Simulações Numéricas do Ciclone Catarina: Impacto dos Efeitos Subgrade, Resolução e Assimilação de Dados

 

Autor: 
Maria Cristina Lemos da Silva
Informações Gerais
Departamento: 
meteorologia
tipo: 
Doutorado
Data da Defesa: 
2014
Orientadores
Orientador: 
Pedro Leite da Silva Dias

O IPCC/2013 indica claramente que surgiram evidências de um aumento significativo na intensidade e freqüência de fenômenos climáticos extremos em diversas regiões do globo com alto impacto econômico e perda humanas. Portanto, é importante estudar a origem de fenômenos extremos, sua previsibilidade e atribuição de causas. O desenvolvimento do furacão Catarina na costa de Santa Catarina, em março de 2004, marca a primeira ocorrência confirmada de um furacão no Atlântico Sul. O ciclone formou-se sobre o continente no dia 20/21 de março, deslocou-se inicialmente para leste/sudeste, como tipicamente fazem ciclones que se formam na retaguarda de sistemas frontais na região sudeste do Brasil, e a partir do dia 24/25 de março deslocou-se para oeste e atingiu a costa sul de Santa Catarina no dia 28/03, causando muitos estragos e danos materiais severos, com ventos fortes e grandes totais de precipitação acumulada. O presente trabalho tem como principal objetivo avaliar qual é o impacto das parametrizações dos processos subgrade (secos e úmidos), resolução numérica e assimilação de dados de sensoriamento remoto em simulações do evento com o modelo BRAMS. Para o processo de assimilação, foram utilizados diferentes tipos de dados obtidos a partir de sensoriamento remoto, uma vez que, não existem dados diretamente observados disponíveis na área de trajetória do sistema. As simulações numéricas foram realizadas compreendendo o período de 22-28 de março de 2004, que consistiram em explorar o efeito da convecção úmida, testando algumas opções de parametrização disponíveis no BRAMS, explorar o efeito da parametrização da camada limite e o impacto da resolução (vertical e horizontal). A parametrização de Grell e o uso de deformação anisotrópica contribuíram para uma melhor representação do Catarina, no entanto, os testes de resolução comprovaram que o uso de alta resolução (vertical e horizontal) é um fator extremamente importante. Em adição, os esquemas de assimilação de dados foram avaliados com o uso de estimativas de precipitação (TRMM), de vento a 10 metros (QuikScat) e perfis verticais recuperados de temperatura e umidade (AIRS). As simulações com o uso de assimilação apresentaram ganhos expressivos, apresentando um sistema quando comparado aos resultados sem assimilação, principalmente com os dados do AIRS. As análises dos perfis verticais de fonte aparente de calor e sumidouro de umidade mostraram que a correta representação da intensidade e, especialmente do nível de máximo, da fonte de calor é crucial para reprodução do Catarina

AnexoTamanho
t_maria_c_l_silva_corrigida.pdf7.66 MB