@MastersThesis{Gatti:2022:AsMiNu,
author = "Gatti, Eliana Cristine",
title = "Aspectos microf{\'{\i}}sicos de nuvens geradoras de chuva
intensa em curt{\'{\i}}ssimo prazo no Brasil",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2022",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2022-06-10",
keywords = "chuvas intensas, processos microf{\'{\i}}sicos, radar
meteorol{\'o}gico, vari{\'a}veis polarim{\'e}tricas,
nowcasting, heavy rainfall, microphysical processes, weather
radar, polarimetric variables.",
abstract = "Eventos de chuva intensa ocorrem com frequ{\^e}ncia no Brasil, os
quais por muitas vezes s{\~a}o respons{\'a}veis por altos
acumulados num curto per{\'{\i}}odo de tempo e normalmente
est{\~a}o associados {\`a} inunda{\c{c}}{\~o}es r{\'a}pidas
(flash floods). Apesar de ser um evento comum, existe uma escassez
de estudos que envolvam eventos de chuva intensa em escala
sub-di{\'a}ria no pa{\'{\i}}s e que realizem
avalia{\c{c}}{\~o}es mais espec{\'{\i}}ficas associadas aos
aspectos que permitem a ocorr{\^e}ncia de tais eventos. Dessa
forma, o presente estudo tem o principal objetivo de avaliar a
exist{\^e}ncia de algum padr{\~a}o em rela{\c{c}}{\~a}o {\`a}
estrutura e {\`a} microf{\'{\i}}sica das nuvens
respons{\'a}veis pela gera{\c{c}}{\~a}o de chuvas intensas
sobre o Brasil, que ocasionam altos acumulados em
curt{\'{\i}}ssimo prazo (1h). A partir da ado{\c{c}}{\~a}o de
um limiar fixo de 40 mm/h, e da aplica{\c{c}}{\~a}o de
crit{\'e}rios de valida{\c{c}}{\~a}o, 83 eventos foram
selecionados como objeto de estudo, distribu{\'{\i}}dos pelas
cinco regi{\~o}es do Brasil e cobertos por radares de
polariza{\c{c}}{\~a}o simples e/ou dupla. Atrav{\'e}s do
c{\'a}lculo dos CFADs (Contoured Frequency by Altitude Diagrams)
de refletividade do radar e do conte{\'u}do de {\'a}gua VIL
(Verticaly Integrated Liquid) e gelo VII (Verticaly Integrated
Ice) integrados nas nuvens, avaliam-se as caracter{\'{\i}}sticas
da estrutura vertical das nuvens geradoras dos eventos ocorridos
dentro de uma mesma regi{\~a}o brasileira. Como nem todos os
eventos possuem cobertura de radares polarim{\'e}tricos, os CFADs
das cinco regi{\~o}es do Brasil s{\~a}o gerados apenas com a
vari{\'a}vel refletividade. No entanto, as an{\'a}lises em
rela{\c{c}}{\~a}o {\`a}s caracter{\'{\i}}sticas
microf{\'{\i}}sicas das nuvens se tornam limitadas devido a
isso. Para suprir tal limita{\c{c}}{\~a}o, adicionam-se
tr{\^e}s estudos de caso a fim de avaliar {\`a}
microf{\'{\i}}sica de eventos em diferentes localidades. Para
isso, utilizam-se as se{\c{c}}{\~o}es verticais das
vari{\'a}veis polarim{\'e}tricas ZDR, KDP e \ρHV .
Al{\'e}m disso, um quarto estudo de caso {\'e} apresentado, no
qual realiza-se uma an{\'a}lise microf{\'{\i}}sica de eventos
que ocorreram na regi{\~a}o Sudeste do Brasil. Esse {\'u}ltimo
estudo de caso foi adicionado no intuito de agregar mais
informa{\c{c}}{\~a}o sobre o tema, e para destacar e incentivar
as diversas possibilidades de an{\'a}lises que futuramente podem
ser realizadas, uma vez que o estudo de eventos de chuva intensa
em curt{\'{\i}}ssimo prazo n{\~a}o {\'e} suficientemente
explorado no pa{\'{\i}}s. Os resultados mostram que o tipo de
sistema respons{\'a}vel pela gera{\c{c}}{\~a}o dos eventos
{\'e} um grande influenciador dos resultados, uma vez que {\'e}
dif{\'{\i}}cil encontrar certos padr{\~o}es quando se tem
diversos tipos de estruturas de nuvens. Essa
caracter{\'{\i}}stica foi observada nas regi{\~o}es Sul,
Sudeste e Centro-Oeste. Os CFADs regionais mostram que a coluna
convectiva principal dos eventos apresenta refletividades dentro
do intervalo 40-50 dBZ, a qual estende-se de maneira geral,
at{\'e} aproximadamente 6km de altura. Os eventos selecionados na
regi{\~a}o Sul foram os que apresentaram os maiores VIL e VII ao
longo dos instantes analisados. A partir da an{\'a}lise
microf{\'{\i}}sica dos estudos de caso, em grande parte dos
eventos, observou-se que o in{\'{\i}}cio da
precipita{\c{c}}{\~a}o mais intensa {\'e} caracterizado por um
fortalecimento moment{\^a}neo da corrente ascendente, a qual
{\'e} respons{\'a}vel por transportar gotas e got{\'{\i}}culas
para regi{\~o}es mais altas das nuvens. Parte desse conte{\'u}do
l{\'{\i}}quido congela, e em apenas 10 minutos depois j{\'a}
observa-se o derretimento do gelo e a intensifica{\c{c}}{\~a}o
da corrente descendente, ou seja, s{\~a}o eventos que apresentam
caracter{\'{\i}}sticas de intensifica{\c{c}}{\~a}o em sua
estrutura de maneira muito r{\'a}pida, o que dificulta sua
previsibilidade e a emiss{\~a}o de avisos espec{\'{\i}}ficos em
tempo h{\'a}bil. ABSTRACT: Heavy rainfall events occur frequently
in Brazil, which are often responsible for high values of rain in
a short period, and are usually associated with flash floods.
Despite being a common event, there is a scarcity of studies that
involve heavy rain events on a sub-daily scale in the country and
that carry out more specific assessments associated with the
aspects that allow such events to occur. Thus, evaluate the
existence of some pattern concerning the structure and
microphysics of the clouds responsible for the generation of heavy
rainfall over Brazil, which causes high values in the very short
term (1h) is the main objective of this study. From the adoption
of a fixed threshold of 40 mm/h and the application of validation
criteria, 83 events were selected as the object of this study,
distributed across the five regions of Brazil and covered by
single and/or dual-polarization radars. The characteristics of the
vertical structure of the clouds event are evaluated through the
CFADs (Contoured Frequency by Altitude Diagrams) of radar
reflectivity and the VIL (Vertically Integrated Liquid) and VII
(Vertically Integrated Ice) water content integrated into the
clouds. As all events have not polarimetric radar coverage, the
CFADs of the five regions of Brazil are generated only with the
reflectivity variable. However, analyses regarding the
microphysical characteristics of clouds become limited due to
this. To overcome this limitation, three case studies are added to
evaluate the microphysics of events in different locations. For
this, the vertical sections of the polarimetric variables ZDR, KDP
and \ρHV are used. In addition, a fourth case study is
presented, in which a microphysical analysis of events that
occurred in the Southeast region of Brazil is carried out. This
last case study was added to add more information on the subject
and to highlight and encourage the various possibilities of
analysis that can be carried out in the future since the study of
heavy rain events in the very short term is not sufficiently
explored in the country. The results show that the type of system
responsible for generating the events is a major influencer on the
results since it is difficult to find certain patterns when you
have different types of cloud structures. This characteristic was
observed in the South, Southeast, and Center-West regions.
Regional CFADs show that the main convective column of events has
reflectivities within the 40-50 dBZ range, which generally extends
up to approximately 6 km. The events selected in the South region
were those that presented the highest VIL and VII over the
analyzed moments. From the microphysical analysis of the case
studies, it was observed that the beginning of the most intense
precipitation is characterized by a momentary strengthening of the
updraft, which is responsible for transporting drops and droplets
to higher regions of the clouds. Part of this liquid content
freezes and just 10 minutes later, ice melting and the downdraft
intensification are already observed. Therefore, these are events
that present characteristics of very rapid intensification in
their structure, which makes their predictability difficult and
issuing specific warnings on time.",
committee = "Vila, Daniel Alejandro (presidente/orientador) and Costa, Izabelly
Carvalho da and Ribeiro, Bruno Zanetti and Biscaro, Thiago Souza",
englishtitle = "Microphysical aspects os clouds responsible for heavy rainfall
events in very short term in Brazil",
language = "pt",
pages = "91",
ibi = "8JMKD3MGP3W34T/476NNHL",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34T/476NNHL",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "2024, May 02"
}