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https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3606
Tipo: | Dissertação |
Título: | Análise dos fluxos de calor em um ciclone extratropical explosivo: experimentos numéricos de sensibilidade |
Autor(es): | FARIA, Leandro Fortunato de |
Primeiro Orientador: | REBOITA, Michelle Simões |
Resumo: | Os ciclones extratropicais são um dos sistemas atmosféricos que mais causam mudanças no tempo das regiões onde atuam. Em algumas situações, esses sistemas apresentam uma taxa de aprofundamento de ~24 hPa/24 h o que lhes confere a denominação de ciclones explosivos. Uma importante fonte de energia que influencia o desenvolvimento de ciclones extratropicais são os fluxos de superfície de calor sensível e latente (FCSL), especialmente sobre os oceanos. Entre o final de junho e início de julho de 2020, um ciclone explosivo ocorreu na costa sul do Brasil. Como pouco ainda é conhecido sobre os processos físicos de desenvolvimento dos ciclones extratropicais explosivos no Atlântico Sul, o objetivo desse trabalho é verificar se os fluxos turbulentos de calor do oceano para a atmosfera contribuíram para aprofundar o sistema (queda de pressão em >= 24 hPa/24 h) e descrever os condutores da ciclogênese; investigar a contribuição da interação mar-ar, através de simulações numéricas com o Weather Research and Forecast Model (WRF), e apresentar as propriedades físicas das nuvens associadas à linha de instabilidade, os quais causaram muitos danos ambientais e materiais e, até mesmo, o óbito de pelo menos 12 pessoas no Estado de Santa Catarina (SC). A ciclogênese começou às 1200 UTC em 30 de junho de 2020 na fronteira do sul do Brasil e do Uruguai, tendo um vale nos níveis médio-alto como forçante, que é um parâmetro comum da ciclogênese na região estudada. Utilizaram-se dados de reanálise do ERA5 para descrever a configuração do ciclone e dos sistemas associados a ele. A descrição dos impactos no Estado de SC foi realizada através da revisão de notícias publicadas pela mídia e de dados fornecidos pela defesa civil do Estado. Para verificar o papel dos fluxos turbulentos de calor, uma comparação entre experimentos numéricos com fluxos turbulentos de calor sensível e latente ligado e desligado no modelo WRF foi utilizada. Observou-se através dos experimentos que a interação mar-ar (fluxos de calor turbulento) contribuiu para o aprofundamento do ciclone levando-o ao estado explosivo, pois ao desligar os fluxos, o ciclone perdeu seu status de bomba. O ciclone influenciou diretamente a formação de uma frente fria, que por sua vez propiciou o desenvolvimento de uma linha de instabilidade pré-frontal, responsável pelas condições adversas no estado de Santa Catarina. Enquanto as imagens de satélite não mostraram a linha de instabilidade localizada à frente da frente fria na onda do ciclone devido à sua resolução, os dados de refletividade do radar representaram claramente a propagação da linha de instabilidade sobre o sul do Brasil. |
Abstract: | Extratropical cyclones are one of the atmospheric systems that most cause weather changes in the regions where they operate. In some situations, these systems have a deepening rate of ~24 hPa/24 h, which gives them the name of explosive cyclones. An important source of energy influencing the development of extratropical cyclones is surface sensible and latent heat fluxes (FCSL), especially over the oceans. Between late June and early July 2020, an explosive cyclone occurred off the southern coast of Brazil. As little is known about the physical development processes of explosive extratropical cyclones in the South Atlantic, the aim of this work is to verify whether turbulent heat flows from the ocean to the atmosphere contributed to deepen the system (pressure drop >= 24 hPa /24 h) and describe the drivers of cyclogenesis; to investigate the contribution of the sea-air interaction, through numerical simulations with the Weather Research and Forecast Model (WRF), and to present the physical properties of the clouds associated with the squall line, which caused a lot of environmental and material damages and, even, the death of at least 12 people in the State of Santa Catarina (SC). Cyclogenesis started at 1200 UTC on June 30, 2020 at the southern border of Brazil and Uruguay, with a valley at mid-upper levels as forcing, which is a common parameter of cyclogenesis in the studied region. ERA5 reanalysis data were used to describe the configuration of the cyclone and associated systems. The description of the impacts in the State of SC was carried out through the review of news published by the media and data provided by the civil defense of the State. To verify the role of turbulent heat fluxes, a comparison between numerical experiments with turbulent fluxes of sensible and latent heat on and off in the WRF model was used. It was observed through the experiments that the sea-air interaction (turbulent heat flows) contributed to the deepening of the cyclone, leading it to an explosive state, because when the flows were turned off, the cyclone lost its status as a bomb. The cyclone directly influenced the formation of a cold front, which in turn led to the development of a prefrontal squall line, responsible for the adverse conditions in the state of Santa Catarina. While the satellite images did not show the squall line located ahead of the cold front in the cyclone wave due to its resolution, the radar reflectivity data clearly represented the propagation of the squall line over southern Brazil. |
Palavras-chave: | Ciclone extratropical explosivo WRF Vento intenso Raio Refletividade do radar Linha de instabilidade Sul do Brasil |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITÁRIA::RECURSOS HÍDRICOS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Itajubá |
Sigla da Instituição: | UNIFEI |
metadata.dc.publisher.department: | IRN - Instituto de Recursos Naturais |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Meio Ambiente e Recursos Hídricos |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3606 |
Data do documento: | 24-Fev-2023 |
Aparece nas coleções: | Dissertações |
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Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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