Métodos de Modelagem Numérica

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Baltazar Melgaço
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1 Disilina: Métodos de Modelagem Nméria Enilson Palmeira Cavalanti Universidade Federal de Camina Grande Centro de enologia e Rersos Natrais Unidade Aadêmia de Ciênias Atmosférias Programa de Pós-Gradação em Meteorologia

2 Parametriação rblenta Camada Limite rblenta

3 Parametriação rblenta Camada Limite

4 Parametriação rblenta Camada Limite Planetária

5 Parametriação rblenta rblênia v v w w v w Média Proriedades da média Portanto, ara o rodto t t t dt fg f f g f g; af a f (a te.); f g f v v ( )( v v ) v v g g

6 Parametriação rblenta Eação de Reynolds D Dt x f v ( x v y w ) Dv Dt y f v ( v x v v y v w ) Dw Dt g w ( w x wv y w w ) Em e D Dt t x v y w Eler Navier-Stokes Reynolds

7 Parametriação rblenta Analogia de Reynolds ara emeratra e Umidade ransferênia de alor D Dt K ( x v y w ) ransferênia de midade D Dt K ( x v y w ) Em e D Dt t x v y w

8 Parametriação rblenta v w Considerando e 0 l w w eoria do omrimento de mistra de Prandtl. v w l * l k e l U 0 U k * k * 0 ln ln Perfil logaritmo do vento 0 k * 0 ensão de isalhamento Difsividade trblenta Veloidade de frição Rgosidade

9 Parametriação rblenta Perfil logaritmo do vento ku ln ln * 0 ln ku ln * 0 ln ku ln * 0 au b a k * ; b ln 0 ; ln * ln k 0 * ln 0 k * k( ln )

10 Parametriação rblenta Flxo de alor sensível (H) w 0 w H l w l e k l k l l l H k H ln * k ln ) )( ( kk H Coefiiente de difsividade térmia k k

11 Parametriação rblenta Flxo de alor latente (LE) 0 LE LE LE kk l * ( ln k l LE ln )( ) w l w k l e l l Coefiiente de difsividade úmida k k k k k

12 Parametriação de Radiação Radiação Solar e errestre

13 Parametriação de Radiação Esetro Eletromagnétio

14 Parametriação de Radiação Radiação Solar e errestre

15 Parametriação de Radiação Absorção de radiação elos riniais gases

16 Parametriação de Radiação Interação da radiação Solar e errestre om a atmosfera terrestre

17 Parametriação de Radiação Balanço de radiação R n F F Saldo de radiação DURANE A EXECUSSÃO R R n n R n D Dt t F SW F SW D Dt v x Q F LW F LW 4 4 ( a) FSW a s Balanço de Energia Q rad H Q LE SW Q G LW y ( R ) Q rad Modelo: Fornee ao ódigo radiativo ma série de informações sobre o estado atal da atmosfera. Código radiativo: Devolve, deois de árdo trabalho, flxos de energia no too e na serfíie e taxas de aeimento no interior da Atmosfera. Modelo: Neessidade de m bom trabalho, raide, ara onlir a integração.

18 Parametriação de Radiação ) ( ) ( ) ( F F F t F ) ( F t ) ( F g t ) ( N i i rad t t

19 Parametriação de Radiação Comaração da (a) taxa de aeimento solar e (b) saldo de radiação ara é laro, Cirrs (Cs), e os estratos (St) ondições de neblosidade de μ0 de 0,5. As osições dessas nvens são indiadas no diagrama. A rofndidade ótia de Cs e St são 0,7 e 0, resetivamente, enanto o tamanho médio de artíla de 4 e 8 μm, resetivamente. Fonte: Lio, 00

20 Parametriação Convetiva Nvens onvetivas

21 Parametriação Convetiva Conveção Profnda Formação -Conveção gerada elo aeimento -Conveção gerada ela toografia. 3-Conveção gerada elo enontro de massas de ar. ios Esema Ajstamento Convetivo Úmido Esema Ko Esema Arakawa-Shbert Otros

22 Parametriação Convetiva Camada de Inversão oo Base Nível de Conveção Livre

23 Parametriação Convetiva Uma alternativa ommente sada em estdos de onveção é a energia estátia úmida h, dada or: h s L Em e s g É a energia estátia sea. Estas aresentam erfis semelhantes ao da figra ao lado. A energia estátia de satração é h s s L s

24 Parametriação Convetiva

25 Parametriação Convetiva Ds Dt D Dt Q Qrad L( e) Q ( e) L Energia estátia sea Umidade s t. sv s Q Qrad L( e) s t. V Q ( e) L

26 Parametriação Convetiva Conveção Rasa Sistema não reiitante

27 Parametriação Convetiva Conveção Rasa s t w s M ( ( s L t s)) t t w t M ( ( t vt t ))

28 Parametriação Convetiva Reresentação esemátia do ilo dirno da amada limite onvetiva (adatado de Garratt, 99).

29 Parametriação de Mirofísia Mirifísia

30 Parametriação de Mirofísia

31 Parametriação de Mirofísia Evaoração Condensação de nvens Vaor d ága Sblimação Evaoração de nvens Ága liida Nvens Partílas de gelo Chva Liefação Neve

32 Fim do Módlo 3

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