Análise microfísica de sistemas precipitantes no leste de São Paulo por meio de radares meteorológicos polarimétricos

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Ihadua, Isidro Metódio Tuleni Johanes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: célula convectiva; classificação de hidrometeoros; classification of hydrometeors; Convective cell; cyclonic rotation; granizo.; hail; polarimetria; polarimetry; radar; Radar; rotação ciclônica
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14133/tde-01032021-221031/

Este trabalho teve como tema de estudo análise microfísica dos sistemas precipitantes atuantes sobre a Região Leste de São Paulo (RLSP) com ênfase na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). São discutidas nesta tese questões relacionadas ao impacto da urbanização nos processos microfísicos de sistemas precipitantes associados a sistemas de escala sinótica, mesoescala e escala local. Entre as questões abordadas estão o impacto da ilha de calor urbano (ICU) e o adensamento urbano verticalizado na microfísica, dinâmica e termodinâmica, e distribuição das precipitações e chuvas mais intensas durante a evolução espaço-temporal dos eventos de brisa marítima (BM) e convecções isoladas (CIs), e bandas dispersas (BDs) induzidas por frente fria (FF) com e sem fumaça de incêndios na Amazônia. A metodologia proposta para a realização do projeto compreende cinco componentes: classificação de hidrometeoros com a lógica fuzzy, cálculos do diâmetro da gota de chuva, da massa de água líquida e massa de água sólida e da taxa de chuva a partir das variáveis polarimétricas medidas com radares meteorológicos de dupla polarização banda X e banda S e dados de radiossondagens. Os resultados da classificação de hidrometeoros são comparados com as medidas observadas dos radares meteorológicos Doppler. Os resultados mostram que as variações microfísicas das proporções de mistura de diferentes hidrometeoros e os parâmetros dinâmicos e termodinâmicos associados às células convectivas, influenciaram na produção de chuva forte. Os resultados também indicaram que a urbanização impacta na formação da precipitação, massa de água líquida e massa de água sólida, profundidade e duração longa das células convectivas (CIs) e tempestade induzida por combinações de BM, FF e ICU que se formam na RMSP. As CIs se formam no centro geométrico da RMSP, geralmente induzidas por rotação ciclônica que as tornam mais profundas e de duração longa, percorrendo longas distâncias sobre regiões de adensamento urbano da RMSP. Os resultados mostraram que os eventos que atuam na RMSP, dependem de processos microfísicos de nuvem mista (água e gelo) acima da isoterma 0°C para produção de chuva forte. Observou-se que o processo de descongelamento das pedras de granizo inicia quando precipitam a partir da isoterma 0°C que transformam-se em gotas grandes já a partir da isoterma 0°C. A quantidade de pedras de granizo diminui e a quantidade de gotas grandes aumenta paulatinamente, à medida que estes hidrometeoros precipitam da base da isoterma 0°C para temperaturas > 0°C para as regiões inferiores das células convectivas. Notou-se que quando a CI é induzida por rotação ciclônica, uma porção das pedras granizo precipita intacta até à superfície, enquanto outra porção é terraformada em gotas grandes pelo processo de descongelamento. Quando a CI é induzida por convergência na superfície, descongela toda a quantidade de pedras de granizo que transforma-se em gotas grandes ao precipitar até à superfície. Os resultados mostraram que a tempestade induzida por combinações de BM, FF e ICU, resulta da integração de disparos de várias células convectivas secundárias intensas no centro geométrico da RMSP. A ICU induz fortes convergências entre os fluxos de noroeste e os fluxos da BM, retardando o deslocamento da frente de BM e da tempestade para fora do centro geométrico da RMSP, que influenciou na maior produção de granizo na área da tempestade acima da isoterma 0°C sobre o centro da cidade de São Paulo do que nas outras áreas da tempestade. Os resultados mostraram que a fumaça de incêndios na Amazônia, influenciou na redução do tamanho das gotas e na supressão generalizada da chuva das BDs induzidas por FF sobre a RMSP durante o Inverno de 2019. As BDs sem presença de fumaça produziram chuva generalizada, e com algumas células que produziram pedras de granizo e graupel nos núcleos acima da isoterma 0°C e gotas grandes na base da isoterma 0°C durante o Verão de 2019. Estes importantes processos microfísico, dinâmico e termodinâmico dentro das CIs e da tempestade resultante da integração das células convectivas secundárias induzidas por combinações de BM, FF e ICU, devem ser tidos em conta no esquema de parametrização dos modelos de nuvem, bem como a dinâmica e termodinâmica associada as piscinas frias na superfície, que são importantíssimos para a previsão, principalmente de curtíssimo prazo de perigo de precipitação de granizo e de chuvas fortes.