Mestrado: Análise de mesoescala de um evento convectivo em São Paulo e da assimilação de dados em simulações com o modelo WRF

Data: 
28/04/2016 - 14:00
Local: 
Sala 15 do IAG (Rua do Matão, 1226, Cidade Universitária)


Defesa de dissertação de mestrado
Aluno: Rafael Cesario de Abreu
Programa: Meteorologia
Título: Análise de mesoescala de um evento convectivo em São Paulo e da assimilação de dados em simulações com o modelo WRF

Comissão julgadora
Prof. Dr. Ricardo Hallak - IAG/USP
Prof. Dr. Dirceu Luis Herdies – CPTEC-INPE/Cachoeira Paulista-SP
Prof. Dr. Ernani de Lima Nascimento –UFSM/Santa Maria-RS
 
Resumo
Na primavera e verão do Hemisfério Sul, o Estado de São Paulo frequentemente enfrenta problemas decorrentes do tempo severo associados a Sistemas Convectivos de Mesoescala, como linhas de instabilidade. Esses eventos podem causar enchentes repentinas, como no caso da cidade de Franco da Rocha em janeiro de 2011. Esse evento foi responsável por causar a morte de treze pessoas, conforme divulgado pela mídia. Assim, o objetivo principal deste trabalho é identificar as principais razões físicas que levam à ocorrência de convecção vigorosa e persistente no Estado de São Paulo. Para isso, foram utilizados dados do Global Forecast System (GFS), para identificar os sistemas de escala sinótica, assim como servir de condições iniciais e de fronteira para o modelo Weather Research and Forecasting (WRF). Foram realizadas simulações com e sem assimilação de dados, em grade com 3 km de espaçamento, destacando-se testes de sensibilidade para verificar a influência do nudging observacional com dados das redes de superfície do Instituto Agronômico de Campinas (IAC), METAR e SYNOP. Os resultados mostram que apesar do intenso transporte de umidade de norte, com valores máximos de 0,7 x 108 kg s-1, que se concentra entre 900 e 800 hPa, a formação de um ciclone no oceano também foi importante para o transporte de umidade para a área de estudo, atingindo valores similares àquele de norte. Além disso, o ciclone é responsável por formar uma área de convergência de massa, com valores que ultrapassam 80 x 10-5 s-1, que se propagou para o interior do Estado na forma de linha. Essa região de convergência faz com que o ar ascenda e, pela liberação de calor latente oriunda da formação de graupel e gelo, produza intensa corrente ascendente. O movimento descendente na retaguarda do sistema cria uma área de divergência em superfície, que atua para propagar a frente de rajada e, consequentemente, a linha de instabilidade. A assimilação de dados mostrou-se útil para uma melhor reprodução do deslocamento do sistema, principalmente no caso da variável vento. Além disso, foi possível reduzir os erros das simulações quando comparado às observações como, por exemplo, no experimento com assimilação de vento NG8UV, que teve raiz do erro quadrático médio de 2,56 m s-1 para a diferença do vetor vento, contra 3,07 m s-1 da simulação controle. A assimilação de dados de temperatura contribui para a melhor simulação da precipitação na Serra do Mar, que não foi identificada em grande parte das simulações a partir de 2300 UTC do dia 10 de janeiro de 2011. Apesar disso, uma diferença de fase foi encontrada com relação ao início da precipitação, devido ao deslocamento do ciclone na simulação do WRF. Esta diferença de fase observada talvez possa ser corrigida com a assimilação de estimativas de satélite no modelo de mesoescala, hipótese a ser testada em trabalhos futuros.