Análise Sinótica da Intensa Precipitação Observada no dia 11/09/2002 em Santa Maria, RS

This article analyzes the intense rainfall observed in the morningof 11 September 2002 in Santa Maria, located in central region of Rio Grandedo Sul State. Regional reanalysis from CPTEC/INPE, satellite images andsimulation data with BRAMS were used. The strong rainfall was generatedby prefrontal convection, triggered by the approach of a cold front,associated with an extratropical cyclone located over the southern tip ofSouth America, and supplied by moisture from amazon basin. Relevantmeteorological parameters indicate that the storm that reached Santa Mariamay have been a supercell, a system that triggers most of the tornadoesaround the world. The simulation with regional model presented similaritiesand divergences with respect to the observation. Among the similarities:onset of the convection around 1700UTC in the Brazil-Argentina border;propagation of this convection southeastward towards the center of theRio Grande do Sul State; and formation of new cells towards Argentina.Among the divergences: the simulation showed that the precipitation wasmore spatially concentrated than observed; the model tends to generatemore precipitation in the bottom of the valleys; and the propagation of theconvection northwestward towards Paraguay was slower than observed.Este artigo analisa a intensa precipitação observada na manhã dodia 11 de setembro de 2002 na cidade de Santa Maria no centro do Estadodo Rio Grande do Sul. Utilizou-se dados de reanálise regional do CPTEC/INPE, imagens de satélite GOES-8 e simulações com o BRAMS. A intensaprecipitação foi gerada por células convectivas pré-frontais, desencadeadaspela aproximação de uma frente fria associada a um ciclone extratropicallocalizado no extremo sul da América do Sul, e alimentadas pela umidadeproveniente da bacia amazônica. Parâmetros meteorológicos importantesindicam que a tempestade que atingiu Santa Maria pode ter sido umasupercélula, sistema que desencadeia a grande maioria dos tornados distribuídospelo mundo. A simulação com modelo regional apresentou semelhançase discrepâncias com relação a observação. Como semelhanças destacam-se: início da convecção por volta das 1700UTC na fronteira Brasil-Argentina; propagação desta convecção para sudeste em direção ao centrodo Estado do Rio Grande do Sul; e formação de novas células para oesteem direção a Argentina. Como discrepâncias destacam-se: a simulação apresentoua precipitação espacialmente mais concentrada do que a observada;o modelo apresentou a tendência em gerar grande quantidade de precipitaçãono fundo dos vales; e a propagação da convecção para noroeste emdireção ao Paraguai foi mais lenta do que as observações indicam

Avaliação do Modelo Brams na Formação de Nevoeiro de Radiação com Forte Resfriamento Noturno. Parte ii: Impacto de Diferentes Parâmetros e Parametrizações

Experiments are used to evaluate different parameter andparameterization performances to reproduce a radiation fog that is precededby a strong nocturnal cooling rate. The couple Mellor-Yamadaparameterization and the ration of strength of diffusion coefficients betweenscalars and velocity equal one provide the better results. The maximum coolingrate obtained was -5,7oC/11h, being higher than the observed -8,8oC/11h.Experiments are used to evaluate different parameter andparameterization performances to reproduce a radiation fog that is precededby a strong nocturnal cooling rate. The couple Mellor-Yamadaparameterization and the ration of strength of diffusion coefficients betweenscalars and velocity equal one provide the better results. The maximum coolingrate obtained was -5,7oC/11h, being higher than the observed -8,8oC/11h

Synoptic patterns for days with intense atmospheric electrical activity from 2013 to 2015

The following study aimed to analyze data from Atmospheric Electric Discharge (AEDs) from the period between 2013 to 2015, with the objective of obtaining atmospheric patterns for the days with the maximum AED detected near the city of Santa Maria, in the state of Rio Grande do Sul. Data from the Sferics Timing and Ranging NETwork (STARNET) have been used. With a FORTRAN routine, a search at the AED data was performed to obtain the daily maximum of AED in an area of 1 ° per 1 ° centered in the city Santa Maria.One day of each year were found with maximum numbers of AEDs.The gridded atmospheric dataset used to dynamic and thermodynamic analysis were the final analysis from the National Centers for Environmental Prediction (NCEP).The main characteristics found were the proximity of the equatorial entrance of the high-level jet streak and the thermodynamics indices indicating moderate-to-high possibility for storm occurrence. This analysis enabled in the atmospheric characterization associated to events with large daily amount of DEAs and can be used to improve forecast

Parametrização Convectivas e Simulação Explícita: Testes de Sensibilidade para Sistemas Convectivos Amazônicos

The WRF(Weather Research and Forecastiong Model) is used to simulate Mesoscale Convective Systems occurred between 18-21 june 2014 close to ZF-2/LBA experimental site, Manuas, AM, Brazil. The main objective is to verify the convective parametrization Betts-MillerJanjic, a deep layer controled scheme, and Kain-Fritsch, a low level control scheme in simulations of tropical storms over the Amazon. The simulation least 72h with nested domains of 12 and 3 km. The evolution of convective systems, convective mode, cold pools and outdrafts were observed. The convective scheme Kain-Fritsch reproduced realistics storms with convective mode, propagation and downdrafts which resembles the usual observations.O modelo WRF (Weather Research and Forecasting Model) foi utilizado para realizar a simulação dos Sistemas Convectivos de Mesoescala ocorridos entre os dias 18 e 21 de junho de 2014 nas proximidades do sítio experiemental ZF-2/LBA, Manaus,Amazonas, Brasil. O objetivo é verificar o impacto das parametrizações convectivas Betts-Miller-Janjic, esquema controlado pela por camada profunda e Kain-Fritsch, esquema controlado por condições de baixos níveis, na simulação de tempestades tropicais Amazônicas. As simulações tem uma duração de 72h com domínios aninhados de 12 e 3km. A evolução do modo convectivo, outflows e piscinas frias são observados nas duas simulações. O esquema Kain-Fritsch reproduziu tempestades mais realistas com modo convectivo, propagação e downdrafts similares ao usualmente observado

Estimativa da Probabilidade de Ocorrência de Precipitação, a partir de Técnicas Estatísticas não Paramétricas Aplicadas a Simulações Numéricas de WRF. Um caso de estudo

In this paper was  used the  kernel density estimation (KDE),  a nonparametric method to estimate the probability density function of a random variable, to obtain a probabilistic  precipitation forecast, from an ensemble prediction with the  WRF model. The nine members of the prediction were obtained by varying the convective parameterization of the model, for a heavy precipitation event in southern Brazil. Evaluating the results, the estimated probabilities  obtained for periods of 3 and 24 hours, and various thresholds of precipitation, were compared with the estimated precipitation of the TRMM, without showing a clear morphological correspondence between them. For  accumulated in 24 hours, it was possible to compare the specific values of the observations of INMET, finding better coherence between the observations and the predicted probabilities. Skill scores were calculated from contingency tables,  for different ranks of probabilities, and the forecast of heavy rain had higher proportion correct in all ranks of probabilities, and forecasted precipitation with probability of 75%, for any threshold, did not produce false alarms. Furthermore, the precipitation of lower intensity with marginal probability was over-forecasted, showing also higher index of false alarms.No presente trabalho emprega-se a estimativa da densidade do kernel (KDE), um método não-paramétrico, para estimar a função densidade de probabilidade de uma variável aleatória, na obtenção de um prognóstico probabilístico de precipitação, a partir de uma previsão por conjunto do modelo WRF. Os nove membros da previsão por conjunto foram obtidos variando a parametrização convectiva do modelo, para um evento de precipitação intensa no sul do Brasil. Na avaliação dos resultados, os estimados de probabilidade obtidos para períodos de 3 e 24 horas, e vários limiares de precipitação, foram comparados com os valores de precipitação estimada pelo TRMM, sem mostrar correspondência morfológica entre ambos. Para acumulados em 24 horas, foi possível comparar com os valores pontuais das observações do INMET, encontrando-se melhor coerência entre as observações e as probabilidades previstas. Foram calculadas medidas de desempenho a partir de tabelas de contingência, para diferentes intervalos de probabilidades, sendo que a previsão da chuva intensa teve maior proporção correta em todos os intervalos de probabilidades, e ao prever precipitação com 75% de probabilidade para qualquer acumulado, não ocorreram falsos alarmes. Além do mais, a precipitação de menor intensidade com probabilidade marginal foi sobre-prevista, apresentando maior índice de falsos alarmes

Avaliação do Modelo WRF com diferentes Parametrizações Convectivas para um caso de Ciclogênese na Bacia do Prata

O impacto da escolha do esquema de parametrização convectiva na representação da precipitação associada a um caso de ciclogênese é analisado utilizando o modelo WRF.Os índices estatísticos ETS e BIAS score mostraram que para os limiares de chuva fraca a moderada, o esquema de ajuste convectivo de Betts-Miller-Janjic obteve uma melhor representação da precipitação

Características Meteorológicas Médias Associadas a Nevoeiro de Radiação em Santa Maria – RS

Central Depression, is region of great importance for different activities in Rio Grande do Sul. This area is also characterizedfor the high frequency of fog formation, specially in Santa Maria. To identify fog occurrence, METAR message were used.Furthermore, automatic stations data have employed to eliminate fog events under rain conditions in day and day before theevent. The synoptic analysis was done with final data analysis by NCEP. It was observed that in colder months the events aremost frequent. Moreover, the fog occurence is correlated with anticyclone postion in relation to Santa Maria.A Depressão Central do Estado, é uma região de grande importância para diferentes atividades no Rio Grande do Sul. Esta região é caracterizada pela alta frequência de formação de nevoeiros, sobretudo em Santa Maria. Foram utilizadas mensagem do METARpara identificar as ocorrências de nevoeiro e dados de estações automáticas para eliminar eventos de nevoeiro com condições dechuva no dia e dia anterior ao evento. A análise sinótica foi realizada a partir dos dados de análise final do NCEP. Observou-seque os meses frios apresentam maior frequência de ocorrência de nevoeiros e que a ocorrência de nevoeiro está associada com aposição do anticiclone em relação a Santa Maria

Uma Proposta para Determinação da Janela de Média em Escoamentos Turbulentos a partir da Decomposição de Multiresolução

The estimative of turbulent quantities by Reynolds average depend on time scale average. This average window should be great enough to describe all turbulent contributions and small enough to filter the largest scales (low frequencies contributions). In this work are applied the multiresolution decomposition to find the spectral gap that split the turbulent of non-turbulent motions, this way the best time scale for the Reynolds average. The results of that methodology are compared with 1, 5, 15, and 30min windows average. This task is accomplished by the linear correlation between tubulent kinetic energy and friction velocity scale. The results reveal a better linear relationship between kinetic energy and friction velocity scale with adaptative time scale average than ones found with frozen window average.As estimativas de variáveis turbulentas utilizando o procedimento de Reynolds dependem de um intervalo de tempo definido em que as médias e as flutuações são calculadas. Esse intervalo de tempo, chamado de janela de média, é capaz de estimar as variáveis de interesse levando em conta as contribuições de movimentos com frequência igual ou superior ao inverso do próprio intervalo, portanto a janela de média deve ser adequadamente escolhida de forma que seja um intervalo suficientemente grande para representar a turbulência em todas as suas escalas, e suficientemente pequena para não levar em consideração as contribuições feitas por processos atmosféricos de baixa frequência. Neste trabalho, são apresentados os resultados da aplicação do método de decomposição em multiresolução para determinar a lacuna espectral, que é a escala de tempo que separa a turbulência dos demais processos, encontrando assim janelas de média adaptativas para a estimativa de variáveis turbulentas. Os resultados desta metodologia são comparados aos encontrados para séries de janelas fixas de 30min, 15min, 5min e 1min. A comparação é realizada através da correlação entre a energia cinética turbulenta e a velocidade de fricção. Os resultados indicam uma melhor correlação para as variáveis quando se aplica o procedimento de janelamento adaptadivo

Avaliação de Diferentes Esquemas de Camada Limite para Simulaçõa e Revisão de Eventos de Nevoeiro no Rio Grande do Sul

In this work we used two boundary layer schemes to reproduce numerically a persistent fog event in Santa Maria, Rio Grande do Sul. The model employed was WRF using, as initial and boundary conditions, GFS data. The boundary layer employed schemes were the Mellor-Yamada-Janic (MYJ) and Yonsei University (YSU). Generally, boundary layer overestimate of wind speed values schemes 10m and represent relatively well temperature. However, the relative humidity does not represent the fog condition, not reaching saturation in some cases. When saturation is achieved the same if not properly maintained during the occurrence of the event.Neste trabalho empregou-se dois esquemas de camada limite para reproduzir numericamente um evento de nevoeiro persistente no centro do Rio Grande do Sul. O modelo utilizado foi o WRF utilizando como condições iniciais e de contorno os dados do modelo GFS. Os esquemas de camada limite empregados foram o Mellor-Yamada-Janic (MYJ) e o Yonsei University (YSU). De forma geral, os esquemas de camada limite sobrestimam os valores de velocidade do vento a 10m e representam relativamente bem a temperatura. Contudo, a umidade relativa não representa a condição de nevoeiro, não atingindo a saturação em alguns casos. Quando a saturação é atingida a mesma não se mantém adequadamente durante a ocorrência do evento