dc.creator | Goede, Vitor | |
dc.date.accessioned | 2022-09-21T19:10:00Z | |
dc.date.available | 2022-09-21T19:10:00Z | |
dc.date.issued | 2022-08-26 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/26221 | |
dc.description.abstract | Southeastern South America, which includes portions of southern, west-central and
southeastern Brazil, is one of the world’s hot spots for severe convective storms.
Among these storms, supercells, which are commonly responsible for the generation
of large accumulations of or large hail, damaging wind gusts, and tornadoes, are not
rarely observed in that part of the world. The installation of dual-polarization Doppler
radars in the state of Santa Catarina (southern Brazil) in recent years, creates the
opportunity for the analysis of the microphysical and dynamical features of supercells
in Brazil through their polarimetric signatures. These include the ZDR arc, KDP foot,
polarimetric hailfall area in the forward flank-downdraft, ZDR column, KDP column, and
the ZDR and ρHV rings, which still are poorly documented storm features outside of
northern hemisphere. This study represents a first documentation of the
aforementioned polarimetric signatures in Brazil over a relatively large number of
storms, by analyzing continuous volumetric data from 15 supercell thunderstorms that
occurred over a domain covered by the Chapecó S-band dual-polarization Doppler
radar, located in western Santa Catarina state, collected during a period of four years
between 2017 and 2021. Most of these storms are associated with verified severe
weather reports made available by the recently created PRETS severe weather
database in Brazil. Additionally, an in-depth analysis is performed for two events in
particular. The first case is described through a quantitative and qualitative analysis of
the evolution of midlevel and base-level signatures of a prolific long-lasting hail
producing supercell that traversed the entire radar surveillance domain, causing
significant damage to farmsteads and urban areas. The second case refers to a
convective cluster resulting from the merging of two tornadic supercells, that spawned
a brief tornado. Results from the quantitative analysis of the first event agrees with
previously observed features in the literature, such as the time-lagged correlation
between increases in the ZDR column volume and the occurrence of heavy precipitation
and hail at the surface. Moreover, a correlation has also been found between
precipitation fallout and KDP column metrics, also pointing to the potential application
of this signature in nowcasting heavy precipitation and hailfall. However, one period of
hail occurrence was marked by the maintenance of the ZDR column, at the expense of
the KDP column, something that has not been previously documented. Furthermore,
analysis of the tornadic case points to the importance of the employment of polarimetric
variables concomitantly with conventional radar moments for nowcasting the tornadic
potential even in seemingly weaker convective cells, as well as confirming tornado
occurrence. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
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 | Radares doppler de dupla-polarização | por |
dc.subject | Assinaturas polarimétricas | por |
dc.subject | Supercélulas | por |
dc.subject | Tempo severo | por |
dc.subject | Nowcasting | por |
dc.subject | Dual polarization doppler radar | eng |
dc.subject | Polarimetric signatures | eng |
dc.subject | Supercells | eng |
dc.subject | Severe weather | eng |
dc.subject | Nowcasting | eng |
dc.title | Assinaturas polarimétricas em tempestades supercelulares no Sul do Brasil | por |
dc.title.alternative | Polarimetric signatures in supercell thunderstorms in Southern Brazil | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | O sudeste da América do Sul, o qual inclui partes do Sul, Centro-Oeste e Sudeste do
Brasil, é uma das regiões no mundo com alta frequência de tempestades convectivas
severas. Dentre essas tempestades, supercélulas, as quais são comumente
responsáveis pela geração de granizo, podendo ser em grande quantidade, ventos
convectivos destrutivos e tornados, não são raramente observadas nessa parte do
mundo. A instalação nos anos recentes de radares Doppler de dupla-polarização no
estado de Santa Catarina (Sul do Brasil), cria a oportunidade para a análise das
propriedades microfísicas e dinâmicas de supercélulas no Brasil através de suas
assinaturas polarimétricas. Estas assinaturas incluem o arco de ZDR, o pé de KDP, a
região polarimétrica de granizo nas correntes descendentes do flanco dianteiro, anéis
de ZDR e ρHV, e a assinatura tornádica de destroços as quais são características de
tempestades supercelulares pouco documentadas fora do Hemisfério Norte. Este
estudo representa a primeira documentação das assinaturas supracitadas em um
número relativamente alto de tempestades no Brasil, ao analisar dados volumétricos
contínuos de 15 tempestades supercelulares que ocorreram sobre um domínio
coberto pelo radar Doppler banda S de dupla-polarização de Chapecó, localizado no
Oeste de Santa Catarina, coletados durante um período de quatro anos, entre 2017 e
2021. A maioria destas tempestades está associada com relatos severos validados
disponibilizados pelo recém criado banco de dados de tempo severo da PRETS. Além
disso, uma análise aprofundada é conduzida para dois eventos em particular. O
primeiro caso é descrito através de uma análise qualitativa e quantitativa da evolução
de assinaturas em níveis médios e baixos em uma supercélula de longa duração
prolifica na produção de granizo, que atravessou todo o domínio de varredura do
radar, causando danos significativos a propriedades rurais e áreas urbanas. O
segundo refere-se a um aglomerado convectivo que resultou da fusão de duas
supercélulas tornádicas, e deu origem a um tornado breve. Resultados da análise
quantitativa da primeira tempestade concordam com as características observadas
anteriormente na literatura, tal como uma correlação defasada entre aumentos no
volume da coluna de ZDR e a ocorrência de precipitação intensa e granizo em
superfície. Além disso, uma correlação também foi observada entre a cascata de
precipitação e métricas da coluna de KDP, também apontando para a potencial
aplicação dessa assinatura no nowcasting de precipitação intensa e queda de granizo.
No entanto, um dos períodos de ocorrência de granizo foi caracterizado pela
manutenção da coluna de ZDR, ao passo da supressão da coluna de KDP, algo ainda
não documentado anteriormente. Além disso, a análise do caso tornádico aponta para
a importância da aplicação concomitante de variáveis polárimétricas com variáveis
convencionais para o nowcasting do potencial tornádico, mesmo em células
convectivas aparentemente fracas, assim como para a confirmação da ocorrência
tornádica. | por |
dc.contributor.advisor1 | Nascimento, Ernani de Lima | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1074092256181192 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Calvetti, Leonardo | |
dc.contributor.referee1 | Anabor, Vagner | |
dc.contributor.referee2 | Costa, Izabelly Carvalho da | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/5083563169446525 | 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 |