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América Murguía Espinosa Taciana Toledo de Almeida Albuquerque
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Apresentação em tema: "América Murguía Espinosa Taciana Toledo de Almeida Albuquerque"— Transcrição da apresentação:
1 América Murguía Espinosa Taciana Toledo de Almeida Albuquerque
Universidade de São Paulo Instituto de Astronomia Geofísica e Ciências Atmosféricas Departamento de Meteorologia Descrição do comportamento da camada de mistura através de um modelo numérico de fechamento de primeira ordem. América Murguía Espinosa Taciana Toledo de Almeida Albuquerque
2 Resumo Introdução Metodologia Dados Resultados Conclusões
3 .Introdução O que é Camada Limite Planetária?
É a região da atmosfera onde os fenômenos meteorológicos de pequena escala são importantes; -Está sob a influência direta da superfície e responde as forçantes superficiais numa escala de tempo menor que 1 hora. Estrutura Espacial da CLP Diurno Noturno
4 Forçantes Superficiais:
- Aquecimento Solar; - Resfriamento Radiativo; - Vento Horizontal. De acordo com a importância dessas forçantes a CLP pode ser classificada como: -Convectiva: aquecimento solar da superfície é suficiente para manter a convecção térmica; -Estável: o resfriamento radiativo da superfície é suficiente para manter uma estratificação térmica através da qual a turbulência terá que realizar trabalho (Produção Mecânica); -Neutra: quando nem o aquecimento solar e nem o resfriamento radiativo são suficientes para alterar as características da turbulência de origem mecânica.
5 Em Condições Convectivas a CLP se forma:
- Aquecimento da superfície pela radiação solar; - Transferência da energia disponível na superfície para a atmosfera através dos fluxos turbulentos de calor sensível; Fluxo de Calor Sensível (H): - É proporcional a covariância da velocidade vertical (w) e da temperatura potencial do ar (); Energia é transferida para atmosfera através do fluxo turbulento de calor sensível. - Radiação solar aquece a superfície >0 – existe transferência da superfície para atmosfera <0 – existe transferência de calor da atmosfera para superfície
6 OBJETIVO Caracterizar alguns parâmetros que influenciam a estrutura da CLC (6-18h), dentro da Camada de Mistura: - Temperatura Potencial; - Fluxo de Calor Sensível; - Altura da Camada de Mistura; - Intensidade da Inversão de Temperatura no topo da CM. Camada de Mistura - Região onde o gradiente vertical da temperatura potencial médio vale zero, devido a mistura turbulenta intensa; - A mistura pode ser de origem térmica (convecção térmica), ou de origem mecânica, associada ao cisalhamento vertical do vento.
7 Descrição da Turbulência
- Não existe nenhuma descrição determinística dos escoamentos turbulentos, pois não existe até hoje solução das equações do movimento que descrevam um escoamento turbulento; - Os escoamentos turbulentos são descritos do ponto de vista estatístico: Flutuação estatística em torno da média Comportamento médio - Aplica-se então as propriedades da média de Reynolds - O surgimento das covariâncias conduz a um problema de fechamento de 1ª ordem; - Problema de fechamento: número de incógnitas é maior do que o de equações. 1) Fechamento de 1ª ordem "bulk" Teoria Fluxo Gradiente (K) Teoria do Comprimento de Mistura Parametrização
8 Metodologia Aspectos do Modelo
1) Aspectos dinâmicos: Equação da Termodinâmica 2) Aspectos numéricos: Esquema Avançado no Tempo (n, n+1) Utiliza o método de Diferenças Finitas 3) Aspectos físicos: Condições dentro e sobre a CLC é considerada horizontalmente homogênea (advecção horizontal não é considerada); Céu limpo: convecção livre --- PT >>PM
9 Descrição do Modelo Eq. da Termodinâmica Temperatura Potencia na CM
Integrando com à altura Temperatura Potencia na CM Intensidade da inversão de temperatura no topo da CM Altura da CLP
11 Resultados Caso 1
12 Resultados Caso 2
13 Resultados Caso 3
14 Conclusões Boa representação do comportamento da CM no período convectivo. O fluxo turbulento de calor, nos três casos, mostrou que a entrada de ar mais quente numa camada mais fria fez que o ar comece a resfriar e com isso aumenta a altura da CM. Estes resultados podem ser comparados com o trabalho de Tennekes (1973), onde as distribuições são similares no comportamento da altura e a intensidade da inversão no topo. O modelo possui limitações, por ser simples para fazer simulações muito complexas, restringindo a utilização dele para ser aplicado em condições atmosféricas diferentes.