Previsão de descargas atmosféricas usando o modelo de mesoescala WRF

• Ano de defesa: 2011
• Autor(a) principal: Gisele dos Santos Zepka
• Orientador(a): Osmar Pinto Junior
• Banca de defesa: Jonas Rodrigues de Souza, Iara Regina Cardoso de Almeida Pinto, Yoshihiro Yamazaki, Widinei Alves Fernandes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Geofísica Espacial/Ciências Atmosféricas
• País: BR
• Resumo em Inglês: Identify, with reasonable advance and reliability, favorable conditions for the lightning occurrence is essential for alerts as well as adoption of strategies which eliminate or minimize the negative impact of this phenomenon. The objective of this work is to propose a methodology to forecast the lightning occurrence using a combination of meteorological variables obtained from high resolution numerical simulations with Weather Research and Forecasting (WRF) mesoscale model. The study also envisages identifying and understanding the relevant physical principles related to lightning discharges which occur during the summer season in Southeastern Brazil. Twelve thunderstorms cases were selected and the evaluation of the WRF results was performed using surface meteorological stations data of CETESB and CPTEC. Six model variables (CAPE, Lifted Index, K-Index, equivalent potential temperature, average vertical velocity and integrated ice mixing ratio) have been taken as part in the proposed method to find the convective and microphysical parameterizations which best represent the atmospheric conditions on the lightning occurrence. From the analysis, Grell-Devenyi and Thompson respectively were the cumulus and microphysical schemes chosen to the simulations with the WRF model. Two methods to infer qualitatively the lightning occurrence have been suggested, the Linear Method and Normalized Method. Both are based on five of the six variables mentioned above, to which have been attributed classificatory indices corresponding to the probabilities of discharges occurrence. The Normalized Method was considered the most appropriate for the lightning forecasting, because it is able to represent satisfactorily the atmospheric conditions when lightning occurs and, therefore, to identify the most favorable regions. The results of the study are promising and indicate that the forecasting method provides significant advances in this multidisciplinary field of knowledge.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2011/07.15.19.09

Identificar, com razoável antecedência e confiabilidade, condições favoráveis à ocorrência de descargas atmosféricas é essencial para a emissão de alertas, bem como antecipar a adoção de estratégias, que eliminem ou minimizem o impacto negativo deste fenômeno meteorológico. O objetivo deste trabalho é estabelecer uma metodologia para prever a ocorrência de raios a partir da combinação de variáveis meteorológicas obtidas de simulações numéricas de alta resolução espacial com o modelo de mesoescala Weather Research and Forecasting (WRF). Este estudo também vislumbra melhor identificar e compreender princípios físicos inerentes às descargas atmosféricas que ocorrem durante o verão na região Sudeste do Brasil. Primeiramente foram selecionados doze casos de tempestades e, para eles, realizada uma avaliação da destreza do WRF, comparando parâmetros de superfície com dados de estações observacionais da CETESB e do CPTEC. A seguir, seis variáveis do modelo (CAPE, índice de levantamento, índice K, temperatura potencial equivalente, velocidade vertical média e integrado da razão de mistura de gelo) participaram de um método proposto para buscar as parametrizações de convecção e microfísica que melhor representam as condições atmosféricas quando da ocorrência de raios. A análise dos resultados permitiu a seleção de Grell-Devenyi, como esquema cumulus, e Thompson, de microfísica, nas simulações finais com o WRF. Dois métodos capazes de inferir qualitativamente a ocorrência de raios foram sugeridos, o Método Linear e o Método Normalizado. Ambos têm por base cinco das seis variáveis mencionadas acima, às quais foram atribuídos índices classificatórios que correspondem a probabilidades de ocorrência de descargas. O Método Normalizado foi considerado o mais adequado para a previsão de raios, por conseguir representar satisfatoriamente as condições da atmosfera quando os raios ocorrem e, com isso, apontar as regiões mais propícias. Os resultados finais deste trabalho se mostram promissores e indicam que a metodologia proposta traz avanços significativos neste campo multidisciplinar do conhecimento.