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@PhDThesis{Neves:2015:AnTuCo,
               author = "Neves, Theomar Trindade de Ara{\'u}jo Tiburtino",
                title = "An{\'a}lise de turbul{\^e}ncia e convec{\c{c}}{\~a}o na 
                         Amaz{\^o}nia utilizando o modelo palm-les",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2015",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2015-10-26",
             keywords = "Amaz{\^o}nia, convec{\c{c}}{\~a}o, turbul{\^e}ncia, LES, 
                         convection, turbulence.",
             abstract = "Este trabalho analisa as caracter{\'{\i}}sticas da Camada Limite 
                         Planet{\'a}ria (CLP), atrav{\'e}s das an{\'a}lises do 
                         comportamento de fluxos turbulentos de calor, umidade e 
                         \emph{momentum} obtidos por meio de um modelo de 
                         simula{\c{c}}{\~a}o de grandes v{\'o}rtices (LES) para a camada 
                         limite convectiva (CLC), associados com condi{\c{c}}{\~o}es de 
                         superf{\'{\i}}cie e na zona de entranhamento. O modelo 
                         num{\'e}rico PALM foi utilizado com 3 diferentes conjuntos de 
                         dados representando a esta{\c{c}}{\~a}o seca (RBLE3), chuvosa 
                         (WetAMC) e um per{\'{\i}}odo de transi{\c{c}}{\~a}o 
                         (RaCCI/LBA) com superf{\'{\i}}cies homog{\^e}neas 
                         caracter{\'{\i}}sticas de pastagem e floresta na regi{\~a}o 
                         Amaz{\^o}nica. Para a inicializa{\c{c}}{\~a}o do modelo foram 
                         utilizados observa{\c{c}}{\~o}es de perfis de radiossonda 
                         (temperatura potencial, umidade espec{\'{\i}}fica, componentes 
                         do vento) e de fluxos turbulentos de calor sens{\'{\i}}vel e 
                         latente em superf{\'{\i}}cie. Para comprovar a efici{\^e}ncia 
                         do modelo PALM, foram realizadas valida{\c{c}}{\~o}es dos 
                         resultados obtidos utilizando-se da evolu{\c{c}}{\~a}o diurna 
                         dos perfis termodin{\^a}micos e din{\^a}micos. Durante a 
                         esta{\c{c}}{\~a}o seca, a simula{\c{c}}{\~a}o de pastagem 
                         gerou convec{\c{c}}{\~a}o mais intensa do que a floresta e, como 
                         consequ{\^e}ncia deste maior aquecimento superficial, uma altura 
                         da CLC mais profunda. A forte convec{\c{c}}{\~a}o causa misturas 
                         efetivas da umidade, aumentando o fluxo de calor sens{\'{\i}}vel 
                         e facilitando a ocorr{\^e}ncia de maiores v{\'o}rtices sobre a 
                         pastagem. Quando h{\'a} uma maior disponibilidade de umidade 
                         (tanto na atmosfera quanto no solo), como no caso da floresta, o 
                         fluxo de calor latente passa a ser o principal modo de 
                         transfer{\^e}ncia de calor por turbul{\^e}ncia, regulando o 
                         aquecimento e o crescimento da CLC. Atrav{\'e}s dos perfis de 
                         vari{\^a}ncia de temperatura e umidade, encontrou-se uma 
                         intera{\c{c}}{\~a}o t{\'e}rmica e {\'u}mida mais profunda da 
                         ZE com a CLC sobre o s{\'{\i}}tio de floresta, ao mostrar uma 
                         maior varia{\c{c}}{\~a}o da amplitude principalmente na 
                         vari{\^a}ncia de temperatura. A an{\'a}lise comparativa entre a 
                         raz{\~a}o dos fluxos de calor sens{\'{\i}}vel a 
                         superf{\'{\i}}cie e na zona de entranhamento apresentou um valor 
                         superior (-0,38) daquele usualmente utilizado pela literatura e 
                         diferindo tamb{\'e}m quanto a varia{\c{c}}{\~a}o temporal. A 
                         altura da CLC estimada pelo m{\'e}todo do m{\'{\i}}nimo fluxo 
                         de calor sens{\'{\i}}vel do modelo foi mais eficiente nas 
                         compara{\c{c}}{\~o}es com os resultados anal{\'{\i}}ticos do 
                         s{\'{\i}}tio de floresta (diferen{\c{c}}a de 340 m), enquanto 
                         para o s{\'{\i}}tio de pastagem uma maior acur{\'a}cia foi 
                         obtida usando o m{\'e}todo de estimativa da temperatura potencial 
                         (diferen{\c{c}}a de 560 m). Com respeito ao balan{\c{c}}o de 
                         energia cin{\'e}tica turbulenta (ECT), o termo de 
                         produ{\c{c}}{\~a}o t{\'e}rmica se mostrou o mais importante, 
                         enquanto que no per{\'{\i}}odo chuvoso, a produ{\c{c}}{\~a}o 
                         mec{\^a}nica ocorreu com baixa intensidade devido a ventos mais 
                         calmos. Os processos f{\'{\i}}sicos em superf{\'{\i}}cie 
                         (transporte turbulento) chegaram a produzir at{\'e} 3 vezes mais 
                         mistura na extens{\~a}o inferior da CLC do que na superior da 
                         mesma. Como um estudo de caso, foi realizada uma 
                         simula{\c{c}}{\~a}o heterog{\^e}nea (regi{\~a}o de floresta e 
                         pastagem juntas) com dados representativos da esta{\c{c}}{\~a}o 
                         seca, e foi observado que os valores de m{\'a}ximo fluxo de calor 
                         latente foram maiores do que aqueles obtidos nos casos 
                         homog{\^e}neos. A convec{\c{c}}{\~a}o mais intensa produzida 
                         pela pastagem, associada a uma maior disponibilidade de umidade da 
                         floresta juntamente com uma poss{\'{\i}}vel 
                         circula{\c{c}}{\~a}o secund{\'a}ria, provocaram esse maior 
                         fluxo. A raz{\~a}o dos fluxos de calor sens{\'{\i}}vel {\`a} 
                         superf{\'{\i}}cie e na zona de entranhamento sobre a 
                         heterogeneidade resultou em uma raz{\~a}o de -0,48, ao passo que 
                         o balan{\c{c}}o de ECT apresenta caracter{\'{\i}}sticas bem 
                         semelhantes ao s{\'{\i}}tio homog{\^e}neo de floresta. 
                         ABSTRACT: This thesis analyzes Planetary Boundary Layer (PBL) 
                         features by analyzing the behavior of turbulent heat, moisture and 
                         \emph{momentum} fluxes obtained through a large eddies simulation 
                         (LES) model for the convective boundary layer (CBL) associated 
                         with surface conditions and the entrainment zone (EZ). The PALM 
                         numerical model was used with three different datasets 
                         representing the dry (RBLE3) and rainy (WETAMC) seasons and a 
                         transitional period (RaCCI / LBA) with homogeneous pasture and 
                         forest surfaces characteristics in the Amazon region. For 
                         initialization of the model, observations of radiosonde profiles 
                         (potential temperature, specific humidity, wind components) and 
                         surface sensible and latent turbulent heat fluxes were used. To 
                         prove the PALM model efficiency, validations were carried out for 
                         the results obtained using the diurnal evolution of thermodynamic 
                         and dynamic profiles. During the dry season, pasture simulation 
                         generated more intense convection than the forest and as a 
                         consequence of this greater surface warming, a deeper CLC height 
                         was formed. The strong convection causes effective moisture 
                         mixtures, increasing the sensible heat flux and facilitating the 
                         occurrence of major eddies on the pasture. When there is a greater 
                         availability of moisture (both in atmosphere and surface), as in 
                         the case of the forest, the latent heat flux becomes the main 
                         turbulent heat transfer mode, regulating the heating and the CLC 
                         growth. Through the temperature and humidity variance profiles, a 
                         deeper thermal and moisture interaction of the EZ with the CLC on 
                         the forest site was found by showing greater amplitude variation 
                         mainly in temperature variance. The comparative analysis of the 
                         ratio of surface and entrainment zone sensible heat fluxes 
                         presented a higher value (-0.38) than the one usually used in the 
                         literature and also differing the temporal variation. The CLC 
                         height estimated by the method of the minimum sensible heat flux 
                         of the model was more efficient in comparison with the analytical 
                         results of the forest site (difference of 340 m), while for 
                         pasture site an improved accuracy was achieved using the method of 
                         potential temperature (difference of 560 m). Regarding the 
                         turbulent kinetic energy (TKE) budget, the thermal output term 
                         proved to be the most important, while in the rainy season, the 
                         mechanical production occurred with low intensities because of 
                         calm winds. Physical processes in surface (turbulent transport) 
                         produced up to 3 times more mixing in the lower extension of the 
                         CLC than the upper extension. As a case study, was performed a 
                         heterogeneous simulation (forest and pasture region together) with 
                         data representative of a dry season. It was observed that the 
                         maximum latent heat flux values were higher than those found in 
                         homogeneous cases. The most intense convection produced by 
                         pasture, associated with an increased availability of forest 
                         moisture along with a possible secondary circulation, caused this 
                         increased flux. The ratio of the surface and EZ sensible heat flux 
                         in heterogeneity resulted in a ratio of 0.48, while the TKE budget 
                         show characteristics very similar to the homogeneous forest 
                         site.",
            committee = "Machado, Luiz Augusto Toledo (presidente) and Fisch, Gilberto 
                         Fernando (orientador) and Nobre, Carlos Afonso and 
                         Gon{\c{c}}alves, Luis Gustavo Gon{\c{c}}alves de and Santos, 
                         Rosa Maria Nascimento dos and Lyra, Roberto Fernando da Fonseca",
           copyholder = "SID/SCD",
         englishtitle = "Turbulence and convection analyses in Amaz{\^o}nia using the 
                         palm-les model",
             language = "pt",
                pages = "157",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3KEBABL",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34P/3KEBABL",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "24 nov. 2020"
}


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