Mestrado: Caracterização numérica do balanço de energia na superfície durante condições de verão na região da estação Antártica Brasileira

Data: 
30/07/2015 - 10:00
Local: 
Sala 15 do IAG (Rua do Matão, 1226, Cidade Universitária)


Defesa de dissertação de mestrado
Aluno: Caio Jorge Ruman
Programa: Meteorologia
Título: Caracterização numérica do balanço de energia na superfície durante condições de verão na região da estação Antártica Brasileira

Comissão julgadora
Profa. Dra. Jacyra Ramos Soares – IAG/USP
Prof. Dr. Amauri Pereira de Oliveira – IAG/USP 
Prof. Dr. Edson Pereira Marques Filho – UFBA/Salvador-BA
 
Resumo
Este trabalho tem como objetivo a caracterização numérica do balanço de energia na superfície (BES) em condições de verão na região da estação Antártica Brasileira Comandante Ferraz (EACF). Para este fim, foram utilizados dados coletados in situ de dois projetos: dados do período de 19 a 24 de fevereiro de 2012 no âmbito do projeto ETA (Estudo da turbulência Antártica) e dados do projeto meteorologia na EACF do período de 2000-2010. Realizaram-se também simulações numéricas utilizando o modelo Weather Research & Forecasting (WRF). Calculou-se a média da temperatura do ar, umidade relativa do ar e velocidade do vento para o verão, utilizando-se os dados do projeto meteorologia na EACF, comparada em seguida com a média dos dados do projeto ETA. Desse modo, verificou-se que o período de estudo corresponde a um período de verão médio. Constatou-se que no período de estudo a região apresenta temperaturas predominantemente negativas, entre -4 e 0 °C, devido a adveçcão de ar frio de sudeste e ventos predominantes de leste, de até 10 ms-1. Os ventos mais fracos ocorreram no período noturno, o que faz com que a região apresente ventos catabáticos oriundos da geleira a norte e nordeste da estação, que são uma circulação geográfica fraca, desaparecendo com a presença de ventos mais fortes. O balanço de energia em superfície foi então estimado, utilizando os valores de Rn e G obtidos diretamente e H e LE estimados utilizando o método aerodinâmico do perfil, seguindo a teoria de similaridade de Monin-Obukhov (TSMO). Rn é a principal fonte de energia da região, dominado pelo termo OC  durante o dia, enquanto que o termo OL  é o principal responsável pela perda de energia no período noturno. A energia disponível na superfície (Rn) durante o dia é utilizada para o aquecendo do solo (G), aquecimento da atmosfera (H) e evaporação da água em superfície (LE). No período diurno, G é uma ordem de grandeza menor que Rn e durante a noite é uma fonte de energia para a atmosfera, de até 25 Wm-2. Da estimativa do footprint para H e LE, concluiu-se que no período noturno a influência do oceano próximo é significativa, refletindo nos valores de H e LE com características de oceano. Apesar de a região não possuir superfície homogênea e as condições climáticas não serem ideais para a validade da TSMO, durante o período diurno a teoria consegue descrever os fluxos de H e LE com o resíduo uma ordem de grandeza menor. As simulações utilizando o WRF foram utilizadas para analisar o BES em três pontos na ilha do Rei George, representando três tipos de superfície: solo exposto (P1), gelo/neve (P2) e água do mar (P3). A comparação estatística dos dados coletados in situ com os valores simulados para o ponto P1 mostra que o modelo consegue simular as principais características da região com erros pontuais, como considerar a região mais fria e superestimar OC . O BES nos pontos P2 e P3 estão de acordo com o encontrado na literatura, representando as principais características do BES sobre o gelo e o oceano. Desse modo, conclui-se que o modelo WRF é uma excelente ferramenta para simulações numéricas de alta resolução em regiões subantárticas.