Estudo numérico da produção de chuvas intensas na região da Serra do Mar Paulista

• Main Author: Caroline Estéphanie Ferraz Mourão
• Other Authors: Chou Sin Chan
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 2010
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m18@80/2010/04.15.22.03

O regime pluviométrico da região da Serra do Mar (localizada próximo ao litoral de São Paulo) é fortemente influenciado por sistemas convectivos que ocorrem com freqüência nessa região causando diversos transtornos à população. A circulação local da Serra do Mar é influenciada pela localização próxima ao mar, tipo de vegetação e topografia. Neste trabalho, dois episódios de chuvas intensas que atingiram a Serra do Mar foram analisados através de simulações numéricas utilizando o modelo Eta, com o objetivo de investigar o papel da circulação local, do esquema de convecção e as interações entre convecção e fluxos de superfície, no desenvolvimento de chuvas intensas. A vegetação urbana foi incluída no mapa de tipo de vegetação utilizado pelo esquema de superfície Noah, pois se trata de uma região bastante urbanizada, que sofre o efeito da ilha de calor em dias quentes. Além disso, testes de sensibilidade foram aplicados ao parâmetro de disparo do esquema de parametrização de convecção cumulus Kain-Fritsch. O experimento com a inclusão da vegetação urbana alterou a temperatura do ar e do ponto de orvalho a 2 m, assim como a circulação local e, consequentemente, a precipitação em relação à simulação controle, principalmente nos locais onde o tipo urbano foi incluído mostrando que a formação de precipitação convectiva nesta região é fortemente influenciada pela configuração térmica e dinâmica que a ilha de calor urbano promove em dias quentes, com fraca atuação de sistemas sinóticos. Os resultados dos experimentos com alterações no parâmetro de disparo mostraram que ao diminuir a camada fonte de ar da corrente ascendente, os processos de superfície foram melhor representados e com isso os locais e quantidades de precipitação foram alterados melhorando em determinados instantes a simulação da precipitação convectiva. No entanto, ao aumentar a dependência desse parâmetro com o movimento vertical no ponto de grade o resultado da simulação da precipitação e da temperatura em 850 hPa não foi satisfatório. Baseado nos resultados encontrados foi realizado um último experimento com a inclusão da vegetação urbana e a redução da camada fonte no esquema de convecção KF. Os resultados deste último experimento mostraram uma representação um pouco melhor da temperatura em 850 hPa e da precipitação em relação à simulação controle. Os resultados deste trabalho mostram a importância da descrição acurada da cobertura da superfície combinado com um melhor ajuste dos parâmetros de disparo do esquema de parametrização cumulus para obter melhorias na simulação de chuvas convectivas. === Rainfall in the Serra do Mar region (located near the coast of São Paulo) is strongly influenced by convective systems that occur in this region. The local circulation of the Serra do Mar is affected by the proximity the sea, vegetation type and complex topography. Two episodes of heavy rains that occurred in the Serra do Mar region were studied in this work by means of numerical simulations using the Eta model. This study investigates the role of local circulation, the convection scheme and the interactions between convection and the surface fluxes in the development of heavy rainfall. The urban vegetation was included in the vegetation map used by Noah surface scheme, since it is a very urbanized region, and suffers the effect of heat island on hot days. In addition, sensitivity tests were applied to the trigger function of the Kain-Fritsch cumulus parameterization scheme. The experiment with the inclusion of urban vegetation modified the 2-m air and dew-point temperatures, as well as the local circulation, and consequently, the precipitation for the control run, especially in places where the urban vegetation type was included. This showed that the formation of convective precipitation in this region is strongly influenced by the thermodynamic effects that the urban heat island promotes on hot days, in weak large scale forcing conditions. The results of experiments with changes in the trigger function showed that with the modification to shallower updraft source layers (USL), the model was more sensitive to surface conditions and generally improved the locations and amounts of the simulated convective precipitation. However, by increasing the dependence of the trigger function to grid point vertical movement, results were not considered satisfactory. Based on these results, a last experiment was performed with the inclusion of urban vegetation and reduction of the updraft source layer depth in the KF convection scheme. Results of this experiment showed a small improvement of 850-hPa temperature and precipitation over the control run. These results showed the importance of more accurate description of land cover combined with adjusted parameters of the convection scheme to improve the simulation of heavy rainfall.