Características estatísticas turbulentas associadas ao fenômeno do vento norte no sul do Brasil: aplicação ao problema da difusão de contaminantes

• Main Author: Arbage, Maria Cristina Andres
• Other Authors: Degrazia, Gervásio Annes
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Santa Maria 2017
• Subjects: Turbulência impulsionada pelo cisalhamento; Parametrização turbulenta; Modelo de dispersão estocástico Lagrangeano; Shear driven turbulence; Turbulent parameterization; Lagrangian stochastic dispersion model; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
• Online Access: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/3892

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior === A parameterization for the transport processes in a shear driven planetary boundary layer (PBL) has been established, employing turbulent statistical quantities measured during the north wind phenomenon in southern Brazil. Therefore, observed one-dimensional turbulent energy spectra are compared with a spectral model based on the Kolmogorov arguments. The good agreement obtained from this comparison leads to well defined formulations for the turbulent velocity variances, local decorrelation time scale and eddy diffusivities. Furthermore, for vertical regions in which the wind shear forcing is relevant, the eddy diffusivity derived from the north wind data presents a similar profile as those obtained from the non-extensive statistical mechanics theory. Finally, a validation for the present parameterization has been accomplished, using a Lagrangian stochastic dispersion model. Twind speed, is simulated. The analysis developed in this study shows that the turbulence parameterization constructed from wind data for north wind flow cases is able to describe the diffusion in a high wind speed, shear-dominated PBL.he Prairie Grass data set, which presents high mean === Foi realizada uma parametrização para os processos de transporte em uma camada limite planetária (CLP) dominada pela turbulência mecânica, empregando quantidades estatísticas turbulentas medidas durante eventos do Vento Norte no Sul do Brasil. Assim, espectros observados de energia turbulenta unidimensionais são comparados com um modelo espectral baseado na hipótese de Kolmogorov válida para uma turbulência desenvolvida. A boa concordância obtida a partir desta comparação permite derivar formulações para as variâncias de velocidade turbulenta, escala de tempo de decorrelação local e para os coeficientes de difusão. Além disso, o coeficiente de difusão vertical derivado a parir dos dados de vento norte apresenta um perfil semelhante àquele obtido dos conceitos da mecânica estatística não-extensiva. Finalmente, a validação da presente parametrização foi realizada utilizando-se um modelo de dispersão estocástico Lagrangeano. São simuladas as concentrações medidas ao nível do solo no experimento clássico de Prairie-Grass sob condições de vento forte. A análise desenvolvida no presente estudo mostra que a parametrização da turbulência, construída a partir de dados de casos de Vento Norte, é capaz de descrever a difusão em condições de vento forte, em uma CLP gerada pela turbulência mecânica.