Simulações numéricas com o modelo WRF para os períodos seco e chuvoso no Maranhão: impacto do uso de diferentes modelos de fechamento de turbulência
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Data
2020-02-27Primeiro membro da banca
Acevedo, Octávio Costa
Segundo membro da banca
Medeiros, Luis Eduardo
Metadata
Mostrar registro completoResumo
O presente trabalho teve como objetivo avaliar o impacto de diferentes esquemas de parametrização
de CLP em simulações para o estado do Maranhão (Brasil) utilizando o modelo
WRF. Estudos sobre simulações de modelos usando parametrizações de CLP nas regiões
tropicais são geralmente raros, principalmente devido a falta de observações experimentais.
Este trabalho faz parte de projeto desenvolvido em parceria entre a UTE Pecém II,
UTE Parnaíba I, Parnaíba II e III geração de Energia S.A. e a Universidade Federal de
Santa Maria-UFSM. O complexo de Usina Termoelétrica (UTE) Parnaíba está localizado
na cidade de Santo Antônio dos Lopes no Maranhão e é operado pela empresa brasileira
Eneva. Como a produção de energia através da combustão de gás natural produz
resíduos que são lançados na atmosfera, os órgãos ambientais reguladores demandam
que medidas de verificação e controle sejam tomadas, como o monitoramento de espécies
químicas. Logo, uma boa descrição da atmosfera é fundamental para o bom desemprenho
dos modelos de dispersão de espécies químicas. Neste trabalho de dissertação de
mestrado foram usados dados de 16 estações meteorológicas automáticas para validação
das simulações do modelo, no qual foram realizadas 8 simulações usando duas parametrizações
de CLP nos períodos seco (Setembro) e chuvoso (Março), onde 4 simulações
foram realizadas com ativação da parametrização cúmulus (Kain-Fritsch) apenas na primeira
grade d01 e outras 4 simulações foram efetuadas com ativação da parametrização
cúmulus (Grell-Freitas) nos dois domínios de grade. As parametrizações de CLP usadas
nesse trabalho foram Mellor-Yamada Nakanishi e Niino 2.5 (MYNN) e Yonsei Scheme University
(YSU); portanto, na discussão dos resultados avaliou-se a estatística das simulações
da temperatura a 2 metros e magnitude do vento a 10 metros da superfície. Também
foram simulados a altura da CLP para a região de estudo e específicamente na localização
da Usina Termoelétrica. Embora o foco desse trabalho foi estudar o comportamento
do modelo na simulação da temperatura e magnitude do vento, foi importante entender o
regime de precipitação da região, visto que foi o fator que nos levou a escolher os dois
períodos estudados nesse trabalho. O modelo teve dificuldade em simular a precipitação
acumulada, nas duas parametrizações de CLP, quando simulado sem a parametrização
cúmulus ativada na grade d02; entretanto, quando ativada a covecção (Grell-Freitas) apenas
a parametrização YSU representou corretamente a precipitação acumulada conforme
as observações no período chuvoso, já no período seco as simulações subestimaram a
precipitação acumulada. Na avaliação da temperatura, o modelo teve dificuldade de reproduzir
os valores de temperatura maiores que 38 ºC no período seco. No período chuvoso
as simulações feitas com e sem a parametrização cúmulus ativada mostraram que o modelo
teve uma tendência em representar bem a distribuição dos valores de temperatura,
ainda que subestimou os maiores valores e superestimou os menores. Com a simulação
do vento, as duas parametrizações de CLP superestimaram os valores maiores de V 10m
e não conseguiram apresentar bem a distribuição dos valores de V 10m conforme as observações.
Considerando apenas as quatro estações meteorológicas automática ao redor
da UTE, o modelo superestimou a simulação dos valores de V 10m de mode geral, isso
devido a pouca capacidade dos esquemas de CLP proposto nesse trabalho em reproduzir
valores de vento muito baixos. Logo, conclui-se que as duas parametrizações de CLP erraram
mais ao simular a T2m e V 10m no regime de vento fraco. Também podemos inferir
que de maneira geral, a parametrização MYNN se mostrou mais eficiente para o período
chuvoso enquanto YSU para o período seco quando se analisa apenas a temperatura a
dois metros.
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