Uma análise da variabilidade do fluxo de momentum na camada superficial atmosférica em condiçoes instáveis

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bernardes, Mateus
Data de Publicação: 2008
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/17288
Resumo: Orientador: Nelson Luis da Costa Dias
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spelling Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em EngenhariaDias, Nelson Luís da Costa, 1961-Bernardes, Mateus2024-02-23T16:17:49Z2024-02-23T16:17:49Z2008https://hdl.handle.net/1884/17288Orientador: Nelson Luis da Costa DiasInclui apendiceTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas e Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 19/09/2008Inclui bibliografiaResumo: A partir de dados obtidos de uma campanha extensiva sobre o lago de Furnas realizada durante dez dias no inverno de 2004, um grande desalinhamento entre a direção média do vento e o vetor de tensões superficiais foi encontrado em medições realizadas a 3,7m acima da superfície do lago, através do Método das Covariâncias Turbulentas (MCT) utilizando anemômetros sônicos. Esta situação se repete para um segundo conjunto de dados proveniente de um experimento realizado em terra no verão de 2002 a 4,2m acima da superfície, portanto em condições geográficas e micrometeorológicas bem diversas. Eliminamos a possibilidade da influência aerodinâmica da torre sobre o escoamento, selecionado os runs correspondentes a ventos soprando dentro de um setor de direções aceitáveis. As janelas usadas para o cálculo das médias também mostrou pouca influência sobre o resultado e mesmo o uso de filtro auto-recursivo de passabaixa para o cálculo dos fluxos não amenizou de forma sensível esta anomalia. Averiguou-se que este desvio angular aumenta com o aumento da instabilidade e que é próximo de zero em condições quase neutras. Propomos que o fluxo de momentum varie com z e concluimos a partir das equações de balanço de tensões cisalhantes que com o aumento da instabilidade, a produção de u'w' decresça assintoticamente tornando as magnitudes das duas componentes do vetor de tensões equiparavelmente pequenas. Nestas condições então, o desejado alinhamento não ocorre. Desta forma, sugerimos o uso cuidadoso da estimativa do fluxo de momentum medido a altura z, u'w' , no cálculo da velocidade de atrito em condições muito instáveis, uma vez que a subcamada estritamente dinâmica da camada superficial é mais rasa do que se imaginaAbstract: Data obtained from two different measurement sites, one over the lake of Furnas in the winter of 2004, and another over land surface (soybean crop) in the summer of 2002, show a significant non-alignment between the mean horizontal wind vector and the stress vector for turbulence measurements using sonic anemometers at 3,7m above the lake surface and 4,2m above the land surface. Flow distortion, averaging times and the procedure used for extracting the turbulent fluctuations (such as low-pass filtering and filter widths) were eliminated as possibles causes for this discrepancy after detailed analysis. It is shown that the absolute value of the angle between mean wind and stress vectors approaches zero in quasi-neutral stratification and increases with increasing instability. The budgets for the stress flux terms show that the production of u'w' tends assymptotically to zero with increasing instability, and so, this flux cannot be considered constant with height under convective conditions. As a result, the two components of the stress vector become of the same order of magnitude, and the local stress vector becomes non-aligned wind the wind vector. As a consequence, the usual practice of assuming that the momentum flux measured locally at height z equals the surface value may not be correct, as the purely dynamical sublayer of the surface layer may be shallower than is usually considered, and the values of friction velocity in very unstable conditions may be underestimatesxxvii, 162f. : il., grafs., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalAtmosferaCalor - Medidores de fluxoAnalise de covarianciaEvaporaçao (Meteorologia)Análise numéricaUma análise da variabilidade do fluxo de momentum na camada superficial atmosférica em condiçoes instáveisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALMBtese.pdfapplication/pdf3229690https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/17288/1/MBtese.pdf67ed00053bb4ecfb4ecdf10ff3c50f33MD51open accessTEXTMBtese.pdf.txtExtracted Texttext/plain277967https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/17288/2/MBtese.pdf.txtb9464e716cfa7ecaff05250a72d4f615MD52open accessTHUMBNAILMBtese.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1216https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/17288/3/MBtese.pdf.jpg8f55ae585615e5dc53c6ced30e87ea40MD53open access1884/172882024-02-23 13:17:49.18open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/17288Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-02-23T16:17:49Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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