Sistemática das estimativas da água precipitável e modelos de mesoescala

Abstract

O estado da arte dos modelos de previsão numérica e o continuamente crescente aumento da performance dos computadores permitem processar modelos de previsão do tempo em escalas espaciais e temporais muito altas. Em um futuro próximo espera-se, até mesmo, que permitam processa-los com a simulação numérica explícita da convecção da umidade. Entretanto, ressalta-se que a convecção é um processo dinâmico intrinsecamente caótico, com predictabilidade limitada, que impõe severas limitações devidas, entre outras que ainda são desconhecidas, a natureza dos espalhamentos e ocorrências imprevisíveis das células convectivas. Inúmeros são os parâmetros meteorológicos que podem ser produzidos com o processamento de modelos de previsão de tempo. Eles podem ser obtidos como resultados diretos do modelo ou serem determinados mediante o emprego de equações diagnósticas apropriadas. Além disso, são igualmente vários os meios disponíveis para análise para fins de emissão de uma previsão de tempo, pois estas têm grande dependência da escala espacial e temporal do modelo. Os modelos de previsão de tempo com grande resolução espacial, que vêm sendo crescentemente utilizados, são os modelos desenvolvidos com tecnologias que permitem prever precipitação de escala meso-beta e tempo superior até mesmo de 48 horas de antecedência. Entretanto, uma dificuldade é que, infelizmente, os sistemas convencionais de coleta de dados do presente permitem avaliar apenas as variações, em três dimensões da atmosfera, sobre escalas mais altas da mesoalfa. Mas, mesmo assim, esses dados são importantes, pois muitas variabilidades de mesoescala são extraídas das interações, entre os escoamentos de escala sinótica e as das de pequena escala da superfície da Terra com a atmosfera. As abordagens enfocam apresentações sobre as tecnologias espaciais que vem sendo utilizadas à obtenção da água precipitável da atmosfera e das simulações numéricas do modelo de mesoescala MM5. São descritos os sistemas de coleta de dados pelos instrumentos de bordo dos satélites heliossíncronos, especificamente na faixa do espectro eletromagnético das microondas, da série NOAA; DMSP e GPS. Enfoque especial é dado aos sondadores TOVS dos satélites da série NOAA à extração de perfil vertical da temperatura e da umidade da atmosfera e a aplicação dos mesmos no modelo de mesoescala. As simulações têm sido conduzidas com o MM5 considerando a análise de dados, de cerca de 5 anos, com freqüência de registros com intervalos de 10 minutos, coletadas por 58 Estações Meteorológicas Automáticas (EMA) de Portugal. Os dados do NOAA-18; que apresenta a mais nova tecnologia de sondador de microonda a bordo tem sido usado para extração de perfis verticais de temperatura e umidade da atmosfera, e a assimilação 4DVAR feita pelo MM5.

The state of the art in numerical weather prediction models and the continuously increase in computer performance allow to process weather forecast models at very high spaces and time resolutions. In a near future is even expected to allow processing them with explicit numerical simulation of moist convection. However, it is worth to note that convection is an intrinsically chaotic dynamic process, with limited predictability, which imposes severe limitations due to, among unknown others, a nature of the scattering and unpredictable occurrences of convective cells. There are a number of meteorological parameters which can produce with numerical weather forecasting models. They cam be obtained with direct model output or through using appropriate diagnostic equations. Besides that, there are equally several available means of analysis for the issue of weather forecasting, because these have a large space and time model dependencies. The weather forecasting models with a high space resolution, which have been increasingly used, are the models developed with technologies which capable of predicting precipitation on the meso-beta scale and on time scale even over 48 hours. However, a difficult is that, unfortunately, presently conventional data observing system only resolves three-dimensional variations of the atmosphere on the largest of the meso-alpha scales. However, even so, these are important data source, because much of the mesoscale variability is derived from the interaction, between synoptic scale flows and small-scale Earth-surface variability. The approaches focus on presentations of both space technologies which have been used to resolve the precipitable water of the atmosphere, and the MM5 mesoscale numerical model simulations. The data collecting systems by onboard instruments of the heliossynchronous satellites are described, especially over the microwave electromagnetic spectrum band, of the NOAA; DMSP and GPS series. Special focus is made on vertical temperature and humidity retrieval from NOAA series of satellites TOVS sounders and their applications on mesoscale model. The MM5 simulations have been conducted considering the rainfall data analysis, of about 5 years, with 10 minutes frequency interval records, collected by 58 Automatic Meteorological Stations (EMA) of Portugal. The satellite data from NOAA-18; which has the newest technology of microwave sounder onboard have been used to retrieval the temperature and the humidity vertical profiles, and the 4DVAR data assimilation made by MM5.