método de pós-processamento
para remoção do viés. Finalmente, avalia-se o desempenho do modelo IFS, do ECMWF na
previsão da radiação DNI a curto e médio prazo, sobre a região. Propõe-se uma nova
metodologia para estimar a transparência da atmosfera e testa-se uma metodologia de correção
de viés
