Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.14.2022.tde-03022023-143017
Documento
Autor
Nombre completo
Melissa Dias da Silva Oliveira
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2022
Director
Tribunal
Hallak, Ricardo (Presidente)
Beneti, Cesar Augustus Assis
Menezes, Wallace Figueiredo
Título en portugués
Tempestades com granizo na cidade de São Paulo: diagnóstico, estatística de índices e previsibilidade numérica
Palabras clave en portugués
convecção
granizo
índices
tempestades
WRF
Resumen en portugués
Uma vez que a cidade de São Paulo (CSP) é muitas vezes afetada por eventos de queda de granizo, o objetivo principal deste trabalho é responder se existem padrões da distribuição espaço-temporal de variáveis físicas que estejam associados a esses eventos. O período de dados de radiossondagens cobre os anos de 2003 a 2020. Os resultados mostram que variáveis e índices termodinâmicos são úteis como ferramentas diagnósticas da instabilidade atmosférica. A maior frequência desses eventos na CSP deve-se a células cumulonimbus isoladas com topo em formato circular ou oblongo quando observadas por satélites meteorológicos. A maioria dos registros de granizo ocorre dentro de um período de até 2 horas antes da maturação da tempestade. Sugere-se que os eventos ocorrem em células no estágio cumulus congestus. O caso de granizo observado no início da noite no Aeródromo de Campo de Marte em 05 de dezembro de 2013 esteve associado à passagem de um sistema frontal pela CSP e foi simulado com o modelo regional Weather Research and Forecasting Model (WRF). O domínio numérico de 0,9 km desenvolveu um sistema convectivo de pequenas dimensões, aqui batizado como subsistema convectivo de mesoescala, que estava embebido no sistema frontal e que foi responsável pelo evento. Mostrou-se que a instabilidade termodinâmica aumenta, hora a hora, entre às 1200 UTC e o horário de ocorrência do evento na simulação (1900 UTC). A simulação não captura o granizo em superfície, pois há derretimento desses hidrometeoros entre a base da nuvem e a superfície. O estudo mostra que o aumento da resolução de grade produz correntes descendentes mais intensas de modo diretamente proporcional à resolução de grade. Para trabalhos futuros com o WRF, sugerem-se domínios numéricos com maior resolução horizontal e a inclusão de uma parametrização de superfície urbana com maior detalhamento.
Título en inglés
Hailstorms in the city of São Paulo: Diagnosis, Index Statistics and Numerical Predictability
Palabras clave en inglés
convection
hail
indices
thunderstorm
WRF
Resumen en inglés
Since the city of São Paulo (CSP) is often affected by hail events, the main objective is to answer whether there are patterns of spatio-temporal distribution of physical variables associated with these events. The radiosondes data covers the years 2003 to 2020. The results show that thermodynamics variables and indices are useful as diagnostic tools for atmospheric instability. The higher frequency of these events in the CSP is due to isolated cumulonimbus cells with a circular or oblong top when observed from meteorological satellites. Most hail records occur within a period of up to 2 hours before the storm matures. It is suggested that events occur in cells in the cumulus congestus stage. The case of hail observed in the early evening at Campo de Marte Aerodrome on December 5th, 2013 was associated with the passage of a frontal system through the CSP and it was simulated with the regional model Weather Research and Forecasting Model (WRF). The 0.9 km numerical domain developed a small convective system, here named mesoscale convective subsystem, which was embedded in the frontal system and was responsible for the event. The thermodynamic instability has been shown to increase hourly between 1200 UTC and the time of occurrence of the event in the simulation (1900 UTC). The simulation does not capture the hail on the surface, as there is melting of these hydrometeors between the cloud base and the surface. The study shows that increasing the grid resolution produces more intense downdrafts in a way that is directly proportional to the grid resolution. For future works with the WRF, numerical domains with higher horizontal resolution and the inclusion of a more detailed urban surface parametrization are suggested.
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Fecha de Publicación
2023-02-03