A numerical study of the interaction between an urbanized region and the shallow convection

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2019-05-22T22:18:09Z No. of bitstreams: 1 TACIANA LIMA ARAUJO – TESE (PPGMET) 2010.pdf: 3295538 bytes, checksum: d8d18b0831180d285b6c797b97df83f7 (MD5) Made available in DSpace on 2019-05-22T22:18:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TACIANA LIMA ARAUJO – TESE (PPGMET) 2010.pdf: 3295538 bytes, checksum: d8d18b0831180d285b6c797b97df83f7 (MD5) Previous issue date: 2010-12-10 CNPq Alguns processos de superfície, que determinam o balanço de energia são estudados neste trabalho, através da modelagem numérica da atmosfera, utilizando o modelo Brazilian Developments on the Regional Atmospheric Modeling System - BRAMS para a Região Metropolitana do Recife - RMR. Pelo acoplamento entre o BRAMS e o esquema Town Energy Budget - TEB associado à consideração da interação entre os cúmulos rasos e os processos radiativos, foi possível obter uma melhora na representação dos processos de superfície em áreas urbanas. Foram estudados dois casos distintos, um para o período de tempo seco e outro para um episódio chuvoso. Também foi analisada a distribuição espacial da precipitação para todo o entorno da RMR. Para entender o efeito individual da dinâmica da cidade e o da convecção rasa, assim como a sua interação não linear, foi utilizado o método de separação de fatores proposto por Stein e Alpert (1993). A consideração do efeito conjunto da dinâmica urbana e dos cúmulos rasos produz resultados mais realistas. Analisando separadamente, o período seco e o período chuvoso, foi possível ver que em alguns casos a configuração de certas variáveis é definida pela atuação da convecção rasa e em outros, pela cidade. Os cúmulos rasos reduzem a radiação solar que chega à superfície e atuam para amenizar o aquecimento do ar próximo à superfície. Ao mesmo tempo, atuam para manter a cidade mais aquecida através do saldo de radiação de onda longa. Quanto à análise da distribuição espacial da precipitação, os resultados obtidos mostraram que a cidade pode contribuir para aumentar ou diminuir a precipitação, dependendo do momento em que os eventos chuvosos ocorrerem. Some surface processes that determine the energy balance are studied in this work through atmospheric numerical modeling using the Brazilian Developments on the Regional Atmospheric Modeling System - BRAMS model to the Metropolitan Area of Recife – MAR. Through the coupling between the BRAMS model and the Town Energy Budget - TEB scheme together with considering the interaction between shallow cumuli and the radioactive processes, we managed to get a better representation of the surface processes at urban regions. We studied two cases, one of them for a dry period and the other for a rainy episode. To better understand the sole effect of both the urban dynamics as well as the effect of the shallow convection, we used the method of factor separation of Stein and Alpert (1993). Considering the joint effect of the urban dynamics and shallow cumulus produced more realistic results. Depending whether the event is rainy or not, we found that in some cases certain variables are constrained by the shallow convection activity, and in other cases by the urban dynamics. Shallow cumuli reduce the solar radiation that reaches the soil and reduce the solar heating of the near-surface air. On the other hand, shallow cumuli act to warm up the city through the long wave radiation budget. Analyzing the spatial distribution of precipitation, our results suggest that the urban area may contribute to increasing or decreasing the precipitation, depending on the timing of rainy events occurrence.