Estudos observacionais de simulação númerica e de partição e interação de energia de nuvem vírgula invertida sobre a América do Sul

• Ano de defesa: 2004
• Autor(a) principal: Gilberto Ricardo Bonatti
• Orientador(a): José Paulo Bonatti, Vadlamudi Brahmananda Rao
• Banca de defesa: Antonio Divino Moura
• Tipo de documento: Dissertação
• 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: We studied four cases of inverted comma clouds which occurred in the South American continent, in: 4/15/1979, 8/22/1989, 10/6/1991 and 9/20/2003. These dates refer to the mature stages of these systems. The study had two main aspects: the first observational and numerical simulation, where we evaluated the capability of the global model in simulating the comma cloud, and the effect of resolution; and the second aspect on the partition and energy interaction, where we emphasized the energetic analysis, regarding both the vertical energy exchanges, as well as the interferences between the horizontal modes of oscillation (Rossby, Kelvin, Mixed-Rossby and West and East waves) and their interactions. For the first three cases, we used the convection scheme by Kuo for the resolutions T126L28 and T170L42, and compared with the reanalysis of the ECMWF (European Center for Medium-Range Weather Forecasts) in T106K17 resolution, where the ability of the global model in the simulation of cases of inverted comma clouds was evaluated. For the 9/20/2003 case, we included the convection scheme type RAS (Relaxed Arakawa-Schubert), not only for the mature stage, but also for the initial stage and the dissipation of the system. For the three other cases, the model was capable of adequately reproducing the main observed characteristics in the reanalysis, with a slightly better representativity for the resolution of T170L42. For the studies of energy partitioning and energy interaction between the horizontal and vertical modes, the greatest concentration of energy (in %) was observed for the first two categories (vertical modes of 0 to 2 and 3 to 6); and due to a bigger number in vertical modes (bigger number of more internal modes), can have a relevant role in the energy partition. The horizontal modes with greatest energy retention for these two categories are: Rossby and Kelvin. The horizontal modes: Mixed-Rossby-Gravity and Gravity propagating eastward and westward for the first two categories, also obtained good results, but small when compared to the horizontal modes of Rossby and Kelvin. For the interactions between the horizontal modes, for the first two categories we observed the destruction of energy in most of the interactions. The crossed products between the Rossby and Kelvin horizontal modes with other modes showed the largest percentage of energy in the region of the mature stage of the inverted comma cloud, well reproduced by the global model of CPTEC for both cases and resolution. For the interactions between the vertical modes, we verified, in the region of the comma cloud, construction of energy for the middle levels (800 hPa up to 300 hPa - convection region) and destruction in the Stratosphere (150 hPa until Top) for the modes of 0 to 2.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/jeferson/2004/06.30.16.47

Foram estudados quatro casos de nuvem vírgula invertida que ocorreram no continente Sul Americano nos dias: 15/04/1979, 22/08/1989, 06/10/1991 e 20/09/2003. Os dias referem-se aos estágios maduros desses sistemas. O estudo abordou dois aspectos: o primeiro observacional e de simulação numérica, onde se verificou a capacidade do modelo global do CPTEC em simular a nuvem vírgula, e o efeito da resolução; e o segundo a partição e interação de energia, onde se enfatizou a análise energética, tanto no que se refere às trocas verticais de energia como para as interferências entre os modos horizontais de oscilação (ondas de Rossby, Kelvin, Mista e Gravidade Oeste e Leste) e suas interações. Para os três primeiros casos, foi utilizado o esquema de convecção tipo Kuo para as resoluções T126L28 e T170L42, onde foram comparados com as reanálises do ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) na resolução T106K17, verificando-se a habilidade do modelo global em simular os casos de nuvem vírgula invertida. Para o caso ocorrido em 20/09/2003, foi incluído o esquema de convecção tipo RAS (Relaxed ArakawaSchubert), não somente para o estágio maduro, mas também para o estágio inicial e de dissipação do sistema. Para os outros três casos, o modelo foi capaz de reproduzir com boa concordância as principais características observadas nas reanálises, com ligeira melhora na representatividade para a resolução do T170L42. Para os estudos da partição e interação da energia entre os modos horizontais e verticais, a maior concentração da porcentagem de energia esteve para as duas primeiras categorias (modos verticais de 0 a 2 e 3 a 6); onde um maior número de modos verticais (maior número de modos mais internos), podem ter um papel relevante na partição de energia. Os modos horizontais que mais detiveram energia para as duas primeiras categorias são: Rossby e Kelvin. Os modos horizontais Misto Rossby-Gravidade, Gravidade propagando-se para Leste e Oeste para as duas primeiras categorias, também obtiveram resultados expressivos, mas pequenos se comparados aos modos horizontais Rossby e Kelvin. Para as interações entre os modos horizontais, para as duas primeiras categorias, verificou-se destruição de energia na maioria das interações. Os produtos cruzados entre os modos horizontais Rossby e Kelvin com os demais modos detiveram a maior porcentagem de energia na região do estágio maduro da nuvem vírgula invertida, bem reproduzida pelo modelo global do CPTEC para ambos os casos e resolução. Para as interações entre os modos verticais, verificou-se na região da nuvem vírgula, construção de energia para os níveis médios (800 hPa até 300 hPa - região de convecção) e destruição para a Estratosfera (150 hPa até Topo) para os modos de 0 a 2.