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Title: Acoplamento do WRF a um modelo de radiação solar de céu limpo
Other Titles: Coupling between WRF and a clear sky solar radiation model
Author: Fonseca, Dora Letícia Silva
Advisor: Rocha, Alfredo Moreira Caseiro
Pereira, Rui
Keywords: Meteorologia - Teses de mestrado
Radiação solar
Meteorologia - Modelos matemáticos
Defense Date: 2013
Publisher: Universidade de Aveiro
Abstract: A radiação solar, para além de ser responsável pelas condições meteorológicas e circulações oceânicas, adquire uma nova importância como fonte de energia renovável. Para tal, é necessário quantificar este recurso recorrendo a dados observados ou a dados simulados. Os modelos têm sido essenciais nessa medida, proporcionando dados de irradiância para locais onde existe ausência de medições. Os modelos meteorológicos numéricos de mesoescala, como o WRF, permitem uma previsão de dados de radiação, mas não com o detalhe espacial e temporal por vezes necessário. Uma alternativa consiste no acoplamento entre modelos meteorológicos de mesoscala e modelos locais de radiação. Com este trabalho pretende-se testar a sensibilidade a diferentes resoluções de malha e parametrizações do modelo WRF, com o objetivo de sugerir uma configuração padrão para alimentar um modelo de radiação solar de céu limpo de alta resolução, fazendo uso de técnicas de decomposição da radiação solar. Para otimização da configuração WRF são utilizados dados de radiação solar global, na horizontal, provenientes de estações localizadas na ilha do Corvo (Açores) e Madeira. Calcularam-se várias medidas estatísticas. Os resultados mostraram que o modelo decomposição da radiação solar com a melhor prestação é o modelo DIRINT. Dos esquemas de parametrização testados, os esquemas GWG e DEK, aparentam ser mais robustos. Entre estas combinações não é apresentada uma melhor prestação, variando em função do período em estudo e domínio. Contudo, para a ilha do Corvo, a combinação DEK apresenta um bom resultado para o mês de Outubro, no domínio D03 e pior para o mês de Julho. Para as estações da ilha da Madeira a melhor prestação é apresentada pelo mês de Março, na estação da Bica da Cana. Outra conclusão mostrada pelos resultados é que a estação localizada na zona rural e numa maior altitude apresenta melhores resultado. Observando-se que não há um conjunto de esquemas de parametrização e uma resolução de malha que seja o melhor para todas as situações.
The solar radiation, aside from being responsible for meteorological conditions and ocean circulations, has also acquired a newfound importance as a renewable energy source. As such, a quantification of this resource is necessary using either observed or simulated data. Models have thus become increasingly important, as they generate irradiance data for places where measurements are lacking. Mesoscale numerical weather prediction models, such as the WRF, can be used to predict radiation data, but not always with enough spatial and temporal detail. An alternative consists of coupling different mesoscale meteorological models with local radiation models. This study aims at testing WRF’s sensibility to different grid resolutions and parameterizations, with the goal of suggesting a standard configuration to feed a high resolution clear sky solar radiation model, through the use of solar radiation decomposition techniques. In order to optimize the WRF configuration, horizontal fields of global solar radiation data from measuring stations in the Corvo Island (in Azores) and Madeira were used. Several statistical measures were computed. The results showed that the solar radiation decomposition model with the best performance is the DIRINT model. From the tested schemes, the GWG and DEK schemes appear to be the most robust. Among these combinations, an overall best performance is not presented, as results vary according to the time period at study and the spatial domain. Nevertheless, for the Corvo Island, the DEK combination shows a good result for the month of October, for the D03 domain, but with worse results for the month of July. For the Madeira Island, the best performance is recorded for the month of March, at the Bica da Cana station. This study has also shown that the station located in the rural area and at a higher altitude has the best results. It was observed that there is no set of parameterization schemes or a grid resolution that is the best for every situation at study.
Description: Mestrado em Meteorologia e Oceanografia Física
URI: http://hdl.handle.net/10773/11964
Appears in Collections:DFis - Dissertações de mestrado
UA - Dissertações de mestrado

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