Comparação entre parametrizações de comprimento de mistura em diferentes condições de estabilidade da camada limite atmosférica noturna

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X87948

Palavras-chave:

Turbulência, Camada Limite Estável, Comprimento de Mistura

Resumo

O comprimento de mistura foi introduzido no inı́cio do século XX para determinar a viscosidade turbulenta. Desde então, várias formulações surgiram, refletindo a complexidade em parametrizar fluxos turbulentos, especialmente em condições de forte estabilidade. Este estudo propõe uma nova formulação para o comprimento de mistura, baseada na dissipação da energia cinética turbulenta, evitando problemas de autocorrelação. Os resultados mostram que a nova formulação se comporta de maneira consistente, diminuindo com a estabilidade em condições fracamente estáveis e aumentando em condições fortemente estáveis. Comparações com outras formulações indicam que a nova abordagem oferece uma descrição mais robusta da turbulência na camada limite estável (CLE).

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Maicon Fonseca Andrades, Universidade Federal de Santa Maria

Bacharel em engenharia mecânica pela Universidade Federal do Pampa (Unipampa). Mestre em engenharia, área de concentração de fenômenos de transporte, pela mesma instituição. Possui interesse em pesquisa e desenvolvimento na área de transferência de calor, turbulência e camada limite atmosférica.

Felipe Denardin Costa, Universidade Federal do Pampa

Possui graduação em Física - Licenciatura Plena pela Universidade Federal de Santa Maria (2007), mestrado em Física pela Universidade Federal de Santa Maria (2009) e doutorado em Física pela Universidade Federal de Santa Maria (2011), com período de doutorado sanduíche na Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, na Alemanha. Atualmente é professor da Universidade Federal do Pampa - Campus Alegrete. Tem experiência na área de Micrometeorologia, atuando principalmente nos seguintes temas: camada limite estável e modelagem atmosférica.

Otávio Costa Acevedo, Universidade Federal de Santa Maria

Possui graduação em Meteorologia pela Universidade Federal de Pelotas (1993), mestrado em Meteorologia pela Universidade de São Paulo (1995) e doutorado em Ciências Atmosféricas pela State University of New York (2001). Atualmente é professor associado da Universidade Federal de Santa Maria. Tem experiência na área de Meteorologia, com ênfase em Micrometeorologia, atuando principalmente nos seguintes temas: fluxos turbulentos, camada limite estavel.

Rafael Maroneze, Universidade Federal do Pampa

Possui graduação em Física Bacharelado pela Universidade Federal de Santa Maria (2014), mestrado (2016) e doutorado (2019) em Física pela Universidade Federal de Santa Maria. Sua pesquisa recente tem se concentrado principalmente na camada limite estável, e no desenvolvimento de modelos de fechamento de turbulência e parametrizações para camada limite. Atualmente está trabalhando na implementação e desenvolvimento de um esquema inovador de camada limite dentro do modelo Weather Research and Forecasting (WRF). Esse novo esquema resolve equações prognósticas para fluxo de calor e variância de temperatura, tornando-se o primeiro esquema de camada limite do WRF com essa configuração.

Luiz Eduardo Medeiros, Universidade Federal do Pampa

Possui graduação em Física Bacharelado pela Universidade Federal de Santa Maria (2002), mestrado em Física pela Universidade Federal de Santa Maria (2005), e doutorado (2011) em Atmospheric Science pela State University of New York at Albany (2011). Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Meteorologia atuando principalmente no tema camada limite planetária estável.

Lorena Aparecida Nunes Viana, Universidade Federal do Pampa

Possui Mestrado em Engenharia com ênfase em modelagem e simulação na Universidade Federal do Pampa, e graduação em Engenharia Química na mesma universidade. Realizou pesquisa (iniciação científica de forma voluntária) na mesma universidade, na área de tecnologia de materiais voltada para o desenvolvimento de recobrimentos orgânicos dopados com inibidores naturais de corrosão para aplicação em embalagens de alimentos (2015) e desenvolvimento de inibidores naturais de corrosão (2017).

Referências

Acevedo, O. C., Costa, F. D., Maroneze, R., Carvalho, A. D., Puhales, F. S., Oliveira, P. E. (2021). External controls on the transition between stable boundary-layer turbulence regimes. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 147(737), 2335–2351.

Arya, P. S. (2001). Introduction to micrometeorology. Elsevier.

Blackadar, A. K. (1962). The vertical distribution of wind and turbulent exchange in a neutral atmosphere. Journal of Geophysical Research, 67(8), 3095–3102.

Delage, Y. (1974). A numerical study of the nocturnal atmospheric boundary layer. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 100(425), 351–364.

Kim, J., Mahrt, L. (1992). Simple formulation of turbulent mixing in the stable free atmosphere and nocturnal boundary layer. Tellus A, 44(5), 381–394.

Klipp, C. L., Mahrt, L. (2004). Flux–gradient relationship, self-correlation and intermittency in the stable boundary layer. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society: A journal of the atmospheric sciences, applied meteorology and physical oceanography, 130(601), 2087–2103.

Mahrt, L. (1998). Stratified atmospheric boundary layers and breakdown of models. Theoretical and computational fluid dynamics, 11(3-4), 263–279.

Mahrt, L., Vickers, D. (2003). Formulation of turbulent fluxes in the stable boundary layer. Journal of the atmospheric sciences, 60(20), 2538–2548.

Mahrt, L., Vickers, D. (2005). Boundary-layer adjustment over small-scale changes of surface heat flux. Boundary-layer meteorology, 116, 313–330.

Mahrt, L., Vickers, D. (2006). Extremely weak mixing in stable conditions. Boundary-layer meteorology, 119, 19–39.

Nieuwstadt, F. T. (1984). The turbulent structure of the stable, nocturnal boundary layer. Journal of Atmospheric Sciences, 41(14), 2202–2216.

Rodrigo, J. S., Anderson, P. S. (2013). Investigation of the stable atmospheric boundary layer at halley antarctica. Boundary-layer meteorology, 148(3), 517–539.

Sorbjan, Z., Grachev, A. A. (2010). An evaluation of the flux–gradient relationship in the stable boundary layer. Boundary-layer meteorology, 135, 385–405.

Sun, J. (2011). Vertical variations of mixing lengths under neutral and stable conditions during cases-99. Journal of applied meteorology and climatology, 50(10), 2030–2041.

Sun, J., Mahrt, L., Banta, R. M., Pichugina, Y. L. (2012). Turbulence regimes and turbulence intermittency in the stable boundary layer during cases-99. Journal of the Atmospheric Sciences, 69(1), 338–351.

Sun, J., Takle, E. S., Acevedo, O. C. (2020). Understanding physical processes represented by the monin–obukhov bulk formula for momentum transfer. Boundary-Layer Meteorology, 177(1), 69–95.

Downloads

Publicado

2024-12-16

Como Citar

Andrades, M. F., Costa, F. D., Acevedo, O. C., Maroneze, R., Medeiros, L. E., & Viana, L. A. N. (2024). Comparação entre parametrizações de comprimento de mistura em diferentes condições de estabilidade da camada limite atmosférica noturna. Ciência E Natura, 46(esp. 2), e87948. https://doi.org/10.5902/2179460X87948

Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)

1 2 3 4 5 6 7 > >>