%0 Thesis
%4 sid.inpe.br/mtc-m21d/2022/02.28.18.10
%2 sid.inpe.br/mtc-m21d/2022/02.28.18.10.30
%T Estudo das condições ambientais aplicadas na parametrização de fração de nuvens para representar a interação entre nuvem-radiação
%J Study of environmental conditions applied in the parameterization of cloud fraction to represent the cloud-radiation interaction
%D 2022
%8 2022-03-04
%9 Tese (Doutorado em Meteorologia)
%P 135
%A Gonçalves, Layrson de Jesus Menezes,
%E Bottino, Marcus Jorge (presidente),
%E Kubota, Paulo Yoshio (orientador),
%E Costa, Simone Marilene Sievert da (orientadora),
%E Melo, Maria Luciene Dias de,
%E Rosário, Nilton Manuel Évora do,
%I Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
%C São José dos Campos
%K dados observacionais, modelagem climática, fração de nuvem, interação nuvem-radiação, BAM, observational data, climate modeling, cloud fraction, cloud-radiation interaction.
%X Este estudo teve como objetivo compreender as relações entre as variáveis de larga escala (temperatura, omega e umidade relativa) e fluxo de radiação de onda curta e onda longa com a fração de nuvem combinando dados de modelagem de alta resolução e dados observacionais, visando o desenvolvimento de uma nova parametrização de fração de nuvens para obter uma melhor representação da nebulosidade em um modelo atmosférico global. Para isso, foi feito um estudo observacional e de modelagem de alta resolução, utilizando um Cloud Resolving Model (CRM) chamado de System for Atmospheric Modeling (SAM), com a finalidade de encontrar relações entre variáveis atmosféricas que pudessem ser usadas na nova parametrização de fração de nuvem. Foi desenvolvida uma parametrização de fração de nuvem baseada na distribuição de Weibull aplicada nas variáveis prognósticas de concentração de água líquida e gelo, que primeiramente, foi testada em um modelo de interação nuvem-radiação e por fim implementada e avaliada no Brazilian Atmospheric Model (BAM), em simulação climática global para o período de 1975 a 2010. Os resultados indicaram que as anomalias, em relação à média do dia anterior, de temperatura, umidade relativa e ômega, além do conteúdo de água, são variáveis que podem ser utilizadas na estimativa da fração de nuvem. A nova parametrização de fração de nuvem desenvolvida neste trabalho mostrou um bom desempenho na interação com os fluxos de radiação de onda curta e onda longa e as taxas de aquecimento para distintas regiões do planeta sob diferentes condições atmosféricas. A simulação climática com BAM utilizando a nova parametrização de fração de nuvem desenvolvida neste trabalho, mostrou uma melhor representação da distribuição espacial da nebulosidade e o seu impacto nos fluxos radiativos de onda longa e onda curta na superfície e topo da atmosfera, além mostrar consistência nos campos de precipitação e de temperatura do ar a 2 metros. ABSTRACT: This study aimed to understand the relationships between large-scale variables (temperature, omega and relative humidity) and short-wave and long-wave radiation flux with the cloud fraction by combining high-resolution modeling data and observational data, aiming at the development of a new cloud fraction parameterization to obtain a better representation of cloudiness in a global atmospheric model. For this, an observational and high-resolution modeling study was carried out, using a Cloud Resolving Model (CRM) called System for Atmospheric Modeling (SAM), in order to find relationships between atmospheric variables that could be used in the new parameterization of cloud fraction. A cloud fraction parameterization was developed based on the Weibull distribution applied to the prognostic variables of liquid water and ice concentration, which was first tested in a cloud-radiation interaction model and finally implemented and evaluated in the Brazilian Atmospheric Model (BAM), in a global climate simulation for the period from 1975 to 2010.The results indicated that the anomalies, in relation to the average of the previous day, of temperature, relative humidity and omega, in addition to the water content, are variables that can be used in the estimation of the cloud fraction. The new cloud fraction parameterization developed in this work showed a good performance in the interaction with shortwave and longwave radiation fluxes and heating rates for different regions of the planet under different atmospheric conditions. The climate simulation with BAM using the new cloud fraction parameterization developed in this work, showed a better representation of the spatial distribution of cloudiness and its impact on long-wave and short-wave radiative fluxes at the surface and top of the atmosphere, in addition to showing consistency in the fields of precipitation and air temperature at 2 meters.
%@language pt
%3 publicacao.pdf