Análise dos movimentos de larga escala que afetam o escoamento da camada limite atmosférica
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Fecha
2021-08-27Primeiro coorientador
Mortarini, Luca
Primeiro membro da banca
Cava, Daniela
Segundo membro da banca
Silvestrini, Jorge Hugo
Terceiro membro da banca
Acevedo, Otavio Costa
Quarto membro da banca
Costa, Felipe Denardin
Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemResumen
Na presente tese, o papel dos processos não turbulentos ocorrendo na Camada Limite Atmosférica
(CLA) é estudado de um ponto de vista numérico e através do emprego de dados
experimentais. O trabalho é constituído de três artigos. No primeiro, o efeito do aumento
da estratificação estável no escoamento é investigado realizando simulações numéricas
diretas de camadas de Ekman. O objetivo é analisar a propagação e a intensificação de
estruturas de larga escala, próximas da superfície, e caracterizá-las como meandro do
vento. Tais estruturas não turbulentas são descritas utilizando funções de autocorrelação
eulerianas (FAEs) e análises espectrais espaciais. Da mesma forma, os perfis verticais
de quantidades médias e turbulentas do escoamento serão examinados. Os resultados
das simulações mostram que as caracteristícas do fenômeno do meandro do vento horizontal
são encontradas na região próxima da parede na presença de forte estratificação.
Estas caracteristícas não requerem nenhum forçante particular (ex., heterogeneidade da
superfície e perturbações locais) para se desenvolverem. No segundo artigo, usando observações
de campo coletadas no sul do Brasil, as ocorrências de meandro são investigadas.
Episódios ondulatórios são identificados pelo emprego da técnica de FAE em
séries temporais. Os resultados obtidos mostram que os movimentos de meandro ocorrem
frequentemente durante condições de vento fraco e estável, influenciando o campo
de escalares e introduzindo contribuições de baixas frequências nos fluxos verticais. Tais
contribuições devem ser filtradas para estimar corretamente o transporte turbulento e para
melhorar o fechamento do balanço de energia na superfície. O terceiro artigo explora os
efeitos de um escoamento geofísico forçado, chamado Vento Norte, associado às características
locais do terreno na CLA. O trabalho emprega observações de campo realizadas
durante o período de dois anos. O fenômeno, antes de ser detectado próximo à superfície,
perturba o escoamento local, gerando movimentos de submeso. Durante o seu ciclo de
vida advecta de forma robusta, massas de ar quentes e secas. Este processo de advecção
impacta significativamente, do ponto de vista turbulento, os campos meteorológicos, principalmente
durante períodos noturnos. Os resultados da tese evidenciam os efeitos de
escalas não turbulentas na dinâmica do escoamento durante condições de forte estratificação
estável.
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