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2008_antonio_mendonca_tese.pdf.jpgEstudo das características das perturbações EOF extratropicais e seu impacto na previsão de tempo de médio prazo por conjuntoMendonça, Antônio Marcos-2008-10-10As características das perturbações EOF extratropicais são estudadas e seu impacto na previsão de tempo de médio prazo por conjunto é avaliado a partir de simulações com o Sistema de Previsão de Tempo por Conjunto do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (EPS-CPTEC). O método EOF, originalmente aplicado sobre regiões tropicais e para os campos de vento horizontal e temperatura, utiliza funções ortogonais empíricas (EOF) para determinar as perturbações iniciais de crescimento rápido, denominadas perturbações ótimas. Sete experimentos são realizados a fim de investigar os mecanismos responsáveis pelo crescimento das perturbações EOF iniciais nos extratrópicos. Este estudo é importante, já que os mecanismos de crescimento das perturbações nos trópicos são diferentes daqueles de latitudes médias, e as características das perturbações EOF nesta região é ainda desconhecido. Além da investigação das características das perturbações EOF em latitudes médias, também são realizadas análises sobre a inclusão de perturbações iniciais adicionais nos campos de pressão a superfície (P) e umidade específica (Q), perturbações em áreas alvos (target areas), e modificações na técnica de seleção dos modos de maior crescimento. Um teste utilizando uma versão simplificada do método de perturbação de condições iniciais breeding of growing modes também é realizado. Os resultados são apresentados para um período de verão austral (15 de dezembro de 2004 a 15 de fevereiro de 2005) e um estudo de caso de evento severo, o ciclone Catarina, ocorrido em março de 2004. Índices estatísticos adequados para a previsão de tempo por conjunto são calculados para avaliar, objetivamente, o impacto das modificações propostas em cada experimento, na qualidade das previsões de tempo por conjunto. Os resultados mostram que as perturbações baseadas em EOF extratropicais desenvolvem-se preferencialmente próximas a regiões com alta baroclinicidade em latitudes médias e próximas a áreas de sistemas sinóticos importantes que atuam nos trópicos extratrópicos do Hemisfério Sul durante o verão austral. Perturbações em P e Q são importantes para obter perturbações que são espacialmente mais organizadas e com estrutura mais baroclínica, em latitudes médias. Esta modificação também produz perturbações que crescem mais rápido do que naqueles casos em que não são aplicadas perturbações em P e Q, durante a integração não linear do modelo. Avaliações estatísticas indicam que as perturbações baseadas em EOF extratropicais estendem-se sobre um subespaço no espaço de fase representando erros de crescimento rápido, contribuindo para melhoria da qualidade das previsões por conjunto, tanto num sentido determinístico quanto probabilístico e, além disso, incluem mais diversidade às perturbações iniciais do sistema de previsões. Perturbações baseadas em EOF regionais, calculadas separadamente sobre o norte da América do Sul e sul da América do Sul, em adição a perturbações hemisféricas contribuem, em um sentido geral, para melhoria das previsões locais sobre a região alvo. O método breeding simplificado apresenta desempenho semelhante ao método EOF nos extratrópicos, indicando ligeira vantagem apenas no espalhamento dos membros nesta região. Entretanto, nos trópicos e América do Sul, o método EOF apresenta melhores resultados, indicando que a utilização deste método, nestas regiões, é uma opção mais adequada. Os resultados do estudo de caso do ciclone Catarina mostram que perturbações adicionais nos extratrópicos e nos campos P e Q aumentam a capacidade dos membros do conjunto em indicar a presença do sistema, além de melhorar a previsão do valor da pressão no centro do ciclone.
2004_dailton_guedes_tese.pdf.jpgModelagem matemática de correntes na torre da estação Morro do Cachimbo (Brasil)Guedes, Dailton Gilberto-2003-12-09Esta tese tem por objetivo modelar curvas de corrente de descarga de retorno medidas na base da torre da estação do Morro do Cachimbo (Brasil), considerando a distribuição de fontes de corrente ao longo canal do relâmpago, a injeção de corrente no canal a partir do ponto de junção, bem como a parcela de corrente transmitida à torre. Os modelos de engenharia são usados nesta tese, com o propósito de estimar as correntes de descarga registradas em um mesmo relâmpago, no topo e na base, nas torres do Morro do Cachimbo (MCS) com 60 m de altura, Monte San Salvatore na Suíça (MSS) com 70 m de altura e Monte Peissenberg na Alemanha (MPS) com 160 m de altura. Curvas de correntes reproduzidas analiticamente, coeficientes de reflexão, alturas de montagem dos sensores de corrente nas torres e diferentes alturas destas são os parâmetros considerados nos modelos. Com o objetivo de contornar a modificação nas impedâncias, conseqüência da alteração nos meios condutores entre canal (plasma ionizado) e torre, os cálculos foram efetuados por partes, ou seja, na base do canal acima do topo da torre, no topo da torre em um ponto inferior à base do canal e na base da torre no nível do solo. Com base nos modelos simulados e considerando apenas as torres MCS, MSS e MPS, os resultados podem ser distinguidos entre as primeiras descargas de retorno e as descargas de retorno subsequentes. Para as descargas de retorno, a posição de montagem dos sensores de corrente nas torres analisadas não interfere se as medições são feitas na base ou no topo. Quanto às descargas subseqüentes, essas resultaram deferentes respostas. Nos casos em que foram aplicadas curvas de correntes hipotéticas, para as torres MCS e MSS, as correntes estimadas na base resultaram superiores às correntes no topo, numa faixa de 14% a 19% enquanto que, aplicando uma curva analítica baseada na curva média obtida na base da estação MCS, quanto estimada no topo da mesma torre, nenhuma diferença foi encontrada. Em outra simulação nas torres MCS e MPS, envolvendo uma curva de corrente padronizada e iguais coeficientes de reflexão nas duas torres, as correntes estimadas na base resultaram superiores às correntes no topo, numa faixa de 31% a 36%. Considerando que as correntes médias na MCS são superiores até 50% às correntes médias na MSS, conclui-se que os dados registrados na torre MCS fornecem médias de corrente de descarga de retorno, cujas amplitudes máximas são pelo menos, 50% superiores às obtidas em MSS. As médias de corrente de descargas subsequentes, por outro lado, apontam para uma diferença percentual numa faixa mais estreita, compreendida entre 20 e 30%.