OSWALDO MASSAMBANI CARLOS AUC:JSTO ~10RALES S0D~:]:JE: RESUMO ABSTRACT

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1 VII.12 ~ESVICS :JO CALC~~0 ~A VELl)C:~ADE VER!:CAL ~O AR F~LO M~~ODO ~E ROGERS (:964) ~EVIDO A VARIABILI~ADE ~o ~SFEC~20 :E GJ~AS :E C~UVA OSWALDO MASSAMBANI CARLOS AUC:JSTO ~10RALES S0D~:]:JE: ~e~'~o. de Meteorologia IAG-US? RESUMO Em 64, R.R.Rogers propôs um método para ~ estimativa da velocidade vertical do ar dentro da c~uva, o qual se baseou na distribui~ão do espectro de tamanhos de gotas proposto por Marshall-Palmer. Observa~ões disdrométricas ~em evidenciado significativos desvios em rela~ão à forma desses espectros. Neste trabalho um m~todo num~rico tem sido utilizado ~ara se obter a relação entre a velocidade ~~dia de sueda da ~recipita~~o e a reiletividade do radar, a partir de medidas de espectros de tamanhos de gotas obtidas durante eventos convectivos em S~o Paulo. ABSTRACT Disdrometric measurements are used the magnitude of the air vertical the Rogers (64) method. to estimate the deviation on velocity, as calculated from 1.INTRODUGÃO Além da determinação das caracteristicas da precipitacão via radar, é de considerável interesse as aplicacoes do radar no estudo dos movimentos do ar dentro do ambiente da nuvem precipitante. Rogers ("64) desenvolveu um metodo simples para a estimativa da corrente vertical dentro da precipitacao atraves do uso do radar Doppler operando em apontamento vertical. Este metodo depende do conhecimento da refletividade Z (mm6/m3) e a velocidade Doppler média relativa Vd (m/s) da precipitacao em observacao no angulo de visada do radar. A teoria utilizada por Rogers foi baseada na distribuicao ce tamanhos de gotas conforme determinada por Marshall e Palmer (48). Entretanto, muitos pesquisadores tem observado que estas distribuicoes podem desviar significativamente daquela distribuição. O propósito deste trabalho e demonstrar o efeito desses desvios sobre o cálculo dos movimentos verticais via o método Rogers, e tambem mostrar as provaveis magnitudes dos erros em situacoes de preci?itacoes tipicas, atraves da utilizacao de distribuicoes de tamanhos de go~as. obti~as via disdrcmetro, observadas na regiao ce Bauru-São?aulo, durante eventos de origem convectiva.

2 VII.l3 ~ ~ET(~DOLOGI p.~ Ou.;.ndo se,)bs-2.r''/3 ;?reci;?it3c30, '.ri3 :'3car, Dopp12!~ Vd e U~5 c2mbinac30 da veloci~ade do ter2i~al da!:~uva V, (je modo sue, 3 veloci~ade ~edia W e ~a velocidade Vd = V + í,.j )~de :~ velocic3ces 3ao co~sice~~d2s?osi~i~j2s e~ :irec3o 30 solo.?ortanto conhecendo-se a relacao entre a refletividade co :adar e a velocidade Terminal da chuva, esta equacao podera ser entao ~tilizada para a determinacao da velocidade W do ar dentro da regiao precipitante. As observacoes disdrometricas efetuadas durante tres eventos de natureza convectiva nos meses de janeiro e fevereiro de 85, permitiram a obtencao de 533 espectros de tamanhos de gotas de chuva, os quais serao utilizados para a determinacao da relacao entre a velocidade media do conjunto de gotas e a refletividade do radar num mesmo volume iluminacú. Portanto, a partir do numero de gotas N(D) e a velocidade terminal das gotas nos intervalos de classe de ~amanhos V(D) observados via disdrometrica, serao utilizadas para o calculo da velocidade pesada por Z, a qual pode ser expressa por: v = : [ V(D) Z(D)] D:o.2~ A velocidade terminal das gotas serão expressar atraves do ajuste polinomial efetuado por Foote e Dutoit (69). Z 3. RESULTADOS A determina~ào da velocidade VeZ foram efetuadas para os 533 espectros, e sao apresentados na Fig. 1, juntamente com a reta de regressão determinada para aqueles valores. A relação disdrométrica é apresentada comparativamente à rela~~o de Rogers (64), e à relacao estimada a partir de medidas diretas da velocidade e da refletividade atraves do uso de um radar Doppler operando em 35 GHz, em apontamento vertical, conforme Pasqualucci (76). A diferença entre a velocidade média estimada por Rogers utilizando o espectro MP e a velocidade media disdrometrica sao inferiores a 0.2 m/s, para toda a faixa de refletividades entre 10 e 60 dbz. As medidas observaciünais efetuadas por Pasqualucci (PAS),jiferem um pouco mais em relacao a MP, ati~gin~c valores Ce ate 0.7 m/s, conforme apresentados na Fig. ~ A par:ir da evid~ncia de que os espectros de taman~8s de gotas asseree:ham-se a funcoes Gama, Cl ajuste funcional ~esses espectros?ode ser efetuado por ~eio ':3 ~~nc30 Gama, ~3 seguinte forma: N(D) No Dtv\ ~xp (- A. D)

3 VIL 14 velocidade media versus refletividade do radar '.'3ri.=:bilid2.de valõres de ~3r2. da m o método ~ue Rogers (64) propôs p3r2. a est~mativa dos movimentos do ar dentro da precipitacão, é valido para o espectro exponencial de MP. As relã~ões médias obtidas via disdrômetro não difere~essencialmentedos valores obtidos no modelo de Rogers, entretanto essas observagões disdrométricas indicam que devido a significativa variabilidade na forma do espectro de tamanho de gotas, em relagdo ao modêlo de MP, ocorre uma grande dispersão dos valores instantaneos da velocidade média da chuva, em associacao as medidas da refletividade do radar, podendo atingir ate valores superiores aos estimados para um espectro Gama m=2. S. BIBLIOGRAFIA FOOTE, C.B., ~UTOI~, P.S.; Terminal velocity of raindrops aloft. In: J. App1ied. Met., 69, 8, MARSHALL, J.S., PALMER, W.McK.; The distribution of raindrops-size. In: J. Meteor., 64, 5, (4), PASQUALUCCI, F., A real time data processing system for the analysis of meteorological doppler radar measurements. "PhD. Thesis-Univ. of the Witwatersrand, Johannesburg". ROGERS, R.R; An extension of the ZR relation for doppler radar. In: Proc. 11th Weather Radar Conf., 64, Agradecimentos: Os autores agradecem ao IPMet-UNESP, pelo fornecimento dos dados disdrometricos, e um de nos (C.A.M.R.), agradece a FAPESP pela bolsa de iniciacao cientifica.

4 LI) r-1. H ~ 1~ U(M!S) t*,+ + ~ I-+~-~t l' +. ~.~tl.j~4rr-t+t...;-- [!1f~:Wf'+lil1'i'ffiI -r 2 U: *ZA ~, I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I, Z(dBz) 6~ Fig.! Diagra~,a de espalhamento entre a velocidade terminal da chuva e a refletividade do radar, conforme avaliadas atraves das medidas disdrom~tricas efetuadas em Bauru/SP.

5 VII.16 U(lV's) "".p. ~O "As?;3.~",Z"O.61L... ~o U: 3.m I 2 um u: U6 I 2 Q, II'S I ( dbz) W(lV's) -L W,: (Üpu- Ü~p) Wl.: (~J"D- Ü~p) _..._-+-; ,..., ;...-;..;..:..,.~----4 la 29 3a 59 6a 1(tBz) Fi g. 2 A velocidade terminal da chuva para v~rios mod&los de distribu~ào de, gotas, conforme indicados. PAS refere-se a rei a.;ão:> obtida atraves de- radar mi I ifl\~tri.:o Doppl er em apontamento vertical. Desvios entre duas das relac~es obtidas sao apresentados, em relaçâo ao modelo H-P (b).