Parametrização de turbulência na previsibilidade de temperaturas mínimas em um modelo de mesoescala
Resumo
O objetivo do presente trabalho é avaliar a qualidade da previsão de temperaturas
noturnas em um modelo numérico de mesoescala e compreender a razão das principais
dificuldades encontradas. Para tanto, é utilizado o modelo Weather Research and
Forecast (WRF), configurado da mesma maneira que é feito em previsões do tempo operacionais.
O modelo foi rodado para as 31 noites do mês de Julho de 2012, e as saídas
de temperatura foram comparadas com observações horárias feitas em 26 estações
espalhadas por todo o estado do Rio Grande do Sul. Foram consideradas quatro representações
diferentes para a turbulência no modelo, sendo que três delas, as de Yonsei
University (YSU), Mellor-Yamada-Janjic (MYJ) e Bougeault-Lacarrere (BOU), são formulações
disponibilizadas no próprio modelo e uma quarta, Bougeault-Lacarrere-Modificada
(BOU-Mod), é uma alteração imposta à parametrização BOU com o propósito de torná-la
menos turbulenta. Uma análise geral mostra que as formulações apresentam erros quadráticos
médios (EQM) bastante próximos entre si, sendo que YSU tem erros levemente
menores que as demais. Uma importante discrepância observada é que há diferença
razoável entre a altura real da estação e a sua altitude no modelo, representada pelo valor
do ponto de grade mais próximo. Quando essa diferença de altitude é corrigida pela
temperatura potencial, os erros aumentam. Nesse caso, as duas parametrizações mais
turbulentas, que são YSU e BOU, têm tendência geral de superestimar as temperaturas
noturnas, enquanto as menos turbulentas, MYJ e BOU-Mod, tendem a subestimar essa
grandeza. Todos os esquemas mostraram tendência de reduzir a variabilidade temporal
observada, o que significa que elas tendem a superestimar as observações mais frias e
subestimar as mais quentes. Nas noites mais estáveis, todas parametrizações apresentaram
grande EQM e superestimam a temperatura. Nas noites menos estáveis houve casos
com EQM reduzido, mas todas as parametrizações mostraram tendência de subestimar
a temperatura observada, mostrando que é necessário que todas as formulações se tornem
mais turbulentas nestes casos. Quando as diferentes estações são comparadas, a
diferença de altura entre a estação e o ponto de grade mais próximo tem grande influência
na previsão de temperatura noturna. Isso ocorre porque nas estações mais baixas que o
ponto de grade, o vento do modelo tende a ser maior que o observado, causando maior
mistura turbulenta, e levando a temperaturas maiores. O oposto ocorre nas estações mais
altas que o ponto de grade. Esta situação ocorre principalmente nas noites mais estáveis,
quando estações localizadas em regiões mais baixas tendem a experimentar o fenômeno
do desacoplamento entre a superfície e os níveis mais altos da atmosfera. As implicações
destes resultados são discutidas e propostas para melhorar as previsões noturnas
de temperatura são apresentadas.