RED IBÉRICA MM5: Rede Ibérica para a investigação e desenvolvimento de aplicações do modelo atmosférico MM5

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Bruna Regueira Bacelar
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1 RED IBÉRICA MM5: Rede Ibérica para a investigação e desenvolvimento de aplicações do modelo atmosférico MM5 Joana Ferreira, Noel Aquilina, Agnes Dudek e Carlos Borrego Departamento de Ambiente e Ordenamento, 9-1 Junho 25, Valência

Joana Ferreira, Noel Aquilina, Agnes Dudek e Carlos

2 ATREUS Network Research Training Networks Advanced Tools for Rational Energy Use towards Sustainability with emphasis on microclimatic issues in urban applications

3 ATREUS Network Objectivo principal Melhorar o desenvolvimento sustentável nas cidades optimizando aquecimento, ventilação e ar-condicionado Necessário avaliar o escoamento em street-canyon COMO? MODELO GLOBAL MM5 (até 1 km resolução) Perfis de temperatura e vento VADIS (modelo local )

ar-condicionado Necessário avaliar o escoamento em street-canyon COMO?

4 Análise de Sensibilidade - parametrização da CLA, rugosidade, resolução dos dados globais Metodologia Identificação da situação sinóptica típica para Portugal com base num sistema de classifcação de Circulation Weather Type (CWT) Anticiclone Aplicação e validação do MM5 para a simulação de um anticiclone ocorrendo em diferentes estações do ano Estação Primavera Verão Outono Inverno Dia 14-15/5/ 7/8/ 24-25/1/ /12/91 CWT anticiclone anticiclone anticiclone anticiclone

Anticiclone Aplicação e validação do MM5 para a simulação de um anticiclone ocorrendo em diferentes estações do ano

5 Metodologia - Simulação do MM5 Domínio 1 (41 x 63) cels Res: 6km Domínio 2 (55 x 55) cels Res: 2km Domínio 3 (51 x 51) cels Res: 4km Domínio 4 (49 x 49) cels Res: 1km

6 Metodologia - DOMÍNIO 4 do MM5 (49x49) cels, 1km resolução Estação de Gago Coutinho, no domínio Domínio do Modelo local VADIS. no domínio 4 do MM

no domínio 4 1 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43

7 Metodologia setup do MM5 MM5 versão 3.6 Opções físicas MM5 : Grell Convective Cumulus scheme on the 4 domains Simple-ice microphysics scheme Cloud-radiation scheme (Dudhia, 1989) USGS 24 categories Landuse type Inicialização com dados globais: ECMWF ERA4 Reanalysis Data, resol: 2.5ºx2.5º e.5ºx.5º Domínios 1&2: 2-way nesting, Domínios 3, 4: 1-way nesting

microphysics scheme Cloud-radiation scheme (Dudhia, 1989) USGS 24 categories Landuse

8 Resultados Para o período de anticiclone de Inverno Dezembro December h S o u th /N o rth (x 1 km ) West/East (x 1km) O MM5 é capaz de reproduzir bastante bem o anticiclone verificado, através da pressão média à superfície (MSLP)

West/East (x 1km) 28 26 24 22 2 18 16 14 12 1 8 6 4 2 1-2 O MM5 é capaz de

9 Resultados sbon, 21 Dec 91_h Lisbon, 21 Dec 91_h Wind Speed (m s -1 ) Lisbon, 21 Dec 91_12h Wind Speed (m s -1 ) 15. Sensibilidade a parametrizações Sounding da camada limite MRF BLACKADAR PBL schemes GAYNO-SEAMAN ETA (MY) ETA (MY) zo = 1 MRF zo = 1 Sounding MRF-KF2- zo = 1 MRF MRF zo =1 IMOIAV=1 BLACKADAR GAYNO-SEAMAN ETA (MY) ETA (MY) zo = 1 MRF zo = 1 MRF-KF2- zo = 1 MRF zo =1 IMOIAV=1

Sensibilidade a parametrizações Sounding da camada limite MRF BLACKADAR PBL schemes GAYNO-SEAMAN ETA (MY) ETA (MY) zo

10 Resultados isbon, 21 Dec 91_h Lisbon, 21 Dec 91_h Wind Speed (m s -1 ) Sensibilidade a parametrizações Sounding da camada limite MRF BLACKADAR GAYNO-SEAMAN PBL schemes ETA (MY) ETA (MY) zo = 1 MRF zo = 1 Sounding MRF-KF2- zo = 1 MRF MRF zo =1 IMOIAV=1 BLACKADAR Lisbon, 21 Dec 91_12h Wind Speed (m s ) 15. GAYNO-SEAMAN ETA (MY) ETA (MY) zo = 1 MRF zo = 1 MRF-KF2- zo = 1 MRF zo =1 IMOIAV=1

11 Resultados n, 21 Dec 91_h Lisbon, 21 Dec 91_h Wind Speed (m s -1 ) Lisbon, 21 Dec 91_12h Wind Speed (m s -1 ) Sounding MRF BLACKADAR GAYNO-SEAMAN ETA (MY) ETA (MY) zo = 1 MRF zo = 1 MRF-KF2- zo = 1 Sounding MRF MRF zo =1 IMOIAV=1 Sensibilidade a parametrizações da camada limite PBL chemes BLACKADAR GAYNO-SEAMAN ETA (MY) ETA (MY) zo = 1 MRF zo = 1 MRF-KF2- zo = 1 MRF zo =1 IMOIAV=1

Wind Speed (m s -1 ) Sounding MRF BLACKADAR GAYNO-SEAMAN ETA (MY) ETA (MY) zo = 1 MRF zo = 1 MRF-KF2- zo = 1

12 Resultados Lisbon, 21 Dec 91_h Sounding RUN2 RUN7 High res Wind Speed (m s -1 ) Lisbon, 21 Dec 91_12h Sensibilidade à resolução dos dados globais ECMWF ERA4 2.5*2.5º RUN2: MRF, z =.5 RUN7: MRF, z =1.5*.5º 25 Sounding RUN2 RUN7 High res Wind Speed (m s -1 )

13 Resultados Sensibilidade da Velocidade do vento a 1m à parametrização da CLA e à rugosidade Lisbon 21 Dec 91_h - 23 Dec 91_ h Wind Speed at 1m (m s -1 ) Time (h) MRF zo =.5 m MRF new sigma levels MRF zo = 1 m ETA ETA zo = 1 m BLACKADAR BLACKADAR zo = 1 m Measured É visível o efeito da rugosidade em áreas urbanas

6 12 18 24 3 36 42 48 Time (h) MRF zo =.

14 Resultados 2m Air Temperature ( C) Wind Speed at 1m (m ) s 5 Lisbon 21 Dec 91_h - 23 Dec 91_ h RUN 1 RUN2 RUN7 Measured High res Time (h) Lisbon 21 Dec 91_h - 23 Dec 91_ h RUN1 RUN2 RUN7 Measured High res Sensibilidade à resolução dos dados globais ECMWF ERA4 2.5*2.5º RUN1: MRF, z =.8 RUN2: MRF, z =.5 RUN7: MRF, z =1.5*.5º Time (h)

91_h - 23 Dec 91_ h RUN1 RUN2 RUN7 Measured High res Sensibilidade à resolução dos dados globais

15 Conclusões O MM5 é capaz de reproduzir a MSLP, para o primeiro domínio, e para o período apresentado (21-22 Dez 1991) assim como para os períodos correspondentes às restantes estações do ano Em geral, o MM5 simula a tendência dos perfis verticais de velocidade do vento acima dos 1 m. Na camada limite, o MM5 simula velocidades de vento mais baixas Somente uma estação com radiossondagem, e com baixa resolução abaixo dos 2 m (apenas dois ou três valores na CLA) Relativamente à parametrização da camada limite o MRF é o esquema que dá melhores resultados, comprovado com análise estatística efectuada É notória a sensibilidade do MM5 à rugosidade (surface roughness length), quando aplicado numa zona urbana, e à resolução dos dados globais de inicialização do modelo

Na camada limite, o MM5 simula velocidades de vento mais baixas Somente uma estação com radiossondagem, e com baixa resolução abaixo dos 2 m (apenas dois ou três valores na CLA) Relativamente

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