Tópicos de Meteorologia e Climatologia: Sistema Climático Terrestre Teoria da Convecção Enio P. Souza (UFCG)

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1 Tópicos de Meteorologia e Climatologia: Sistema Climático Terrestre Teoria da Convecção Enio P. Souza (UFCG)

2 Papel da Convecção Atmosférica Problema da Ativação Instabilidade Termodinâmica Entranhamento Modelo Conceitual Simples Efeitos na Grande Escala Acoplamento com a Dinâmica

3 Papel da Convecção Atmosférica Variados pontos de vista Dinâmica: Regiões convectivamente ativas geram APE. Ciclo Hidrológico: Geram elevadas taxas de precipitação. Física: Manter o equilíbrio radiativo-convectivo do planeta.

4 Dinâmica Madden and Julian (1972) JAS Webster and Fasullo (2003) Academic Press

5 Ciclo Hidrológico

6 Problema da Ativação Como? Por quê? Quando? Onde?

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8 Equilíbrio Radiativo-Convectivo

9 Manabe and Strickler (1964) JAS

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12 Instabilidade Termodinâmica

13 Convecção não saturada 

14 Souza et al. (2000) JAS

15 Convecção Saturada: Instabilidade Condicional  s

16 Temperatura Potencial Equivalente Para um processo saturado: Pode ser demonstrado que:

17 NCL ee z 

18 Assim Temperatura Potencial Equivalente pode ser definida como a temperatura potencial que uma parcela teria se todo o seu vapor d’água condensasse, os produtos da condensação precipitassem e o calor latente liberado no processo fosse utilizado para aquecer a parcela. Temperatura Potencial Equivalente de Saturação

19 Convecção Saturada: Instabilidade Condicional  s

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21 Instabilidade Condicional Instabilidade Potencial

22 Energia Potencial Convectiva Disponível - CAPE

23 Se z 1 =NCE e z 2 =NPE, define-se CAPE como:

24 Energia de Inibição Convectiva - CIN Se z 1 =SUP e z 2 =NCE, define-se CIN como:

25 CAPE CIN  

26 Entranhamento

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29  

30  

31 Modelo Conceitual Simples Primeira e Segunda Leis da Termodinâmica Desprezando-se a advecção horizontal

32 Integração do BRAMS por 72h (Início em 24/03/2004) CONV (modelo completo) NOCONV (modelo sem os processos saturados)

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34 NOCONV

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41 CONV

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51 Efeitos na Grande Escala energia estática seca energia estática úmida energia estática saturada

52 Fonte aparente de calor Sorvedouro aparente de umidade Yanai et al. (1973) JAS

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54 Espectro deEspectro de Q 1  Nitta (1970) JMSJ

55 GeraçãoConversão Nitta (1970) JMSJ

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57 Dec 1982 at 500 hPa

58 Dec 1982 at 700 hPa

59 Feb 1983 at 500 hPa

60 Feb 1983 at 700 hPa

61 Mar 1983 at 500 hPa

62 Mar 1983 at 700 hPa

63 Mar 1998 at 500 hPa

64 Acoplamento com a Dinâmica Charney and Eliassen (1963) Conditional Instability of Second Kind (CISK) Arakawa and Schubert (1974) Quase-Equilíbrio Emanuel (1987); Neelin et al. (1987) Wind Induced Surface Heat Exchange (WISHE)

65 CISK WISHE Emanuel (2000) Academic Press

66 Enio P. Souza esouza@dca.ufcg.edu.br