dc.creator | Pozzobon, Alessandro Eugenio Denardin | |
dc.date.accessioned | 2022-02-16T20:19:01Z | |
dc.date.available | 2022-02-16T20:19:01Z | |
dc.date.issued | 2021-10-28 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/23676 | |
dc.description.abstract | The study presents an observational analysis of the terms in the budgets of three planetary
boundary-layer second-order statistical moments: turbulent kinetic energy (TKE), heat flux
and temperature variance. These have been chosen because they are commonly employed in
weather and climate numerical weather forecast schemes. The analysis is done using 172 days
and nights of observations carried out at a 30 m micrometeorological tower in southern Brazil,
at the campus of Universidade Federal de Santa Maria. Four levels of observations with threedimensional
sonic anemometers, deployed at heights of 3, 6, 14 and 30 m form the surface,
are used. The analysis is split between daytime (convective) and nighttime (stable) periods. In
both cases, the budget terms are considered in terms of the mean wind speed near the surface
and of the stability parameter from Monin-Obukhov similarity theory. The terms presented are
those of shear production, buoyant production/destruction and dissipation in the TKE budget,
thermal gradient production and buoyant production/destruction in the heat flux budget,
thermal gradient production and dissipation in the temperature variance budget as well as the
turbulent transport terms in the three budgets. Horizontal transport terms and those associated
with pressure perturbations have not been observed. At daytime, TKE budget is dominated by
shear and buoyant production, while dissipation is the dominant destruction mechanism. The
tke budget residual indicates that the transport by pressure perturbations is positive near the
surface. At night, shear production and dissipation dominate the budget, while buoyant
destruction is smaller, albeit physically relevant. The turbulent transport term switches sign
according with the turbulence regime. The diurnal heat flux budget, the dominant term may
be either the thermal gradient or buoyant production, depending on the wind speed or stability
parameter, while at night they have opposite signs and dominate the budget. Regardless of the
period, the temperature variance budget displays a near-equilibrium between thermal gradient
production and dissipation. The main aim of the dissertation is to identify the dominant terms
in the budgets and their dependence on the mean wind speed and stability. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Equações prognósticas | por |
dc.subject | Camada limite convectiva | por |
dc.subject | Camada limite estável | por |
dc.subject | Turbulência | por |
dc.subject | Convective boundary layer | eng |
dc.subject | Stable boundary layer | eng |
dc.subject | Prognostic equations | eng |
dc.subject | Turbulence | eng |
dc.title | Balanços de momentos estatísticos de segunda ordem na camada limite atmosférica diurna e noturna em função do vento | por |
dc.title.alternative | Balances of second-order statistical moments in the daytime and nighttime atmospheric boundary layer as a function of wind | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | Neste estudo é feita uma análise observacional de termos dos balanços de momentos
estatísticos de segunda ordem na camada limite planetária como a energia cinética turbulenta
(ECT), o fluxo de calor e a variância de temperatura, por serem mais comumente utilizados
em esquemas de modelos numéricos de previsão de tempo e clima. A análise é feita a partir de
172 dias e noites de observações em uma torre micrometeorológica de 30 m no sul do Brasil,
na cidade de Santa Maria, localizada no Campus da Universidade Federal de Santa Maria. São
utilizados quatro níveis de observação com anemômetros sônicos tridimensionais, instalados
em alturas de 3, 6, 14 e 30 m da superfície. A análise é dividida em períodos diurno
(convectivo) e noturno (estável), e em ambos os casos os termos são relacionados em função
do vento médio próximo a superfície, e de um parâmetro de estabilidade. Aqui são
apresentados os termos de produção mecânica, produção/destruição térmica e dissipação da
equação do balanço de ECT; os termos de produção pelo gradiente térmico e de
produção/destruição térmica da equação do fluxo de calor; os termos de produção por
gradiente e de dissipação de variância de temperatura e os termos de transporte por
turbulência nos três balanços. Não são observados os termos associados ao transporte
horizontal ou a perturbações de pressão. No período diurno, no balanço de ECT a produção
por cisalhamento e flutuabilidade térmica tem papel dominante, enquanto o termo de
dissipação é o principal mecanismo de destruição de turbulência e o resíduo indica que o
termo de transporte de pressão é positivo próximo a superfície. No período noturno, a
produção por cisalhamento e a dissipação são os termos dominantes, enquanto a
flutuabilidade térmica (destruição) é o menor em magnitude. O termo de transporte por
flutuações de pressão depende do regime de turbulência para análise. No balanço de fluxo de
calor diurno, o termo dominante depende da velocidade média do vento ou estabilidade, e a
destruição é relacionada ao termo de covariância de pressão, deduzido pelo resíduo do
balanço e à noite o termo de flutuabilidade é um mecanismo de destruição relevante e
depende do regime de turbulência na camada limite estável. Independente do período, o
balanço de variância de temperatura, mostra um equilíbrio entre o termo de produção do
gradiente térmico e a dissipação. O principal objetivo da dissertação é identificar os termos
dominantes nos balanços e sua dependência da velocidade do vento médio e estabilidade. | por |
dc.contributor.advisor1 | Acevedo, Otavio Costa | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8696858608013659 | por |
dc.contributor.referee1 | Nunes, André Becker | |
dc.contributor.referee2 | Maroneze, Rafael | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/1669190591548518 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Meteorologia | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Meteorologia | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::METEOROLOGIA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Naturais e Exatas | por |