Mestrado: Análise Microfísica e Modelagem da Convecção Profunda Amazônica

A convecção atmosférica é um dos principais tópicos discutidos no tempo e clima. O objetivo deste estudo é entender por que diferentes e semelhantes parametrizações de microfísica de nuvens produzem diferentes padrões de precipitação no solo através de vários testes numéricos de sensibilidade com o modelo WRF na simulação de um caso de linha de instabilidade observado na região amazônica. Quatro diferentes parametrizações microfísicas de tipo bulk (Lin, WSM6, Morrison e Milbrandt) foram testadas, e os principais resultados mostram que os erros estatísticos não se alteram significativamente entre si para os quatro domínios numéricos (da grade de 27 km até a de 1 km). As correlações entre dados pluviométricos de radar e os campos de precipitação simulados mostram que o esquema Morrison de parametrização de duplo momento foi o que apresentou melhores resultados, no geral: enquanto o esquema de Morrison mostra correlação 0,6 na caixa oeste do domínio de 1 km, os esquemas WSM6 e Lin mostram 0,39 e 0,05, respectivamente. No entanto, como esse esquema apresenta boas correlações com as taxas de chuva do radar, ele também mostra um ciclo de vida, evolução e propagação do sistema relativamente melhores quando comparado aos dados de satélite. Embora a complexidade com que as variáveis microfísicas são tratadas nos esquemas de um momento e de duplo momento neste estudo de caso não afetam muito os resultados simulados, as seções transversais verticais tridimensionais mostram que os esquemas de Purdue Lin e Morrison exibem mais intensos em comparação com os esquemas WSM6 e Milbrandt, que podem estar associados aos diferentes tratamentos da microfísica da fase de gelo. Na comparação específica entre esquemas de momento duplo, as quantidades de gelo geradas pelos esquemas de Morrison e Milbrandt afetaram muito o deslocamento do sistema e a intensidade da chuva. Isso também afeta a intensidade das velocidades verticais que, por sua vez, altera o tamanho das piscinas frias. As diferenças nas quantidades de gelo foram responsáveis por quantidades distintas de conteúdo total de água, que está relacionado com a razão de mistura de gelo verticalmente integrada gerada por Morrison. O sistema se move mais rápido no esquema de Milbrandt comparado a Morrison porque o esquema gerou mais quantidades de graupel, que é menor em tamanho do que o granizo, e evapora mais facilmente nos processos dentro da nuvem devido ao seu tamanho. Este fato também mudou a intensidade das piscinas frias mais intensas, porém menores em extensão horizontal, para o esquema Milbrandt em comparação com Morrison.