Revisão de métodos de cálculo da divergência e uma aplicação usando o método cinemático para determinar de movimentos verticais na atmosfera Revision of methods of calculation of the divergence and an application using the kinematic method for determination of vertical motions in the atmosphere

Esse trabalho revisa três métodos numéricos distintos de se calcular as grandezas cinemáticas presentes na análise de um campo de vento quase horizontal, a saber, a divergência horizontal, a vorticidade vertical e a deformação, a partir de observações irregularmente espaçadas. A motivação para esse estudo deve-se ao fato do crescente número de experimentos de campo, em especial na América do Sul, quando então observações especiais de radio-sondagem são feitas em horários não sinóticos. Aqui, é considerado a título de ilustração, o conjunto de dados de ar superior obtidos durante o Experimento LBA/TRMM (Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazônia / Tropical Rainfall Measuring Mission), de 24 de janeiro a 24 de fevereiro de 1999. Os métodos revisados incluem o método da integral (Teoremas do Cálculo Vetorial), o método da matriz (Teorema da decomposição de campos Vetoriais de Cauchy - Stokes) e o método dos mínimos quadrados. Os três métodos foram validados com dados teóricos e produziram os mesmos resultados numéricos (dentro da precisão das máquinas usadas). A divergência horizontal foi escolhida para ser usada como dado de entrada para gerar perfis verticais da componente vertical w através do método cinemático. Os valores de w da ordem de 10 cm s-1 são consistentes com os estimados usando uma análise simples de escala para escalas horizontais da ordem de 100 km. É enfatizado que nenhum problema meteorológico foi considerado como objetivo desse trabalho.<br>This study revises three different methods of calculating the kinematic variables that appear in the analysis of a quasi horizontal wind field: horizontal divergence, vertical vorticity and deformation using observations at irregularly spaced points. The motivation for this study was the increasing number of field experiments in South America when special upper air observations are made. Some upper air data measured in the Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonas / Tropical Rainfall Measuring Mission (LBA / TRMM) during January 24 / February 24 1999 were used to illustrate the methods. The methods are the formal integral definitions of the kinematic quantities based on the fundamental theorems of Vector Calculus, the matrix method based on the decomposition theorem due to Cauchy e Stokes and, finally the least minimum method. The horizontal divergence was chosen as input data to generate vertical profiles of vertical motion w via the kinematic method. The values of w or order of 10 cm s-1 are consistent with those estimated from an rough scale analysis appropriated for horizontal scales of order of 100 km. It is emphasized that no particular meteorological problem is addressed to

Homostrophic Vortex Interaction under External Strain in a Coupled QG-SQG Model

International audienceThe interaction between two co-rotating vortices, embedded in a steady external strain field, is studied in a coupled Quasi-Geostrophic — Surface Quasi-Geostrophic (hereafter referred to as QG-SQG) model. One vortex is an anomaly of surface density, and the other is an anomaly of internal potential vorticity. The equilibria of singular point vortices and their stability are presented first. The number and form of the equilibria are determined as a function of two parameters: the external strain rate and the vertical separation between the vortices. A curve is determined analytically which separates the domain of existence of one saddle-point, and that of one neutral point and two saddle-points. Then, a Contour-Advective Semi-Lagrangian (hereafter referred to as CASL) numerical model of the coupled QG-SQG equations is used to simulate the time-evolution of a sphere of uniform potential vorticity, with radius R at depth −2H interacting with a disk of uniform density anomaly, with radius R, at the surface. In the absence of external strain, distant vortices co-rotate, while closer vortices align vertically, either completely or partially (depending on their initial distance). With strain, a fourth regime appears in which vortices are strongly elongated and drift away from their common center, irreversibly. An analysis of the vertical tilt and of the horizontal deformation of the internal vortex in the regimes of partial or complete alignment is used to quantify the three-dimensional deformation of the internal vortex in time. A similar analysis is performed to understand the deformation of the surface vortex

Ciclones em Superfície nas Latitudes Austrais: Parte I - Revisão Bibliográfica

Resumo Com o objetivo de organizar o conhecimento sinótico sobre ciclones em superfície em latitudes austrais, este trabalho (o primeiro de um conjunto de dois) apresenta uma síntese das principais características de quatro tipos de ciclones: extratropical do tipo Bjerknes e Solberg, extratropical do tipo Shapiro e Keyser, tropical e subtropical. Ao longo do texto são apresentados modelos conceituais bem como os mecanismos de ciclogênese, intensificação e ciclólise de cada tipo de ciclone. As principais diferenças entre os quatros tipos de ciclones em superfície estão nas estruturas horizontais e verticais dos campos de temperatura e vorticidade relativa