Comparação entre abordagem multi-física em mesoescala e determinística em alta resolução na simulação numérica de sistemas convectivos de mesoescala na Bacia do Prata
Fecha
2017-04-28Primeiro membro da banca
Nesbitt, Stephen
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Nesta tese foi avaliada, de maneira objetiva, a destreza de simulações numéricas de Sistemas
Convectivos de Mesoescala (SCMs) na Bacia do Prata (BP) comparando-se duas
abordagens distintas: simulações determinísticas em escala de convecção semi-explícita e
um ensemble multi-físico em escala meso (ENS). Foram escolhidos dois eventos de SCMs
sob diferentes condições de forçante sinótica (fraca e intensa). Foram realizadas simulações
com o modelo Weather Research and Forecast com grades aninhadas com 12 (G12)
e 4km (G04) de resolução horizontal, em modo "one-way". Para cada evento de SCM
foram conduzidas dezoito simulações G12 com cada simulação utilizando uma combinação
de três esquemas para convecção (EPC), três para a microfísica de nuvens (EMN)
e dois para a camada limite planetária (ECL). As simulações G12 compuseram os membros
do ENS, com cada uma delas alimentando uma respectiva simulação G04 utilizando
a correspondente EMN e ECL. Para a avaliação das simulações foram utilizados dados
de superfície a cada três horas e o produto de precipitação estimada Merged Microwave
do Climate Prediciton Center (CPC/NOAA) contendo a taxa de precipitação a cada três
horas. Métodos tradicionais de verificação da previsão foram usados para avaliação das
simulações das variáveis de superfície, com emprego do Diagrama de Taylor. Para a precipitação
foi empregada a técnica de verificação (não-tradicional) orientada a objeto, além de
uma análise de agrupamento hierárquico que permitiu classificar as simulações de acordo
com o grau de similaridade. Entre as variáveis de superfície, a pressão ao nível do mar
foi a de melhor representação numérica, tanto no ENS quanto nas simulações determinísticas
G04. As simulações determinísticas G04 mostraram desempenho superior ao ENS
em localidades que foram atingidas por circulações de mesoescala geradas pelos SCMs.
Uma maior dispersão entre as simulações foi encontrada no evento de fraca forçante sinótica,
com a variável vento apresentando a maior dispersão entre as variáveis de superfície.
Para a precipitação, a análise de agrupamento mostrou que os EMN e EPC foram os que
mais influenciaram a distribuição espacial e temporal das chuvas. Em termos gerais as
simulações com o EMN Thompson foi o que gerou os campos de chuva mais próximos
das observações. A verificação orientada a objeto apresentou uma clara distinção no desempenho
das simulações em função da intensidade da forçante sinótica, com melhores
resultados no caso de forçante sinótica mais intensa. Os resultados mostram que a combinação
da abordagem de ensemble multi-física em mesoescala e determinística em alta
resolução pode ser um caminho a ser explorado em previsão numérica do tempo.
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