Convergência vertical dos fluxos turbulentos de energia - implicação em variações de quantidades médias junto à superfície
Resumo
O presente estudo é dividido em três capítulos. No primeiro, um modelo de camada limite
é proposto para estimar fluxos de calor sensível e latente em escala mensal, baseado nas
observações horárias de temperatura e umidade específica do ar próximo à superfície,
asim como nos perfis verticais no período da manhã. É assumido que efeitos advectivos
podem ser negligenciados nessa escala temporal, de modo que as tendências temporais
de temperatura e umidade são controladas somente pelo convergência vertical do fluxo
de calor na camada de mistura. No modelo, o crescimento na camada de mistura é governado
pelo fluxo de calor sensível e oposto à estratificação térmica média observada a
partir das sondagens de ar superior sobre um dado mês. O método é testado para três
sítios, em que as estimativas de fluxo são comparados às observações de covariância de
vórtices. Nenhum filtro é aplicado baseado nas condições sinóticas, nebulosidade ou outras
condições externas, de modo que o método fornece estimativas mensais realísticas.
Nos três casos, as estimativas dos fluxos se aproximam das observações. O segundo se
refere a um refinamento necessário no modelo de estimativa de fluxos, dado que a evolução
temporal da temperatura tende a divergir das observações a partir das 14 h local, que
coincide com o período de máxima temperatura do ar. Na análise de 170 sítios da rede
de fluxos AmeriFlux é consistente a ocorrência da temperatura máxima antes da inversão
do fluxo de calor, independente das características dos sítios. Além disso, é apresentado
o resultado de uma simulação numérica realizada no modelo Weather Research and Forecasting
que mostra que a diferença entre o horário da temperatura máxima e a inversão
no sinal do fluxo de calor sensível tende a ser menor do que nas observações. Apesar
disso, essa diferença não pode ser explicada por nuvens ou advecção. O terceiro capítulo,
aborda uma hipótese para o decréscimo observado na temperatura baseado na divergência
vertical do fluxo de calor sensível. Em 5 sítios analisados classificados em torres altas e
baixas, a existência da divergência vertical no período da tarde é consistente, porém ainda
não é claro de que modo a divergência controla o horário do máximo de temperatura do ar
próximo à superfície
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