Estudo do impacto da injunção de umidade do G3DVAR na qualidade da análise

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Claudio Montalvão Rodrigues
• Orientador(a): Luiz Fernando Sapucci
• Banca de defesa: Cléber Souza Correa
• Tipo de documento: Dissertação
• 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 G3DVAR assimilation system, based in the Gridpoint Statistical Interpolation (GSI), coupled to Atmospheric General Circulation Model (AGCM), is an initiative of CPTEC/INPE (Center for Weather Forecast and Climate Studies) in generate an initial condition that takes into account the model balances and, consequently, be one that also fosters the obtainment of the best forecasts with emphasis on the South America. To obtain the analysis, G3DVAR looks for a great condition that takes into account the observations and short-term forecasts of the model, beyond their errors. The analysis of the humidity fields presents in some cases negative values and humidity values above the saturation value. These solutions are purely numerical and mostly generated in the process of data assimilation and model integration, that is, they don´t correspond at the physical reality and need to be treated during the process of minimizing of the cost function so that they doesnt be amplified. G3DVAR uses an additional term in the cost function, called moisture constraint. This term has the function of regulate the process of minimizing, taking the solution to humidity values closer to the physical reality. However, this regulation process depends of parameters that control the acting of this additional term. Aiming to identify the values of the moisture constraint parameters used in the process of minimizing of the G3DVAR cost function, that improve the analysis quality and, consequently, the generated forecasts, were realized experiments that varied the value of these parameters, in the month June 2014. The data analysis showed that the grid points with negative humidity values are distributed throughout the atmosphere simulated in the model over the high latitudes of the Southern Hemisphere and tend to spread toward the low latitudes where the value of moisture constraint parameters increases.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2016/11.06.07.22

O sistema de assimilação G3DVAR, baseado no Gridpoint Statistical Interpolation (GSI), acoplado ao Modelo de Circulação Global Atmosférico (MCGA), é uma iniciativa do CPTEC/INPE (Centro de Pesquisas do Tempo e Estudos Climáticos) em gerar uma condição inicial que leve em consideração os balanços do modelo e, consequentemente, seja aquela que também propicie a obtenção das melhores previsões de tempo com ênfase sobre a América do Sul. Para a obtenção da análise, o G3DVAR busca encontrar um estado ótimo que leve em consideração as observações e as previsões de curto prazo do modelo, e seus respectivos erros. A análise dos campos de umidade apresenta em alguns casos valores negativos ou valores de umidade acima do valor de saturação. Essas soluções são puramente numéricas e em sua maioria geradas no processo de Assimilação de Dados e na integração do modelo, ou seja, não correspondem à realidade física e precisam ser tratadas durante o processo de minimização da função custo para que não sejam amplificados. O G3DVAR usa um termo adicional na função custo, chamado de injunção de umidade. Este termo tem a função de regular o processo de minimização, conduzindo a solução para valores de umidade mais próximos da realidade física. No entanto, este processo de regulação depende de parâmetros que controlem a atuação desse termo adicional. Com o objetivo de identificar os valores dos parâmetros da injunção de umidade usados no processo de minimização da função custo do G3DVAR que melhorem a qualidade da análise e, consequentemente, as previsões geradas foram realizados experimentos que variaram o valor desses parâmetros com dados para o mês de junho de 2014. A análise dos dados mostrou que os pontos de grade com valores negativos de umidade distribuem-se por toda a atmosfera simulada pelo modelo sobre as altas latitudes do hemisfério sul e tendem a se distribuir em direção as baixas latitudes quando o valor dos parâmetros de injunção aumenta.