ESTUDO DA SIMULAO FSICA DE DOWNBURSTS E ANLISE DA OCORRNCIA DO
FENMENO NO BRASIL
ANLISE DE UM AMBIENTE FAVORVEL OCORRNCIA DE DOWNBURSTSLIMA, E.
G.(1,2) and LOREDO-SOUZA, A. M. L. (1,3)(1) Universidade Federal do
Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brazil ((2)[email protected],
(3)[email protected])
SIMPSIO INTERNACIONAL DE CLIMATOLOGIA
FLORIANPOLIS SANTA CATARINA
Porto Alegre, 16 de setembro de 2013
ContextualizaoEste trabalho um estudo preliminar dentro da
questo de pesquisa do meu trabalho de mestrado que est sendo
desenvolvido a respeito do estudo de simulao fsica de
downburts;
Portanto, um trabalho que explora a interdisciplinaridade entre
a engenharia civil e a meteorologia;
Vinculado ao Laboratrio de Aerodinmica das Construes (LAC);
E ao programa de Ps-graduao em Eng. Civil da UFRGS;
Super Clula, Derechos, Linhas de Instalibilidade, Tempestade
Tropical, Ciclones Tropicais.o
;
DownburstsTornadosINTRODUOVentos TS e EPS
No apresentam ventos necessarimanete menos intensos, mas so mais
conhecidos pois os ventos produzidos esto em equilbrio dinmico com
a rugosidade da superfcie terrestre.Sistemas de presso plenamente
desenvolvidos (Extend Pressure System - EPS)Thunderstorm
(TS)Tempestade Convectiva ou Conveco Profunda
INTRODUOA Simulao da Camada Limite AtmosfricaFigura 2.Tnel de
retorno fechado.
Fonte: LOREDO-SOUZA et al. (2004) Fonte: ABNT (1989)
Fonte: LOREDO-SOUZA et al. (2004) Figura 3. Perfis de
velocidades medias e tensoes de Reynolds da CLA e alturas
caracteristicas.
Figura 1. Isopletas de velocidade maxima media medida (3 e 10m
de altura, perodo de retorno: 50 anos; terreno plano)
INTRODUOQuando o vento gerado no compatvel EPS?
Fonte: Chen e Letchford (2004)
Velocidade e Direo aprox. cte.Fonte: Holmes (200a)
Ver isooooo5
Resultados Parciais
Resultados Parciais
Simulao NumricaSimulao Fsica atravs de Wall Jet
INTRODUODownbursts
Fonte: Fujita, 1981Modelo de entranhamento de Stommel: Fora as
nuvens a gastar energia aquecendo o ar entranhado para a
temperatura virtual da nuvem. Evaporative Cooling
INTRODUOAmbientes atmosfricos de ocorrncia de downburstFigura 9.
Estgios de um downburstFoco do Estudo so os downbursts
caractersticos de ambientes midos.
Pois geram ventos mais intensos
CARACENA et al (1989)
Ambiente intemedirioAmbiente midoAmbiente Seco
INTRODUOProblemas Sociedade
EdifciosTorres e cabosPontesEdifcios AltosAerogeradores
Como mitigar esses riscos?
QUESTO DE PESQUISA
necessrio aprimorar o conhecimento a respeito de tempestades
severas (Nascimento, 2005);
Aumento da frequncia das tempestades (INPE, 2013);
Downbursts mais comuns que tornados (nos EUA) (NOAA);
Necessidade da simulao de ventos provenientes de diferentes
tipos de fenmenos (Riera, 2010);
Baseando-se especialmente nesses fatores percebe-se a
necessidade de se identificar ambientes favorveis a ocorrncia de
Downbursts.?!
1. Wind Index (WINDEX)
2.Microburst Windspeed Potencial Index (MWPI)
3. Dry Microburst Index (DMI)
4. Downdraft Convective ... (DCAPE)
5. Wet Microburst Severy Index (WMSI)
6. Hybrid Microburst Index (HMI)
Uma Breve Revisondices para previsibilidade de
DownburstsAplicaes so exclusivas para o territrio estadunidense
Provenientes de dados de satgiles (GOES 12)
Uteis na identificao de ambientes propcios a ocorrncia de
Downbursts
Observao de blowdowns na amaznia brasileira a partir de
observaes do Satlite Landsat Adaptado de Nelson et al (2004)Figura
13. Sequncia de medidas tomadas a 5m de altura a cima dos topos das
rvores, no dia 23 de abril de 1987 na estao meteorolgica da Reserva
Florestal Ducke Amazonas. a) velocidade do vento, b) temperatura
equivalente, c) precipitao, d) umidade especfica do ar e e)
temperatura do ar.
Fonte: Garstang et al (1998)
Fonte: CEPAD (2010)???Uma Breve Reviso
Buscando-se ampliar o conhecimento a cerca da ocorrncia do
fenmeno no Brasil, foram feitos alguns estudos de casos
considerando os seguintes fatores que caracterizam um ambiente
propcio a ocorrncia de downburts:
Valores do ndice CAPE > 1000m2.s-2 (Caracena, 1989 e Mota,
2004);
Valores de CINE 50 a 100 m2.s-2 (Valores nem to baixos nem to
altos)
Uma camada de ar seco entrando na tempestade na mdia troposfera
(700hpa e 500hpa) (Caracena, 1989; Foster 1958);
Diferena entre o valor superficial de e e o valor mnimo
encontrado a cima (na regio de entranhamento de ar seco) maior ou
igual a 20K;
Decrscimo da temperatura potencial equivalente (e) no nvel de
medio que varia entre 4.00K a 18.74K Garstang et al (1998) ;
Aumento instantneo da presso em superfcie mdio de 0.57hPa a
1.99hPa;
Aumento da velocidade do vento em mais de 10 m/s;
Requisitos para ocorrncia de downburstsCaracena (1989) e
Garstang (1998)
Resultados ParciaisOs resultados observados na estao
meteorolgica de superfcie automtica de Porto Alegre 81971, num caso
ocorrido dia 3 de maio de 2013, foram:
Rajada de vento de 10m/s no horrio da sondagem (70% maior que os
picos registrados nas horas anteriores e posteriores sondagem)
Aumento intantneo da presso atmosfrica na ordem de 1hPa.
A sondagem atmosfrica realizada apresentou um ndice CAPE de
586.6;
Uma camada seca em aprox. 450hPa, indicando entranhamento de ar
seco;
e de 14,6K (447hpa = 326,9K e 1013hpa = 341,5K)
Cisalhamento e mudana da direo da velocidade vertical do
vento;
No houve precipitao registrada naquele horrio; Resultados
Parciais
As caractersticas propostas por Caracena et al. (1989) indicam a
ocorrncia de um ambiente mido propcio a ocorrncia de
Downbursts;
So observados casos de ventos intensos mesmo com um ndice CAPE
relativamente baixo;
A variao de e relativamente baixa;
Garstang (1998) sugere devido a baixa resoluo espacial de dados
meteorolgicos provenientes de estaes automticas, estima-se que a
velocidade realmente ocorridapode ser at 30% maior que a
registrada;
Futuramente sero analisados mais casos ainda mais expressivos
para obteno de dados mais conclusivos sobre a ocorrncia do fenmeno
no Brasil.
Concluses e Discusses
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