@MastersThesis{Araujo:2015:EfPaCo,
author = "Araujo, Leonardo Ribeiro Paraiso",
title = "Os efeitos das parametriza{\c{c}}{\~o}es do comprimento de
rugosidade t{\'e}rmica na simula{\c{c}}{\~a}o da temperatura de
superf{\'{\i}}cie terrestre no modelo SSiB do G3DVar",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2015",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2015-10-01",
keywords = "comprimento de rugosidade t{\'e}rmico, temperatura de
superf{\'{\i}}cie terrestre, fluxos de calor, thermal roughness
length, heat flux, Land Surface Temperature.",
abstract = "O objetivo do presente trabalho foi simular realisticamente a
temperatura de superf{\'{\i}}cie terrestre (TST) prognosticada
pelo modelo de superf{\'{\i}}cie o Simplified Simple Biosphere
(SSiB), acoplado ao Modelo de Circula{\c{c}}{\~a}o Geral da
Atmosfera do Centro de Previs{\~a}o de Tempo e Estudos
Clim{\'a}ticos/Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
(MCGA-CPTEC/INPE). A principal finalidade do SSiB {\'e} resolver
os processos de superf{\'{\i}}cie, tais como fluxos de energia e
umidade, fornecendo-os ao MCGA-CPTEC/INPE, os quais s{\~a}o de
extrema import{\^a}ncia na interface entre a superf{\'{\i}}cie
e a atmosfera. Entretanto, o modelo SSiB apresenta dificuldades em
simular estes fluxos turbulentos o que afeta diretamente no
balan{\c{c}}o de energia em superf{\'{\i}}cie e contribui para
os erros nas previs{\~o}es da temperatura de superf{\'{\i}}cie
terrestre (TST), particularmente no per{\'{\i}}odo diurno. A
inexatid{\~a}o da TST {\'e} um dos fatores que causa
discrep{\^a}ncia no resultado da temperatura de brilho
T\$_{B}\$ utilizada na assimila{\c{c}}{\~a}o de dados, uma vez
que a TST possui relev{\^a}ncia no c{\'a}lculo de dos canais com
sensibilidade a superf{\'{\i}}cie. Uma das solu{\c{c}}{\~o}es
apontada pela literatura e que foi aplicada neste trabalho {\'e}
a parametriza{\c{c}}{\~a}o do comprimento de rugosidade
t{\'e}rmico \$Z_{Oh}\$que em muitos modelos de
superf{\'{\i}}cie, inclusive modelo SSiB, tem a mesma
considera{\c{c}}{\~a}o que o comprimento de rugosidade
aerodin{\^a}mico Z\$_{Om}\$Isto est{\'a} incorreto, uma vez
que na camada atmosf{\'e}rica que est{\'a} em contato com a
superf{\'{\i}}cie o transporte da quantidade de movimento {\'e}
em parte relacionado com arrasto sobre os obst{\'a}culos de
rugosidade, o que n{\~a}o se aplica a transfer{\^e}ncia de
calor, no qual tem somente a difusividade molecular como mecanismo
de transporte. Assim, o objetivo deste trabalho {\'e} implementar
quatro formula{\c{c}}{\~o}es do Z\$_{Oh}\$dentro do modelo
SSiB e avalia-las com a vers{\~a}o controle do SSiB, isto {\'e},
sem parametriza{\c{c}}{\~a}o do Z\$_{Oh}\$ Os resultados
confirmaram que os maiores erros nas previs{\~o}es de 24 horas
para os fluxos de calor sens{\'{\i}}vel, latente e a TST
s{\~a}o encontrados para os per{\'{\i}}odos diurnos em todos os
experimentos. Al{\'e}m disto, a j{\'a} existente superestimativa
da TST simulada pela vers{\~a}o controle foi amplificada por
todas as formula{\c{c}}{\~o}es de Z\$_{Oh}\$ embora os
resultados tamb{\'e}m indicassem que o prognostico para os fluxos
de calor apresentaram um melhor desempenho com rela{\c{c}}{\~a}o
aos dados de rean{\'a}lise do ERA-Interim. Ainda foi verificado o
impacto destas parametriza{\c{c}}{\~o}es nas previs{\~o}es de
24 horas na temperatura do ar a 2 metros, a qual {\'e}
influenciada diretamente pelo fluxo de calor sens{\'{\i}}vel. Os
resultados n{\~a}o demonstram sinais de haver uma coer{\^e}ncia
no acoplamento. ABSTRACT: This dissertation objective is to
realistically simulate the prognostic Land Surface Temperature
(LST) from the Simplified Simple Biosphere (SSiB) land surface
model coupled to the Atmospheric Gerneral Circulation Model (AGCM)
from the Centro de Previs{\~a}o de Tempo e Estudos
Clim{\'a}ticos/Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
(MCGA-CPTEC/INPE). The main role of SSiB is to provide the land
surface processes such as energy and water fluxes to the
MCGA-CPTE/INPE, which are of critical importance in the interface
surface-atmosphere. Nevertheless, the SSiB model shows
difficulties when simulating these turbulent fluxes that in turn
affect the energy balance at surface and contribute to forecast
errors in the LST, particularly during the daytime. The
uncertainty in the LST is one of the reasons for discrepancy in
the brightness temperature T\$_{B}\$ used in data assimilation,
given that LST plays a fundamental role in the calculation of
T\$_{B}\$ in the satellite channels sensitive to the surface.
One of the suggested solutions presented in the literature to this
problem and also followed in this work the parameterization of the
thermal roughness length Z\$_{Oh}\$ that in many cases, SSiB
included, has the same formulation as the aerodynamic roughness
length Z\$_{Om}\$ This approach is not the most appropriated
since that in the atmospheric layer that is directly in contact
with the surface, the momentum transport is in part related to the
dragging from rough obstacles, what does not applies to heat
transfer, therefore the transport is made through molecular
diffusivity. Thus, four formulations for Z\$_{Oh}\$ within the
SSiB framework were implemented and then intercompared. The
results confirm that the largest errors in the 24h forecasts for
sensible and latent heat fluxes and LST were performed for the
daytime period for all experiments. Furthermore, a pre-existent
overestimate of the simulated LST for the control run and
amplified by all formulations for was found in addition to an
enhancement of this variable. Although the remote sensedd LST
presents better aaggreementwith respect to the information from
ERA-interm. It was analyzed the impact of the proposed
parameterizations in the weather (24 hours forecat) in the 2
meters that has influence from the sensible heat flux.The results
did not demonstrate indication that there is coherence in the
coupling.",
committee = "Sapucci, Luiz Fernando (presidente) and Gon{\c{c}}alves, Luis
Gustavo Gon{\c{c}}alves de (orientador) and Roberti, D{\'e}bora
Regina",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "The effects of the thermal roughness length parameterization in
the land surface temperature simulation in the SSiB model of
G3DVar",
language = "pt",
pages = "136",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3K78S7L",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3K78S7L",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "25 abr. 2024"
}