Representação dos efeitos de heterogeneidades da superfície sobre o clima local em uma região de paisagem fragmentada na Amazônia utilizando o modelo ETA/NOAH-MP

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Main Author: Isabel Lopes Pilotto Domingues
Publication Date: 2015
Format: Doctoral thesis
Language: por
Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
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Summary: O presente trabalho investiga os efeitos da representação das heterogeneidades da superfície na simulação do clima local pelo modelo Eta/Noah-MP em uma região fragmentada da Amazônia, sem a necessidade de aumentar a resolução espacial do modelo. Para tal, fez-se o uso de parametrização para incorporar os efeitos dos processos de subgrade, através da aproximação tile. Foram realizados três tipos de experimentos com o modelo Eta/Noah-MP nas resoluções espaciais de 5 km com (TI) e sem a aproximação tile (PA), e de 2 km (AR) para representar a alta resolução. O período analisado dos experimentos corresponde aos meses de março (estação chuvosa) e setembro (estação seca) de 2003. Os resultados mostram que em geral o uso da aproximação tile apresenta uma melhoria na simulação dos padrões espaciais dos fluxos turbulentos e das circulações locais nas regiões mais fragmentadas do domínio. O experimento com o uso dos tiles aumenta a magnitude da temperatura à superfície, do fluxo de calor sensível, do albedo à superfície, da radiação de onda longa emitida pela superfície, e do vento a 10 m. E reduz a umidade do solo e a radiação líquida absorvida pela superfície. Em geral, o experimento com tiles aumenta o fluxo de calor latente na maior parte do domínio, entretanto, nota-se uma redução nas regiões mais fragmentadas da área de estudo. Não há uma concordância quanto aos sinais dos impactos do experimento com o uso da aproximação tile na precipitação simulada. Este experimento também apresenta impactos na camada limite. Estes efeitos de subgrade no clima local são maiores na estação seca do que na estação chuvosa. Os resultados sugerem que o grau dos impactos dos processos de subgrade no clima local se relaciona com a escala da fragmentação. Conclui-se que a utilização da aproximação tile responde adequadamente as questões sobre os impactos das mudanças no uso do solo em áreas fragmentadas da Amazônia. Entretanto, estes impactos podem ter sido em parte mascarados pelos tratamentos de corpos de água do modelo Noah-MP, e pelo esquema de convecção cúmulos do modelo Eta.
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisRepresentação dos efeitos de heterogeneidades da superfície sobre o clima local em uma região de paisagem fragmentada na Amazônia utilizando o modelo ETA/NOAH-MPRepresentation of the surface heterogeneities effects on local climate over a fragmented region in the Amazon using the model ETA/NOAH-MP2015-08-27Gilvan Sampaio de OliveiraJavier TomasellaLuiz Antonio CandidoFrancis Wagner Silva CorreiaIsabel Lopes Pilotto DominguesInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)Programa de Pós-Graduação do INPE em Ciência do Sistema TerrestreINPEBRheterogeneidadesuso da terramodelagemsubgradeparametrizaçãoheterogeneitiesland useparameterizationO presente trabalho investiga os efeitos da representação das heterogeneidades da superfície na simulação do clima local pelo modelo Eta/Noah-MP em uma região fragmentada da Amazônia, sem a necessidade de aumentar a resolução espacial do modelo. Para tal, fez-se o uso de parametrização para incorporar os efeitos dos processos de subgrade, através da aproximação tile. Foram realizados três tipos de experimentos com o modelo Eta/Noah-MP nas resoluções espaciais de 5 km com (TI) e sem a aproximação tile (PA), e de 2 km (AR) para representar a alta resolução. O período analisado dos experimentos corresponde aos meses de março (estação chuvosa) e setembro (estação seca) de 2003. Os resultados mostram que em geral o uso da aproximação tile apresenta uma melhoria na simulação dos padrões espaciais dos fluxos turbulentos e das circulações locais nas regiões mais fragmentadas do domínio. O experimento com o uso dos tiles aumenta a magnitude da temperatura à superfície, do fluxo de calor sensível, do albedo à superfície, da radiação de onda longa emitida pela superfície, e do vento a 10 m. E reduz a umidade do solo e a radiação líquida absorvida pela superfície. Em geral, o experimento com tiles aumenta o fluxo de calor latente na maior parte do domínio, entretanto, nota-se uma redução nas regiões mais fragmentadas da área de estudo. Não há uma concordância quanto aos sinais dos impactos do experimento com o uso da aproximação tile na precipitação simulada. Este experimento também apresenta impactos na camada limite. Estes efeitos de subgrade no clima local são maiores na estação seca do que na estação chuvosa. Os resultados sugerem que o grau dos impactos dos processos de subgrade no clima local se relaciona com a escala da fragmentação. Conclui-se que a utilização da aproximação tile responde adequadamente as questões sobre os impactos das mudanças no uso do solo em áreas fragmentadas da Amazônia. Entretanto, estes impactos podem ter sido em parte mascarados pelos tratamentos de corpos de água do modelo Noah-MP, e pelo esquema de convecção cúmulos do modelo Eta.This study evaluates the effects of representation of the surface heterogeneities in the simulation of the local climate by Eta/Noah-MP model in a fragmented region of Amazon, without the need to increase the spatial resolution of the model. For this purpose, the parameterization used to incorporate the effects of the subgrade process was the tile approach. Three experiments with the Eta/Noah-MP model were set up as follows: two experiments with the spatial resolution of 5 km, one without the use of tile approach (PA), and the other experiment with the use of this approach (TI); and one experiment set up on the spatial resolution of 2 km, without the use of the tile approach (AR), which represents the high resolution. The focus is on the rainy and dry seasons, which correspond to the months of March and September 2003. In general, the results show that the use of the tile approach presents an improvement in the simulation of the spatial patterns of the turbulent fluxes and local circulations in the regions with extensive fragmentation of the domain. The experiment with the use of tiles increases the magnitude of the surface temperature, the sensible heat flux, the surface albedo, the upward longwave radiation, and the wind at 10 m. And, it reduces soil moisture and net radiation. In general, the experiment with tiles increases the latent heat flux in most of the domain, however, there is a reduction in the fragmented regions of the study area. There is no agreement as to the signs of the impacts of the experiment using the approach tile on simulated rainfall. This experiment also has impacts in the boundary layer. The effects of the representation of the surface heterogeneities are higher in the dry season than in the rainy season. The results suggest that the degree of impact of the subgrade process in the local climate relates to the scale of the fragmentation. We conclude that the use of tile approach adequately respond the issues of the impacts of changes in land use in fragmented areas of the Amazon. 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