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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.85.2019.tde-15092020-110621
Document
Author
Full name
Cássia Maria Leme Beu
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2019
Supervisor
Committee
Landulfo, Eduardo (President)
Moreira, Gregori de Arruda
Oliveira, Amauri Pereira de
Silva, Gyrlene Aparecida Mendes da
Title in Portuguese
Estudo do jato de baixos níveis em Iperó com a técnica lidar Doppler
Keywords in Portuguese
camada limite planetária
dispersão atmosférica
jato de baixos níveis
lidar Doppler
Abstract in Portuguese
É uma tendência crescente a aplicação de equipamentos de sensoriamento remoto para investigar características da Camada Limite Planetária (CLP). Neste trabalho um lidar Doppler foi empregado para estudar os Jatos de Baixos Níveis (JBNs) em Iperó, interior de São Paulo, Brasil. Trabalhos anteriores mostraram que os JBNs ocorrem frequentemente em Iperó. Os JBNs foram primeiramente reconhecidos nas Grandes Planícies dos Estados Unidos, mas atualmente já foram identificados em muitas outras localidades, em praticamente todos os continentes. Os JBNs produzem impactos econômicos e sociais, dentre os quais estão: a dispersão e o transporte de poluentes, transporte de umidade, propagação de incêndios florestais, segurança de vôo e produção de energia eólica. Apesar da sua importância, a simulação dos JBNs é uma tarefa com alto custo computacional, uma característica comum da CLP, devido às suas escalas temporal e espacial típicas. A campanha experimental de um ano com o lidar Doppler gerou um extenso banco de dados do perfil vertical do vento em Iperó. Esse banco de dados permitiu investigar características dos JBNs, tais como: sazonalidade, frequência e intensidade. Foi possível também aplicar métodos que tem sido propostos recentemente para investigar propriedades como a Energia Cinética Turbulenta (ECT) e a taxa de dissipação da ECT na presença de JBN. Verificou-se que existe ECT acima do nível do JBN e que a dissipação local não é uma representação adequada em eventos de JBN. Para o Estudo de Caso foi selecionado um JBN formado bem próximo à superfície e com longo ciclo de vida. Dados observacionais contínuos permitiram acompanhar a evolução temporal desse evento e os impactos nas simulações de transporte e dispersão atmosférica.
Title in English
Low-level jet study at Iperó with the Doppler lidar technique
Keywords in English
atmospheric dispersion
Doppler lidar
low-level jets
planetary boundary layer
Abstract in English
There is a growing trend toward applying remote sensing equipment to investigate the Planetary Boundary Layer (PBL) characteristics. In this work, a Doppler lidar was employed to study the Low Level Jets (LLJs) at Ipero, Sao Paulo countryside, Brazil. Previous works have shown that the LLJs are a common feature at Ipero. The LLJs were firstly recognized on the Great Plains of the United States, but have now been identified in many other locations and nearly all continents. LLJs cause economical and social impacts, which includes: pollutants transport and dispersion, moisture transport, forest fire propagation, flight safety and wind power production. Despite their importance, the LLJ simulation has a high computational cost, a common PBL feature due to its typical temporal and spatial scales. The one-year experimental campaign with the Doppler lidar generated an extensive dataset of the vertical wind profile at Ipero. This dataset allowed to investigate the LLJ features such as seasonality, frequency and intensity. It was possible to apply methods that have been recently proposed for the assesment of other properties, like the turbulent kinetic energy (TKE) and the TKE dissipation rate. It was found that there is TKE above the LLJ level and that the local dissipation is not a proper representation during LLJ events. For the Case Study, a LLJ formed near the surface and with a long life cycle was selected. Continuous observational data allowed to monitor the temporal evolution of this event and the impacts on transport and atmospheric dispersion simulations.
 
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2019BeuEstudo.pdf (10.44 Mbytes)
Publishing Date
2020-09-22
 
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