Impacto da condição inicial de água no solo na previsão de verão da América do Sul

• Ano de defesa: 2002
• Autor(a) principal: Luiz Antonio Candido
• Orientador(a): Antonio Ocimar Manzi, Manoel Alonso Gan
• Banca de defesa: Sin Chan Chou, Humberto Ribeiro da Rocha, Nelson Luís da Costa Dias
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Meteorologia
• País: BR
• Resumo em Inglês: The objective of this work was to evaluate the impact of the initial soil water condition in the summer forecasts of the South America. The regional Eta model coupled to the land surface scheme SSiB was used in the accomplishment of the experiments. Three groups of experiments had been considered in integration of 3 months, all initialized with the observed atmosphere condition in the beginning of December of 1996. In the first group, two sets of experiments had been carried. In the control case, the initial soil water condition was the climatology. In the sensitivity case, called "realist", the soil moisture used for the initialization of the SSiB was gotten of a hydrologic model. The results of the validation of the model show its good performance in the forecast of the precipitation of summer 96/97. In quantitative terms the model underestimation rain in the Amazon, while that in the other regions the results are in agree to the observations. With regard to initialization of the soil water from a hydrologic model, the result was depending on the region. The better's results were observed in Amazon and Northeast regions. In the central region the correlation index was reduced in relation to the control case. The degree for which the initialization of the soil water improves the forecast of precipitation, relative to the observations, is varied and reflects the importance and the necessity for the improvement of the parameterization of the soil water in the surface schemes. In the second group of experiments, called of "extremes cases", two conditions of initialization of the soil water had been considered: moist and dry. The biggest impact of the change in the soil moisture in these cases was in the budge of radiation and energy to the surface through modification of the partition of the available energy. The alteration of these budges was passed to the atmosphere through the variation of the profile of temperature and humidity until about 700 hPa, and influencing in the condition of instability of air. The strong gradient of the soil water between the coast north of the South America and the inward of the continent contributed so that the precipitation in this sector was intensified in the moist case and weakened in the dry case. In the atmospheric budge of humidity the biggest variation of the flux of humidity convergence was on the Amazon, where the convergence in low levels in the moist case was intensified in the dry case. In average levels the convergence of the moist case gave to bind to one strong divergence of the flux of humidity in the dry case. The alteration of the circulation was resulted of the modification of the atmospheric instability verified by the change of the vertical distribution of the moist static energy. In the third group of experiments, the same soil water conditions (climatology, moist and dry) had been adopted. However, the analysis was carried for a specific event of the South Atlantic Convergence Zone (SACZ). The results show that the increase of the soil moisture contributes for the intensification of the draining of low levels directed for the convergence zone. In the dry case, this flux that it carries humidity of the Amazon for the subtropical region was weakened, and the humidity carrier was directed for the south sector of the South America.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/jeferson/2004/04.20.10.28

O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto da condição inicial de água no solo nas previsões de verão da América do Sul. O modelo regional Eta acoplado ao esquema de superfície SSiB foi utilizado na realização dos experimentos. Três grupos de experimentos foram considerados em integrações de 3 meses, todas inicializadas com o estado da atmosfera observado no início de dezembro de 1996. No primeiro grupo, dois conjuntos de experimentos foram realizados: no caso controle a condição inicial de água no solo foi climatológica; no caso de sensibilidade, denominado "realista", a umidade do solo para a inicialização do SSiB foi obtida de um modelo hidrológico. Os resultados da validação do modelo mostram o seu bom desempenho na previsão da precipitação do verão 96/97. Em termos quantitativos o modelo subestima a chuva na Amazônia, enquanto que nas outras regiões os resultados são mais próximos das observações. Com relação à inicialização da água no solo a partir do modelo hidrológico, a resposta foi dependente da região e mostrou-se um pouco melhor sobre a Amazônia e Nordeste. Na região central o índice de correlação foi reduzido em relação ao caso controle. O grau em que a inicialização da umidade do solo melhorou a previsão da precipitação, relativo às observações, foi variado e refletiu a importância e a necessidade para o aprimoramento da parametrização da água no solo nos esquemas de superfície. No segundo grupo de experimentos, denominado de "extremos", foram consideradas duas condições de inicialização da água no solo: úmida e seca. O maior impacto da mudança na umidade do solo nesses casos foi no balanço de radiação e energia à superfície pela modificação da partição da energia disponível. A alteração destes balanços foi repassada à atmosfera através da variação do perfil de temperatura e umidade até cerca de 700 hPa, e influenciou a condição de instabilidade do ar. O forte gradiente horizontal de umidade do solo entre a costa norte da América do Sul e o interior do continente contribuiu para que a precipitação neste setor fosse intensificada no caso úmido, e enfraquecida no caso seco. No balanço de umidade atmosférico a maior variação do fluxo de convergência de umidade foi sobre a Amazônia no caso seco. A alteração da circulação foi resultado da modificação da instabilidade atmosférica verificada pela modificação da distribuição vertical da energia estática úmida. No terceiro grupo de experimentos, as mesmas condições de água no solo (climatologia, úmida e seca) foram adotadas. Contudo, a análise foi realizada para um evento específico de Zona de convergência do Atlântico Sul (ZCAS) ocorrido em 01/97. Os resultados mostram que o aumento da umidade do solo contribui para a intensificação do escoamento de baixos níveis dirigido para a zona de convergência. No caso seco, este fluxo que transporta umidade da Amazônia para a região subtropical foi enfraquecido, e o transporte de umidade foi dirigido para o setor sul da América do Sul.