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@PhDThesis{Lima:2018:EsInSi,
               author = "Lima, Leonardo Nascimento",
                title = "Estudo das incertezas na simula{\c{c}}{\~a}o por conjuntos e no 
                         uso da assimila{\c{c}}{\~a}o de dados no oceano Atl{\^a}ntico 
                         Sudoeste",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2018",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2018-03-20",
             keywords = "padr{\~o}es que dependem do fluxo, assimila{\c{c}}{\~a}o de 
                         dados por conjuntos, LETKF, correntes de contorno oeste, 
                         flow-dependent patterns, ensemble-based data assimilation, LETKF, 
                         western boundary currents.",
             abstract = "Os avan{\c{c}}os na modelagem oce{\^a}nica t{\^e}m produzido 
                         modelos de circula{\c{c}}{\~a}o geral dos oceanos (MCGOs) com 
                         resultados cada vez mais real{\'{\i}}sticos. Entretanto, os 
                         MCGOs ainda incorporam incertezas de diversas fontes 
                         (for{\c{c}}antes atmosf{\'e}ricas, batimetria, 
                         condi{\c{c}}{\~o}es de contorno laterais, 
                         parametriza{\c{c}}{\~o}es f{\'{\i}}sicas). A 
                         assimila{\c{c}}{\~a}o de dados {\'e} uma ferramenta importante 
                         para corrigir a representa{\c{c}}{\~a}o num{\'e}rica gerada 
                         puramente pelo modelo oce{\^a}nico. Este estudo envolve a 
                         realiza{\c{c}}{\~a}o de simula{\c{c}}{\~o}es por conjuntos 
                         usando o Regional Ocean Modeling System (ROMS) visando estudar o 
                         impacto da assimila{\c{c}}{\~a}o de dados oce{\^a}nicos na 
                         representa{\c{c}}{\~a}o do sistema de correntes de contorno 
                         oeste no Atl{\^a}ntico Sudoeste. Inicialmente, 
                         simula{\c{c}}{\~o}es por conjuntos foram conduzidas utilizando 
                         somente o ROMS sem assimila{\c{c}}{\~a}o de dados para 
                         investigar as incertezas na representa{\c{c}}{\~a}o do oceano 
                         que s{\~a}o derivadas das incertezas nas for{\c{c}}antes 
                         atmosf{\'e}ricas e batimetria oce{\^a}nica. Os resultados 
                         mostraram uma forte influ{\^e}ncia da Zona de Converg{\^e}ncia 
                         do Atl{\^a}ntico Sul no oceano subjacente, sete dias ap{\'o}s a 
                         inicializa{\c{c}}{\~a}o das simula{\c{c}}{\~o}es. Nesta 
                         regi{\~a}o oce{\^a}nica, perturba{\c{c}}{\~o}es na 
                         precipita{\c{c}}{\~a}o e nos fluxos de radia{\c{c}}{\~a}o 
                         produziram um maior impacto no espalhamento do conjunto da 
                         salinidade (S) e temperatura (T), excedendo 0,08 e 0,2 
                         \$^{}\$C, respectivamente. As perturba{\c{c}}{\~o}es no vento 
                         estenderam o impacto para as componentes de velocidade u e v, com 
                         o espalhamento excedendo 0,1 m s-1. Entretanto, os valores do 
                         espalhamento do conjunto oce{\^a}nico aumentaram mais rapidamente 
                         com as perturba{\c{c}}{\~o}es na batimetria, especialmente em 
                         {\'a}guas rasas. Em seguida, simula{\c{c}}{\~o}es por conjuntos 
                         usando o Local Ensemble Transform Kalman Filter mostraram a 
                         import{\^a}ncia da assimila{\c{c}}{\~a}o de perfis T e S na 
                         corre{\c{c}}{\~a}o da representa{\c{c}}{\~a}o termohalina do 
                         oceano, reduzindo o root mean square error (RMSD) da T (S) em 
                         39\% (27\%). A assimila{\c{c}}{\~a}o de \$\zeta\$ foi 
                         importante na gera{\c{c}}{\~a}o de uma representa{\c{c}}{\~a}o 
                         mais acurada da mesoescala oce{\^a}nica na regi{\~a}o da 
                         Conflu{\^e}ncia Brasil-Malvinas. O experimento com 
                         assimila{\c{c}}{\~a}o de T, S, TSM e \$\zeta\$ e o 
                         experimento sem assimila{\c{c}}{\~a}o de dados produziram um 
                         transporte da Corrente do Brasil em 22\$^{}\$S de 5,5 Sv e 8,90 
                         Sv e em 30\$^{}\$S de 17,07 Sv e 34,07 Sv, respectivamente. Em 
                         geral, o impacto da assimila{\c{c}}{\~a}o foi bastante positivo, 
                         produzindo valores de transporte que foram mais pr{\'o}ximos aos 
                         encontrados por outros estudos do sistema de correntes de contorno 
                         oeste na regi{\~a}o de estudo. ABSTRACT: While advances in ocean 
                         modeling have produced ocean general circulation models (OGCMs) 
                         with realistic behavior, the OGCMs still incorporate uncertainties 
                         from sources such as atmospheric forcing, physical 
                         parameterizations, bathymetry, lateral boundary conditions. Data 
                         assimilation provides an important tool for correcting the 
                         numerical representation generated by the ocean model itself. This 
                         study involves the realization of ensemble experiments using the 
                         Regional Ocean Modeling System (ROMS) in order to study the impact 
                         of the ocean data assimilation in the western boundary current 
                         representation in the Southwest Atlantic. Initially, ensemble 
                         experiments were conducted using only ROMS without data 
                         assimilation to investigate the uncertainties of the ocean state 
                         representation that are derived from uncertainties in the 
                         atmospheric forcing and bathymetry. The results indicated a strong 
                         influence of the South Atlantic Convergence Zone on the underlying 
                         ocean, seven days after the experiments initializations. In this 
                         ocean region, precipitation and radiation flux perturbations 
                         produced larger ensemble spread for salinity and temperature, 
                         exceeding 0.08 and 0.2 \$^{}\$C, respectively. Wind 
                         perturbations extended the impact for u and v velocity components, 
                         with the spread exceeding 0.1 m s\$^{-1}\$. The ocean responded 
                         faster to the bathymetric perturbations especially in shallow 
                         waters, primarily due to the sigma vertical coordinate used by 
                         ROMS. Next, ensembles experiments using the Local Ensemble 
                         Transform Kalman Filter showed the importance of the TS profiles 
                         assimilation to correct the thermohaline representation, reducing 
                         the root mean square error of the T and S in 39\% (27\%). The 
                         absolute dynamic topography (ADT) assimilation was important to 
                         produce a more accurate representation of the oceanic mesoscale in 
                         the Brazil-Malvinas Confluence region. The assimilation of T, S, 
                         ADT and sea surface temperature produced a transport of the Brazil 
                         Current in 22\$^{}\$S of 5.5 Sv and in 30\$^{}\$S of 17.07 
                         Sv while a simulation without data assimilation generated 8,90 Sv 
                         and 34,07 respectively. In general, the assimilation impact was 
                         quite positive by producing transport values that were closer to 
                         those from past studies of the western boundary current system in 
                         the study region.",
            committee = "Campos Velho, Haroldo Fraga de (presidente) and Pezzi, Luciano 
                         Ponzi (orientador) and Castro, Christopher Alexander Cunningham 
                         and Tanajura, Clemente Augusto Souza and Quadro, Mario Francisco 
                         Leal de",
         englishtitle = "A study of ocean model uncertainty through ensemble forecast and 
                         data assimilation simulations in the Southwest Atlantic Ocean",
             language = "pt",
                pages = "144",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34R/3QMBU45",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34R/3QMBU45",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "25 nov. 2020"
}


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