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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.14.2023.tde-22012024-145659
Documento
Autor
Nome completo
Renan de Freitas Pimentel dos Anjos
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2023
Orientador
Banca examinadora
Camargo, Ricardo de (Presidente)
Lima, José Antonio Moreira
Palmeira, Ana Cristina Pinto de Almeida
Título em português
Impacto da Correção do Vento de Superfície e da Regionalização Dinâmica na Representação de Eventos Extremos de Vento e Onda no Oeste do Atlântico Sul
Palavras-chave em português
Correção do Vento
Regionalização Dinamica
Separação de Fatores
WW3
Resumo em português
Os impactos da regionalização dinâmica e da correção do vento de superfície na representação de eventos extremos de vento e onda no sudoeste do Atlântico Sul foram investigados. O estudo é relevante para entender melhor eventos intensos, como ciclones, que possuem potencial destrutivo em infraestruturas costeiras, operações marítimas e vida humana. Para isso, foi realizada uma análise de quatro simulações do modelo de onda WaveWatch III, comparando o desempenho de modelos regionais e globais, com e sem correção do vento. A pesquisa é feita no contexto do projeto \textit{"Western South Atlantic Climate Experiment - WeSACEx"}, desenvolvido no Departamento de Ciências Atmosféricas e financiado pelo CENPES/PETROBRAS com recursos da ANP. A análise em quatro pontos selecionados revela que as simulações regionais e globais têm desempenhos variados, dependendo do local. As simulações regionais apresentaram menores erros no ponto da boia Rio Grande (PNBOIA), enquanto as simulações globais tiveram desempenho superior nos outros pontos (boia Itajaí (PNBOIA) e dois pontos da reanálise do WAVERYS). Em todos os pontos, as simulações regionais demonstraram erros significativos na componente dispersiva do erro quadrático médio. Todas as simulações corroboram que o período mais energético das ondas é o outono/inverno, que ocorre entre os meses de março e agosto. As análises dos eventos extremos indicam que a regionalização dinâmica tem um impacto maior nos valores de altura significativa de onda (Hs) do que a correção do vento e a interação não linear entre esses fatores. Apesar de em menor escala, a correção do evento resultou num aumento da intensidade dos eventos analisados, promovendo valores maiores de Hs. Análise sinótica foi realizada para identificar fatores motivadores de diferença entre as simulações globais e regionais, no entanto, não foi possível estabelecer uma relação entre as condições sinóticas existentes durante o evento extremo e a qualidade da representação do evento nas simulações. Os resultados mostram que, embora os modelos regionais sejam geralmente escolhidos com a intenção de promover uma boa representação de eventos mais intensos e mais energéticos, uma maior resolução não necessariamente resulta em uma representação mais precisa desses eventos. Além disso, a pesquisa destaca a necessidade de melhores ferramentas para analisar o desempenho dos modelos, particularmente os regionais. Outros fatores, como a falta de acoplamento oceano-atmosfera e as configurações de relaxação às condições forçantes de um modelo regional, também podem influenciar a posição e intensificação dos ciclones.
Título em inglês
Impact of Surface Wind Correction and Dynamic Regionalization on the Representation of Extreme Wind and Wave Events in the Western South Atlantic
Palavras-chave em inglês
Dynamic Regionalization
Factor Separation
Wind Correction
WW3
Resumo em inglês
The impacts of dynamic regionalization and surface wind correction on the representation of extreme wind and wave events in the Southwest South Atlantic have been investigated. The study is relevant to better understand intense events, such as cyclones, which have destructive potential on coastal infrastructures, maritime operations, and human life. For this, an analysis was carried out on four simulations of the WaveWatch III wave model, comparing the performance of regional and global models, with and without wind correction. The research is carried out in the context of the project \textit{"Western South Atlantic Climate Experiment - WeSACEx"}, developed in the Department of Atmospheric Sciences and funded by CENPES/PETROBRAS with resources from ANP. The analysis at four selected points reveals that regional and global simulations have varied performances, depending on the location. The regional simulations showed fewer errors at the PNBOIA - Rio Grande point, while the global simulations had superior performance at the other points (PNBOIA - Itajaí and two points from the WAVERYS reanalysis). At all points, regional simulations demonstrated significant errors in the dispersive component of the root mean square error. All simulations corroborate that the most energetic wave period is autumn/winter, which occurs between the months of March and August. The analyses of extreme events indicate that dynamic regionalization has a greater impact on the significant wave height (Hs) values than wind correction and the non-linear interaction between these factors. Although on a smaller scale, the event correction resulted in an increase in the intensity of the analyzed events, promoting higher Hs values. A synoptic analysis was carried out to identify motivating factors of difference between global and regional simulations, however, it was not possible to establish a relationship between the existing synoptic conditions during the extreme event and the quality of the event's representation in the simulations. The results show that although regional models are generally chosen with the intention of promoting a good representation of more intense and more energetic events, higher resolution does not necessarily result in a more accurate representation of these events. In addition, the research highlights the need for better tools to analyze the performance of the models, particularly the regional ones. Other factors, such as the lack of ocean-atmosphere coupling and the setup of nudging schemes to forcing conditions of a regional model, can also influence the position and intensification of cyclones.
 
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Data de Publicação
2024-01-31
 
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