Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work a single column model is implemented, aiming primarily to simulate the Stable
Boundary Layer (SBL). The model is composed of prognostic equations for the potential
temperature, specific humidity and the wind components. A prognostic equation for the
turbulent kinetic energy (TKE) is also used. The turbulent fluxes are approximated from diffusion
coefficients that are directly proportional to TKE and to the turbulent mixing length,
with a adjustable proportionality factor. To estimate the turbulent mixing lengths, four different
parametrizations from the literature are considered. First, a stable case in the Arctic
is simulated, then the model is adjusted to reproduce previously published Large Eddy
Simulations (LES) results for the same case. After the calibration, the model is validated
through a comparison with observed nocturnal data, from tethered balloon soundings
performed at a deforested area in the Amazon region, in the months of July and October
2001 and November 2003. The temporal evolution of potential temperature and specific
humidity vertical profiles are simulated and compared to the observations from 13 different
nights. The performance of the different formulations is evaluated through a statistic
analysis for all nights. Potential temperature profiles were better represented by the model
than specific humidity ones. In spite being able to reproduce different stability conditions,
the model represented the most stable nights better. Finally, the model was coupled to
a surface energy budget scheme and for these simulations the initial conditions from the
night of 28 July 2001 were used. The scheme was used to evaluate how the simulated
atmospheric variables depend on the wind intensity at the top of the vertical domain for
the different formulations and with or without the energy budget scheme being added. / Neste trabalho é implementado um Modelo de Coluna Simples, com o intuito de
simular a Camada Limite Estável (CLE). O modelo é composto por equações prognósticas
para a temperatura potencial, umidade específica e para as componentes horizontais
do vento, além de uma equação prognóstica para a energia cinética turbulenta (ECT).
Os fluxos turbulentos são aproximados por coeficientes de difusão que são diretamente
proporcionais à ECT e ao comprimento de mistura turbulenta, de forma que o coeficiente
de proporcionalidade é um fator ajustável. Para estimar os comprimentos de mistura
turbulentos são utilizadas quatro diferentes parametrizações encontradas na literatura.
Primeiramente, é simulado um caso estável no Ártico, sendo o modelo ajustado de forma
a produzir resultados próximos aos da Simulação dos Grandes Turbilhões (LES), obtidos
por outros autores para o mesmo caso. Realizados os ajustes, o modelo é validado
através da comparação com dados noturnos, obtidos por sondagens de balão cativo realizadas
em um sítio experimental localizado numa área desmatada da região Amazônica,
nos meses de julho e outubro de 2001 e de novembro de 2003. São simulados os perfis
verticais de temperatura potencial e de umidade específica e comparados com as observações
de 13 diferentes noites. A avaliação do desempenho das diferentes formulações
utilizadas é feita através de uma análise estatística, utilizando dados de todas as noites.
Observou-se, que os perfis verticais de temperatura potencial foram melhor representados
do que os de umidade específica. Embora o modelo tenha sido capaz de reproduzir
as diferentes condições de estabilidade, as noites mais estáveis foram melhor simuladas.
Finalmente, é acrescentado um esquema que resolve o balanço de energia em superfície
ao modelo, sendo utilizadas para este fim as condições iniciais da noite de 28 de julho
de 2001. Este esquema foi utilizado para avaliar como as variáveis atmosféricas simuladas
dependem da intensidade do vento no topo do domínio vertical, para as diferentes
formulações analisadas e com ou sem a utilização do balanço de superfície.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/10272 |
| Date | 01 October 2012 |
| Creators | Schmengler, Moacir |
| Contributors | Acevedo, Otávio Costa, Costa, Felipe Denardin, Piva, Everson Dal, Marques Filho, Edson Pereira |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Meteorologia, UFSM, BR, Meteorologia |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 100700300004, 400, 500, 300, 300, 300, 300, 4239c892-611b-4128-ac89-6b924ba480e5, dbaadfd8-ddc7-45fc-a2a0-1abbe8b7f3e1, d6d53f4c-4be6-4e1c-9b00-7e23e9b21246, 35bb3077-ed7d-449b-ba22-be8fba9ad57f, b333b07f-8c3d-472f-9d00-7def689b7564 |
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