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

Dependência da Variabilidade Local da Temperatura Noturna em diferentes Cenários de Concentração de Co2 com o Regime de Escoamento Atmosférico

Neste trabalho, é analisada a variação da temperatura atmosférica próximo à superfície considerando quatro diferentes cenários de concentração atmosférica de dióxido de carbono. É mostrado que as maiores variabilidades de temperatura ocorrem no estado desconectado na região transição entre os regimes. Os resultados indicam que a diminuição na variação de temperatura diurna pode estar associada à variabilidade de regimes na camada limite estável

Investigation With Large-eddy Simulation of the Sea Breeze Regimes

Neste trabalho, investigam-se as interações entre a brisa marítima e a turbulência sobre a Terra empregando uma simulação dos grandes turbilhões (LES). Os resultados mostram que o modelo LES é capaz de similar um regime de brisa Mar-Terra-Mar

Dependência da Taxa de Dissipação Viscosa com a Estabilidade Atmosférica em Condições muito Estáveis

A descrição prognóstica do escoamento turbulento na camada limite muito estável é um desafio para modelos numéricos, pois os mecanismos que mantém a atividade turbulenta são desconhecidos. Neste trabalho, são analisadas as implicações das hipóteses de Kolmogorov na parametrização da taxa de dissipação viscosa. Os resultados indicam que esta deve depender do regime de escoamento atmosférico

Aplicação da Transformada de Hilbert-Huang em dados de velocidade medidos em túnel de vento

In this study, the Hilbert-Huang transform was applied to experimental measurements performed in a wind tunnel to determine the frequency of occurrence of the spectral maximum. These maximum frequencies are associated with the time scale of the most energetic eddies and represent an important input parameter in the pollutants dispersion models. The values of the maximum frequencies obtained by the Hilbert-Huang marginal spectrum are compared with the vaues obtained by the traditionally used Fourier transform. The results show that the energy distribution calculated by both methods are very similar in the region of occurence of the spectral maximum, and for this reason, the maximum frequency values obtained by each method do not presente significant differences. Under determined hypothesis, the Hilbert-Huang transform provided physically more realistic maximum frequency values that those obtained using the Fourier transform.Neste estudo, a transformada de Hilbert-Huang foi aplicada à medidas experimentais realizadas em túnel de vento para determinação da frequência de ocorrência do máximo espectral. Esta frequências de máximo estão associadas à escala temporal dos turbilhões mais energético e representa um importante parâmetro de entrada nos modelos de dispersão de poluentes. Os valores da frequências de máximo obtidos através do espectro marginal de Hilbert-Huang são comparados com os valores obtidos pela transformada de Fourier, tradicionalmente utilizada. Os resultados mostram que a distribuição de energia calculadas por ambos os métodos são muito semelhantes na região de ocorrência do máximo espectral, e por esse motivo, os valores de frequência de máximo obtidas por cada método não apresentam diferenças significativas. Sob certa hipótese, a transformada de Hilbert-Huang forneceu valores de frequência de máximo fisicamente mais realistas daqueles obtidos usando a transformada de Fourier

Derivação de Parâmetros de Dispersão para um modelo Gaussiano na Camada Limite Convectiva

Neste trabalho, uma expressão para os parâmetros de dispersão vertical e lateral é obtida. Integram-se numericamente tais expressões e verifica-se que estas possuem comportamento idêntico a uma expressão simples proposta por Degrazia et al. (1998). Emprega-se, então, a expressão geral obtida para o parâmetro de dispersão lateral, em um modelo de dispersão gaussiano para simular a concentração de contaminantes do experimento de difusão com túnel de vento de Poreh e Cermak (1984)

Troca Estratosfera-Troposfera como uma fonte de Ozônio para a Camada limite Planetária

Stratosphere-troposphere exchange (STE) events were identified over southern Brazil acting as a stratospheric ozone source to the Planetary Boundary Layer (PBL) during 2011-2013 period. There were 13 events with direct influence between 29° and 31° S (center of Rio Grande do Sul), with increase in ozone total column. In these cases, 4 occurred in 2011, 5 in 2012 and 4 in 2013. They were divided: in relation to the exchange latitude, the upper-level Jet Stream act, altitude of source and arrive of air parcels. The air parcels cross the tropopause between 120 and 320 hPa (dynamic tropopause), entering troposphere until the lower troposphere. Most cases (30,8%) reached 1000 hPa and the rest between 600 and 900 hPa. Just in one day the STE occurred in a lower latitude than 29° S; in all the other days (92,3%), STEs occurred in higher latitudes than 31° S (the closer it gets to the pole, the bigger is the ozone concentration, except in Ozone Hole Influence events) or between 29° and 31° S. In most cases (61,5%) it was observed STE along with the Jet Streak act.Foram identificados eventos de Troca Estratosfera-Troposfera (TET) sobre a região Sul do Brasil que atuaram como fonte de ozônioestratosférico para a Camada Limite Planetária (CLP) durante 3 anos (2011-2013). Ocorreram 13 eventos com influência direta entre 29° e 31° S (Região central do Rio Grande do Sul) com aumento na coluna total de ozônio. Destes, 4 casos ocorreram em 2011, 5 em 2012 e 4 em 2013. Eles foram divididos: em relação à latitude da troca, atuação ou não da Corrente de Jato em altos níveis e altitude de origem e chegada das parcelas de ar. As parcelas de ar cruzam a tropopausa entre 120 e 320 hPa (tropopausa dinâmica), entrando até a baixa troposfera. Grande parte dos casos (30,8%) chegou à 1000 hPa e o restante entre 600 e 900 hPa. Apenas em um dia a TET aconteceu em latitude menor que 29° S; nos outros (92,3%) a TET ocorreu em latitudes maiores que 31° S (quanto mais perto do pólo, maior a concentração de ozônio, salvo exceções de influência secundária do Buraco de Ozônio) ou entre 29° e 31° S. Na maior parte dos casos (61,5%), observou-se a TET em conjunto com a ação do núcleo da corrente de jato