Parametrização dos processos radiativos em modelo climático simples

• Ano de defesa: 2002
• Autor(a) principal: Elisabete Caria Moraes
• Orientador(a): Vadlamudi Brahmananda Rao, Sergio Henrique Franchito
• Banca de defesa: Romísio Geraldo Bouhid André, Tatiana Aleksandrovna Tarasova
• 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: Shortwave and longwave radiative transfer models, based on sophisticated and numerically efficient parameterizations of radiative transfer processes, were implemented in a coupled vegetation statistical-dynamical atmospheric model (MED), in simulating the annual zonal mean climate and anthropogenic climate impacts. In order to verify the radiative transfer models accuracy, comparisons between radiometric variables from model simulations and observational data set, which are obtained during the Wet Season Atmospheric Mesoscale Campaign / Large-Scale Biosphere- Atmosphere Experiment in Amazonia, were accomplished at two experimental sites: primitive forest and pasture. Statistical analyses indicated that the shortwave radiative transfer model simulations are trustful, and that the longwave radiation simulations agree with the observational data, especially, over pasture region. The radiative transfer model simulations showed mean errors of the same order or lower than the instrumentation error, except in reflected solar radiation. In general, the recent version of MED were able to simulate the present annual zonal mean climate, when compared with National Centers for Environmental Prediction/ National Center for Atmospheric Research reanalysis data, improving the results of the present annual zonal mean climate, except in dynamic variable simulations. The impacts on the annual zonal mean continental climate due to the deforestation were the reduction of the net radiation, the surface temperature increase, and the precipitation decrease. These results are in agreement with several global circulation model deforestation experiments. The greenhouse effects regarding the deforestation experiments showed that the surface parameters modifications influence more the radiation budget and energy partition. Over deforested areas, the greenhouse experiments showed that the surface parameters modifications have more influence than the greenhouse effects increase on the radiation budget and energy partition. The modifications in the net radiation regarding the experiments of: doubling and quadruplication of CO2, concentration increase of CO2 and CH4, and concentration increase of CO2, CH4, N2O, and tropospheric O3, where the two later concentration increases were predicted to 2100 by Intergovernmental Painel on Climate Change, indicated that air temperature close to the ground was increased with higher values over polar region in both Hemispheres, and precipitation reduction. The higher changes in air temperature and precipitation fields were obtained during the quadruplication CO2 experiment. In the Amazon Forest burning experiment, the carbonaceous were the primarily cause of the sensible heat flux decreases, and the surface parameters were the primarily cause of the latent heat flux reduction. Furthermore, the biomass burning caused surface temperature increase and precipitation decrease.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/jeferson/2004/11.24.10.16

Modelos de transferência radiativa solar e termal, baseados em parametrizações dos processos de transferência radiativa sofisticados e eficientes computacionalmente, foram implementados em um modelo atmosférico estatístico dinâmico com vegetação acoplada (MED), objetivando simular o clima médio zonal anual e os possíveis impactos climáticos provenientes de ações antropogênicas. Com o intuito de verificar a acurácia dos modelos de transferência radiativa, realizou-se a comparação das grandezas radiométricas simuladas por estes modelos com os dados observacionais obtidos na campanha Wet Season Atmospheric Mesoscale Campaign / Large-Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia em dois sítios experimentais: floresta primitiva e pastagem. Na análise estatística observou-se a alta confiabilidade nas simulações provenientes do modelo de transferência radiativa solar e uma boa concordância das grandezas termais, principalmente, para a região de pastagem. As simulações apresentaram erros médios da mesma ordem ou até menores do que os erros instrumentais, exceto para o caso da radiação solar refletida. De forma geral, a versão atual do MED conseguiu reproduzir bem as características médias zonais anuais do clima presente, quando comparados com os dados de reanálise do National Centers for Environmental Prediction / National Center for Atmospheric Research, apresentando melhoras nas simulações do clima médio zonal anual presente, exceto nas simulações das variáveis dinâmicas. Os impactos médios zonais anuais climáticos continentais causados pelo desflorestamento foram a redução do saldo de radiação e, conseqüentemente, um aumento na temperatura da superfície e uma redução na precipitação, o que concorda com inúmeros experimentos de desflorestamento realizados através de modelos de circulação geral. Ao considerar o desflorestamento conjuntamente com alterações dos gases-estufa, verificou-se que as alterações nas características de superfície influenciam mais o balanço de energia e a partição desta do que as alterações das concentrações de gases-estufa. Nos experimentos de duplicação e quadruplicação do CO2, e de previsão para 2100 de aumento nas concentrações de CO2 e CH4, e do CO2, CH4, N2O e O3 troposférico definidos pelo Intergovernmental Painel on Climate Change, verificou-se que as alterações no balanço radiativo provocaram aumentos na temperatura do ar à superfície, sendo estes mais acentuados nas regiões polares, e redução na precipitação. As maiores alterações foram verificadas com a quadruplicação da concentração de CO2. No experimento de queima da biomassa da Floresta Amazônica verificou-se que os aerossóis carbonaceous foram os responsáveis pela maior redução do fluxo de calor sensível, enquanto que a alteração dos parâmetros de superfície provocou a maior redução do fluxo de calor latente. A queima de biomassa provocou um aumento na temperatura da superfície e uma redução na precipitação.