@PhDThesis{Foss:2017:EfOrSu,
author = "Foss, Marilei",
title = "Efeitos da orografia do Sudeste da Am{\'e}rica do Sul na
estrutura dos sistemas frontais",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2017",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2016-07-25",
keywords = "frentes frias, orografia, meteorologia sin{\'o}tica, modelo Eta,
cold front, orography, synoptic meteorology, climatology, Eta
model.",
abstract = "O objetivo principal desta tese foi investigar o efeito
orogr{\'a}fico gerado pelo Planalto Brasileiro, nas
caracter{\'{\i}}sticas das frentes frias que se deslocam pela
Am{\'e}rica do Sul. A identifica{\c{c}}{\~a}o frontal foi
baseada em um crit{\'e}rio que considera a queda na temperatura
do ar, aumento de press{\~a}o ao n{\'{\i}}vel m{\'e}dio do mar
e o giro do vento entre dias consecutivos. Compostos m{\'e}dios e
de anomalias das frentes foram gerada atrav{\'e}s das
Rean{\'a}lises do CFSR. Dois eventos frontais foram selecionados
para aprofundar as an{\'a}lises e esses eventos foram denominados
FF-Friagem e FF-Neve, com base na condi{\c{c}}{\~o}es de tempo
desencadeadas por eles. Atrav{\'e}s das simula{\c{c}}{\~o}es
com o modelo Eta com 8 e 1 km de resolu{\c{c}}{\~a}o horizontal,
buscou-se os detalhes da intera{\c{c}}{\~a}o frente-orografia no
Brasil. A equa{\c{c}}{\~a}o da termodin{\^a}mica foi usada para
encontrar os processos f{\'{\i}}sicos que explicam o
comportamento frontal sobre a regi{\~a}o de orografia mais alta.
E, por fim, foram realizados experimentos com
modifica{\c{c}}{\~a}o na rugosidade da orografia sub-grade, com
a inser{\c{c}}{\~a}o de uma parametriza{\c{c}}{\~a}o de ondas
de gravidade, com aumento da resolu{\c{c}}{\~a}o e do topo do
modelo, e com altera{\c{c}}{\~a}o na altura da orografia para
testar a sensibilidade do modelo Eta na simula{\c{c}}{\~a}o das
frentes frias. Resultados da climatologia revelam que h{\'a} duas
regi{\~o}es com maior frequ{\^e}ncia de frentes frias:
pr{\'o}ximo aos Andes e pr{\'o}ximo ao litoral da regi{\~a}o
Sudeste do Brasil. Entre estas duas regi{\~o}es, h{\'a} uma
regi{\~a}o onde terreno {\'e} alto, que condiz com as {\'a}reas
de menor frequ{\^e}ncia frontal. O efeito gerado pelo Planalto
Brasileiro na climatologia revela que a maior influ{\^e}ncia
orogr{\'a}fica ocorre nos n{\'{\i}}veis mais baixos da
atmosfera. Nos compostos m{\'e}dios e anomalias destaca-se o
cavado invertido que se forma no lado norte do anticiclone
migrat{\'o}rio, em resposta ao bloqueio orogr{\'a}fico da massa
de ar mais densa na retaguarda da frente. A an{\'a}lise da
equa{\c{c}}{\~a}o termodin{\^a}mica mostra que a
advec{\c{c}}{\~a}o horizontal de temperatura {\'e}
respons{\'a}vel pela distor{\c{c}}{\~a}o da superf{\'{\i}}cie
frontal pr{\'o}ximo a orografia. J{\'a} os experimentos de
sensibilidade com modifica{\c{c}}{\~a}o na rugosidade mostram
que o vento em 10 metros e a precipita{\c{c}}{\~a}o s{\~a}o as
principais vari{\'a}veis alteradas atrav{\'e}s da
modifica{\c{c}}{\~a}o da rugosidade. Com a inser{\c{c}}{\~a}o
da uma parametriza{\c{c}}{\~a}o de ondas de gravidade, houve a
redu{\c{c}}{\~a}o da amplitude das ondas geradas a sotavento da
orografia do Planalto Brasileiro conforme indicado nos campos de
temperatura potencial. Os testes com a resolu{\c{c}}{\~a}o
vertical do modelo Eta e do n{\'{\i}}vel do topo do modelo
mostram que o aumento da resolu{\c{c}}{\~a}o faz com que a
simula{\c{c}}{\~a}o reproduza os principais efeitos relatados na
literatura sobre intera{\c{c}}{\~a}o frente-orografia, no
entanto ele difere do observado na Rean{\'a}lise do CFSR. Por
fim, testes com a modifica{\c{c}}{\~a}o na altura da orografia
mostram que a medida que a orografia aumenta, maior {\'e} o
efeito no deslocamento e estrutura vertical da frente fria, e se
caso n{\~a}o existisse o Planalto Brasileiro, as frentes frias e
as massas de ar associadas as frentes, se deslocariam com maior
facilidade at{\'e} a Regi{\~a}o Central do Brasil. ABSTRACT: The
main objective of this thesis is to investigate the orographic
effect generated by the Brazilian Plateau, and the characteristics
of cold fronts moving over South America. The front identification
is based on a criterion that considers the drop in air
temperature, increase in mean sea level pressure and the shift in
wind between consecutive days. Composites of mean and anomalies of
fronts are constructed using Reanalysis of CFSR. Two front events
are selected for further analyzes and are referred to as FFFriagem
and FFNeve, based on weather conditions. Simulations with Eta
model at 8-and 1-km horizontal resolution are setup to study in
detail to the interaction of the fronts with orography in
southeast Brazil. The equation of thermodynamics are applied to
find the physics processes that explain the interaction of the
cold fronts with the highest terrain region. Finally, experiments
are performed: by changing in the roughness lenght due to subgrid
orography, by inserting the parameterization of gravity waves, by
increasing the resolution and raising the top of the model, and
change in height of the terrain. Results reveal that there are two
regions with the highest frequency of cold fronts: near the Andes
and near the coast of southeastern Brazil. Between these two
regions, there is a region of lower frequency of cold fronts. The
effect generated by the Brazilian Plateau shows that most of
orographic influence occur at lower levels of the atmosphere.
Composites of the mean and anomalies show the trough that is
formed on the northern side of the anticyclone in response to
blocking of the denser air mass in the rear part of the front. The
calculation of the thermodynamic equation terms shows that the
horizontal temperature advection is responsible for the distortion
of the front cold surface close to the terrain. The sensitivity
experiments with change in the effective roughness lenght, show
that the 10-m wind and precipitation are the main variables
changed by roughness. The insertion of gravity waves
parameterization cause reduction um the amplitude of the waves,
indicated by the potential temperature downwind of the orography
of the Brazilian Plateau. Tests show that increasing the vertical
resolution improving the reproduction of the frontal-terrain
interaction, however it differs from the CFSR reanalysis. Finally,
tests with the change in the terrain height show that as the
terrain rises, the greater the blocking effect on the displacement
and vertical structure of the cold front whereas in the absence of
the Brazilian Plateau, cold fronts would move more easily over the
Central Region of Brazil.",
committee = "Satyamurty, Prakki (presidente) and Chan, Chou Sin (orientadora)
and Seluchi, Marcelo Enrique (orientador) and Dereczynski,
Claudine Pereira and Silva, Adma Raia",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Effects of orography of the Southeastern South America in the
structure of frontal systems",
language = "pt",
pages = "225",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3LURTK8",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3LURTK8",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}