Uso da assimilação de dados de radar e descargas elétricas na previsão de curtíssimo prazo no Sul do Brasil

• Autor(a) principal: Rute Costa Ferreira
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2021/03.23.18.30

As tempestades que atuam no Sul do Brasil causam diversos danos econômicos e sociais. Muitas vezes, estas tempestades estão associadas a tempo severo, com rajadas de ventos, granizo e descargas elétricas atmosféricas, e até mesmo tornados. O uso da modelagem numérica e dados observados é fundamental para aumentar o conhecimento do ambiente no qual estas se formam e, a partir daí, melhorar sua previsibilidade. Neste contexto, este trabalho estudou tempestades com ocorrência de descargas elétricas do ano de 2017 e 2018 com foco na assimilação de dados de radar e de descargas elétricas. As simulações foram feitas a partir dos dados de refletividade e velocidade radial dos radares da Força Aérea Brasileira, com foco nos dados de Santiago (RS). Os dados de descargas elétricas utilizados foram da rede de detecção BrasilDAT, e dados do instrumento GLM (Geostationary Lightning Mapper) do satélite geoestacionário GOES-16. Para comparar o campo de precipitação acumulada foram utilizados campos de estimativa de precipitação do produto MERGE do CPTEC/INPE. O modelo atmosférico utilizado foi o Weather Research and Forecasting model (WRF) e sua componente de assimilação dados (WRFDA), para assimilação de dados de radar e o sistema Gridpoint Statistical Interpolation (GSI) para assimilação dos dados de relâmpagos. Os resultados foram analisados em função do impacto da assimilação nos campos atmosféricos e evolução na previsão de um sistema frontal em 2017, e um sistema convectivo de meso escala relacionado à instabilidade termodinâmica em 2018, ocorridos no Rio Grande do Sul. Em ambas condições atmosféricas, os experimentos com assimilação dos dados da BrasilDAT ou GLM indicaram um aumento dos hidrometeoros distribuídos em toda a troposfera e, consequentemente, da precipitação. A rápida taxa de conversão microfísica foi notada principalmente na primeira hora de previsão. Para o caso de precipitação decorrente de instabilidade termodinâmica, os experimentos com os dados do GLM e radar assimilados mostraram melhor posicionamento dos núcleos convectivos e desempenho ao prever os sistemas estudados. Entretanto, a assimilação de dados apenas de descargas elétricas para simulação da frente fria indicou limitações no GSI ao gerar grandes incrementos e superestimativa de precipitação, porém a assimilação de dados de radar foi capaz de minimizar tal limitação ao serem assimilados em algumas das simulações. Com isso, a assimilação de dados de radar pôde complementar possíveis limitações encontradas no novo operador de descargas elétricas no GSI, se tornando complementares de acordo com as informações que cada observação pode fornecer ao modelo.