Energética de eventos de jato em baixos níveis durante o SALLJEX

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Sérgio Henrique Soares Ferreira
• Orientador(a): Manoel Alonso Gan, Dirceu Luis Herdies
• Banca de defesa: Júlio Pablo Reyes Fernandez, Maria Assunção Faus da Silva Dias, Rosmary Portirio da Rocha
• 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: The physical and dynamical processes that act in the formation of Low Level Jets (LLJ) currents at the eastern Andes edges are investigated through three intense episodes occurred during the South American Low Level Jet Experiment (SALLJEX 2003). The research is conducted through three distinct stages. In the first stage, observed data, specially, the data from the NOAA-P3 aircraft are analyzed. This data is vertically interpolated for the basic thermodynamic variables, and the results are interpreted to identify possible physical processes that act locally in the formation of the LLJ events. In the second stage, the LLJ episodes are simulated using the WRF-ARW model in order to characterize both the local factors, and the influence of transient synoptic systems. The results are validated against the available observed data, including data from the NOAA-P3 aircraft and high resolution radiosondes data. In the third stage, a methodology for analyzing of kinetic energy components is applied. The results are then processed in order to quantify the contribution of each energy components and to infer the main physical processes associated with LLJ episodes. Among the results, the main component responsible for the acceleration of the winds was the Ageostrophic Flux Convergence (AFC). This component operates mainly in the entrance region of the LLJ, where the trade winds are forced to deviate southward by Andes barrier. The Baroclinic Conversion term (BRC) is usually negative during episodes and also associated to subsidence of hot air over the JBN. This subsidence contributes to the thermal stratification layer, reducing friction and consequently acceleration of the winds. In the exit LLJ region, the Vertical Kinetic-energy Conversion (VKC) indicates strong vertical movements that couple the LLJ to the High Levels Jet (HLJ). The Barotropic Conversion term (BRT) is small but positive due to the horizontal wind shear. Overall, the results indicate that the LLJ is formed by local mechanisms and by interaction with synoptic scale systems transients. The main local factors are associated with nighttime cooling at surface and daytime heating on Andean highlands, which modulate the diary cycle of the wind speed. Regarding to the synoptic scale factors, were observed the issues of coupling between JBN and JAN, the position of the Bolivian High (BH) and the formation of a Upper Tropospheric Cyclonic Vortex (UTCV). In two of the analyzed episodes, the LLJ was associated to a direct vertical circulations of Mesoscale Convective Systems (MCS). This association represents an feedback mechanism in favor of maintaining the LLJ until the late afternoon, as well as its largest stretching to the south, on the region of the Argentine Chaco.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2013/04.30.13.22

Os processos físicos e dinâmicos que atuam na formação dos jatos em Baixos Níveis (JBN) que ocorrem na borda oriental da cordilheira dos Andes são investigados para 3 episódios intensos ocorridos durante o experimento de coleta de dados SALLJEX 2003. A investigação é conduzida através de 3 etapas distintas. Na primeira etapa é realizada uma análise dos dados meteorológicos observados, com ênfase nos dados da aeronave NOAA-P3, que são interpolados em cortes verticais das variáveis termodinâmicas básicas, e analisados de forma a identificar os possíveis processos físicos que atuam localmente na formação dos eventos de JBN. Na segunda etapa, simulações dos episódios de JBN são realizadas com a utilização do modelo WRF-ARW, afim de caracterizar, tanto os processos físicos locais, quanto a influência dos sistemas sinóticos transientes. Os resultados obtidos são validados contra os dados observados disponíveis, incluindo dados do NOAA-P3 e dados de radiossondagens em alta resolução. Na terceira etapa, uma metodologia de análise das componentes de energia cinética é implementada computacional- mente e aplicados às simulações com WRF. Os resultados são então obtidos de forma a quantificar a contribuição de cada uma das componentes energéticas e inferir os principais processos físicos que aturam em cada um dos episódios de JBN. Dentre os resultados obtidos, a principal componente responsável pela aceleração dos ventos foi a Convergência do Fluxo Ageostrófico (CFA). Esta componente atua principalmente na região de entrada do JBN, onde os ventos alísios são forçados a desviar-se para sul devido à barreira dos Andes. O termo de Conversão Baroclínica (BRC) geralmente é negativo durante os episódios de JBN e está associado à subsidência de ar quente sobre o JBN. Esta subsidência contribui para a estratificação térmica da camada, redução do atrito, e consequente aceleração dos ventos. Na região de saída do JBN, o termo de Conversão Vertical de energia Cinética (CVK) evidencia fortes movimentos verticais que acoplam o JBN à difluência do Jato em Altos Níveis. O termo de conversão barotrópica (BRT) é pequeno, mas positivo nos episódios devido ao cisalhamento horizontal dos ventos. Em geral, os resultados indicam que o JBN é formado, tanto por mecanismos locais, quanto pela interação com sistemas transientes de escala sinótica. Os principais fatores locais estão associados ao resfriamento noturno da superfície e o aquecimento das terras altas dos Andes, que modulam a intensidade dos ventos entre o dia e a noite. Quanto aos fatores de escala sinótica, foram observados a questão do acoplamento entre JBN e JAN, a posição da Alta da Bolívia (AB) e a formação de um Vórtice Ciclônico em Altos Níveis (VCAN). Em dois dos episódios analisados, os JBN ocorrem associados a circulações verticais diretas de Sistema Convectivo de Mesoescala (SCM), caracterizando um mecanismo de retroalimentação favorável a manutenção do JBN até o final da tarde, assim como o seu maior alongamento para sul, sobre a região do chaco argentino.