Evolução para amplitude finita das ondas baroclínicas na atmosfera e no oceano

• Ano de defesa: 1988
• Autor(a) principal: José Paulo Bonatti
• Orientador(a): Brahamananda Rao Vadlamudi
• Banca de defesa: Pedro Leite da Silva Dias, Ernesto dos Santos Caetano Neto, Antonio Divino Moura, Satyamurty Prakki
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Meteorologia
• País: BR
• Resumo em Inglês: Two multi-level models are developed: a linear quasi-geostrophic and a balance non-linear model with Rayleigh friction and Newtonian cooling. Both the models take into account the latent heat release, parameterized with Mak's wave-CISK scheme and are used to study the proprieties of baroclinic disturbances in the atmosphere. The models are applied with some modifications to the baroclinic waves in the ocean. From a linear point of view, the atmospheric intermediate-scale (1000 - 2000 km) perturbations, with associated comma clouds observed over North Pacific and South Central South America, and the oceanic mesoscale (200 - 400 km) disturbances, found near the Brazilian and Falkland currents confluence zone, seem to be generated by baroclinic instability. In the atmospheric case the baroclinic instability is modified by humidity effects. Non-geostrophic, non-linear effects due to a single original wave are superimposed on the linear fields given by the most unstable wave for both atmospheric and oceanic cases. Characteristics very similar to observations are obtained in the evolution to finite amplitude. In the atmospheric case, the latent heat release is found to be a fundamental factor to obtain realistic horizontal and vertical cloud structures. The evolution of thermal rings in the oceanic case is very well reproduced by the non-linear model. In both the atmospheric and oceanic cases, the stages of saturation are not reached since the feedback to thermal basic states is not included. Another atmospheric case, starting from an initial linear dry frontal configurations, is also studied. Again the inclusion of latent heat of condensation is found to be crucial in determining not only the cloud structures, but also the upper level flow structure. It is also found that dissipation is important for the structure of potential temperature, principally in the lower levels.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/MTC-m13@80/2005/08.18.15.24

Desenvolveu-se dois modelos multi-níveis: um modelo linear quase-geostrófico e outro não-linear de balanço com atrito do tipo Rayleigh e resfriamento newtoniano. Ambos os modelos consideram a liberação de calor latente, parametrizada com o esquema "wave-CISK" de Mak e são usadas para estudar as propriedades dos distúrbios baroclínicos na atmosfera. os modelos com algumas modificações são aplicados para ondas baroclínicas no oceano. Do ponto de vista linear, as perturbações atmosféricas de escala intermediaria, com nuvens vírgula associadas (1000 - 2000 km), observadas sobre o Pacifico Norte e América do Sul sul-central, e os distúrbios oceânicos de mesoescala (200 - 400 km), encontrados nas proximidades da zona de confluência das correntes do Brasil e das Malvinas, parecem ser gerados por instabilidade baroclínica. No caso atmosférico, a instabilidade baroclínica e modificada pelos efeitos da umidade. Efeitos não geostroficos e não-lineares devidos a uma unica onda original são superimpostos sobre os campos lineares dados pela onda mais instável, tanto para o caso atmosférico como para o oceânico. Características muito semelhantes as observadas sao obtidas na evolução para amplitude finita. No caso atmosférico, a liberação de calor latente mostrou-se um fator fundamental na obtenção de estruturas horizontal e vertical realistas das nuvens. A evolução de anéis térmicos no caso oceânico e muito bem reproduzida pelo modelo não-linear. Em ambos os casos atmosférico e oceânico, o estagio de saturação não é alcançado, uma vez que a realimentação do estado básico térmico não é incluída. São também bem reproduzidas as características das frentes atmosféricas pelo modelo não-linear completo.