Impacts of Wave and Sea Spray on Midlatitude Storm Struture and Intensity

Zhang et al.Monthly Weather Review 134 n° 9 S 2006

Pag .: 2418-42

Iury Ângelo Gonçalves

Impacts of Wave and Sea Spray on Midlatitude Storm Struture and Intensity

Zhang et al.Monthly Weather Review 134 n° 9 S 2006

Pag .: 2418-42

Iury Ângelo Gonçalves

2

Sumário da Apresentação

Introdução

Dados e Metodologia

Impacto dos fluxos na superfície

Efeito das ondas

Efeito do spray

Acoplado

Conclusões

3

Introdução

Andreas e Emanuel(2001) sugerem que o spray é um excelente mecanismo capaz de mudar a entalpia em regiões de fortes ventos.

Wang et al (2001) comentam que a estrutura da camada limite e a convecção próximo do centro do ciclone são modificados por causa do resfriamento causado pelo spray.

Doyle (1995); Lionello et al (1998) mostram que o impacto das ondas na pressão em baixos níveis contribui para a redução da intensidade dos ciclones.

4

Tipos de Spray

• Respingo • Película • Jato  • Espuma

Fonte: http://web.mit.edu/hurricanelab/

5

Arrasto das ondas

Fonte: http://www.meted.ucar.edu/marine/mod3_wlc_propdis/frameset.htm

6

Objetivo

Avaliar o impacto do spray e o efeito das ondas nos fluxos entre o oceano-atmosfera e determinar como isso influencia na intensificação das tempestades.

7

Metodologia

8

MC2 (Mesoscale Compressible Community)– Modelo atmosférico

WW3 (Wave Watch)– Modelo de onda

Algoritmos para os fluxos turbulentos da interação oceano – atmosfera.

Modelos

9

Modelo não hidrostático

Inteiramente elástico

Resolução 0.25º x 0.25º

Domínio 25°-58° N e 40°-80°W

30 camadas (11 na camada limite)

Tempo de integração 600 seg

MC2 -Atmosférico

10

Resolução 0.25º x 0.25º.

Simula ondas, energia relacionada aos ventos.

Mesmo domínio do MC2.

WW3 - Ondas

11

Princípio Básico de um Modelo Acoplado Oceano-Atmosfera

Modelo Atmosférico

Modelo Oceânico

Processamento

t t

Saída atmosférica Saída oceânica

Forçada

12

Control

MC2-wave

MC2-spray

Full coupled

Casos analisados

– Um furacão (Earl-1998) 42 m/s

– Duas tempestades

Bomb 30 m/s

Superbomb 45 m/s

Experimentos

13

Equações da Turbulência

14

Resultados

15

Sofre pequena influência

Trajetória

16

•Earl efeito das ondas •Bomb e Superbomb spray

Pressão

17

Spray aumenta. Ondas diminui.

Velocidade do Vento

Spray (2, 7 e 10 kt )

Ondas( 5, 6 e 7 kt )

Resultado é bem significante onde tem muito spray e as ondas são jovens.

18

Swell

Wind Sea

http://ladiver.com/norcal.html

O campo de ondas no oceano

19

Pressão Velocidade Ondas (centro) Ondas (leste) Spray (lado oeste) Spray (lado oeste)

Área que mais atua

Pressão - (a) Spray, (b) Onda

Velocidade - (c) Spray, (d) Onda

20

Spray afeta com valores diferentesEarl bomb superbomb2% 12% 25% calor sensível5% 16% 30% calor latente

Depende das condições de umidade, TSM, Campo de vento.

Influência nos Fluxos

21

Efeitos causados na estrutura da atmosfera

22

1. Spray Está relacionado com a evaporação

2. Ondas Modifica o momento e varia os fluxos

23

1. Aumenta o fluxo de calor sensível

2. Resfria a camada limite

3. Desestabiliza a camada superficial

4. Fortes movimentos ascendentes

5. Intensifica a tempestade

Spray

24

Aumento do fluxo de calor sensível

Variação máxima é de 0,5 K

TSM

MC2(spray) - MC2(control) MC2(spray) - MC2(control)

25

1. Resfriamento 2. Desestabiliza a camada 3. Turbulência

Movimento vertical

Turbulência MC2(spray) - MC2(control)

26

1. Máximo umedecimento é de 1,2 g kg¹2. Aumento do movimento ascendente3. Centro da tempestade

Umidade

Umedecimento

MC2(spray) - MC2(control)

27

1. A rugosidade realça a perda de energia cinética.2. Movimentos descendentes3. Camada mais estável4. Reduz a tempestade

Ondas

28

Temperatura potencial bem baixa em relação ao centro Baixa umidade em relação ao centro

Temperatura potencial e umidade

Umidade

Temperatura potencial

MC2(wave) - MC2(control)

MC2(wave) - MC2(control)

29

Fraco movimento descendente ao redor do centro de tempestade. Máximo resfriamento próximo do centro Camada limite mais estável desintensificação das

tempestades.

Movimento Vertical

Rugosidade e perda

de k

Movimento vertical

(MC2-control)

(MC2-wave) - (MC2-control)

30

Rugosidade associada com rápida mudança na direção do vento (A) Resfriamento (B) , induz uma reduz o movimento vertical.

AcopladoEarl

Campo de vento Movimento descendente

31

Umidade

Divergência dinâmica

Baixa umidade

32

AcopladoSuperbomb

Ventos fortes favorece a evaporação do spray

Maior umidade Movimento ascendente

33

Transporte de umidade

Variação de

geopotencial

Divergência (NA)

Convergência (BN)

Intensificação

34

Pequeno impacto na trajetória Impactos notáveis na intensidade das tempestades Aumento de 25% dos ventos turbulência Dinâmica do spray Dinâmica das ondas O resultado depende da competição(campo de vento, umidade)

Conclusão

35

Obrigado!