Mestrado: Estrutura cinemática e microfísica da chuva observada durante os experimentos de campo do Projeto CHUVA

Data: 
17/01/2017 - 14:00
Local: 
Sala 15 do IAG (Rua do Matão, 1226, Cidade Universitária)


Defesa de dissertação de mestrado
Aluno: Alexandre Manenti Britto Pereira dos Santos
Programa: Meteorologia
Título: Estrutura cinemática e microfísica da chuva observada durante os experimentos de campo do Projeto CHUVA

Comissão julgadora
1) Prof. Dr. Carlos Augusto Morales Rodriguez – IAG/USP
2) Prof. Dr. Gerson Paiva Almeida –UECE/Fortaleza-CE
3) Prof. Dr. Jorge Alberto Martins –UTFPR/Curitiba-PR
 
Resumo
Este projeto de pesquisa apresenta um detalhamento dos movimentos verticais e dos processos microfísicos atuantes em diversos sistemas precipitantes observados durante os experimentos de campo do Projeto temático CHUVA. Para tanto, este estudo utilizou um radar de apontamento vertical, MRR-2, que infere a distribuição de tamanho de gotas com a altura além de outras variáveis. Uma vez que o algoritmo do MRR-2 assume que os movimentos verticais são nulos, o que pode comprometer os parâmetros inferidos, este estudo selecionou medidas onde não apresentava “Alias” e tão pouco qualquer indicação de movimentos verticais que pudessem comprometer as observações. Baseado nas medidas da distribuição de tamanho de gotas (DSD), número total de gotas (Nt), fator refletividade do radar (Z), taxa de precipitação (R), velocidade terminal média da chuva (w), e parâmetros de ajuste e forma de distribuição de DSD, bem como da relação Z-R foi possível avaliar como os processos de colisão seguido de coalescência ou quebra, derretimento e evaporação mudam a DSD na vertical. Pode-se destacar neste estudo que: os três fatores, Z, w e Nt, indicam a presença de processos microfísicos com a altura, como colisão seguida de coalescência (aumento de Z e w e diminuição de Nt), colisão seguida de quebra (aumento de Z e Nt e diminuição de w) e evaporação (diminuição de Z w e Nt). Para cada um desses processos observa-se padrões distintos das formas assumidas pela DSD, que podem ser ajustadas a uma distribuição gamma, gerando três coeficientes (N0, λ e m) capazes de indicar se a distribuição é mais monodispersa (evaporação ou chuva fraca), exponencial (chuva regular) ou gamma/multimodal (muitas colisões ou chuva forte). Outro método de se fazer essa avaliação é o fator de forma, que indica a dispersão de uma distribuição de tamanho de gotas com somente um número. Os processos microfísicos e a DSD influem também no tipo de regime precipitante, sendo processos de colisão e distribuições menos suaves referentes a regimes convectivos, enquanto que o oposto se dá para regiões estratiformes. Adicionalmente utilizou-se os ajustes da relação Z-R e as análises dos contornos de frequência acumulada com a altura (CFAD) de todas as variáveis para certificar os resultados encontrados. Como resultado, observa-se a grande eficiência do processo de coalescência na região mais convectiva da chuva de Outeiro, que chega a atingir mais de 10 gotas⁄(m3 mm) com 5mm de diâmetro, criando uma grande variedade de gotas que mantém a DSD com um aspecto gamma. A alta incidência de gotas médias e grandes (3-4mm), tanto em superfícies como em altitudes medianas, do evento em Fortaleza, resultado da grande porção estratiforme da chuva que se apresenta nos momentos finais dessa precipitação. A chuva mais fraca em Manaus, causada pela maior quantia de gotículas super-resfriadas, que apresenta uma refletividade de 30dBZ em quase todos os momentos, evidenciando distribuições e gotas unimodais no início da chuva. Os diversos tamanhos de hidrometeoros sólidos da precipitação no Vale do Paraíba, que causaram distintas regiões de chuva forte e fraca e o aparecimento de diversas velocidades terminais de queda, que variam de 1-8m⁄s, abaixo da camada de derretimento.
 
Palavras-chave: Radar. MRR. Doppler. DSD. Distribuição de Tamanho de Gotas. CFAD. Fator de Forma.