%0 Thesis
%4 sid.inpe.br/mtc-m21d/2022/06.27.18.39
%2 sid.inpe.br/mtc-m21d/2022/06.27.18.39.31
%T Aspectos microfísicos de nuvens geradoras de chuva intensa em curtíssimo prazo no Brasil
%J Microphysical aspects os clouds responsible for heavy rainfall events in very short term in Brazil
%D 2022
%8 2022-06-10
%9 Dissertação (Mestrado em Meteorologia)
%P 91
%A Gatti, Eliana Cristine,
%E Vila, Daniel Alejandro (presidente/orientador),
%E Costa, Izabelly Carvalho da,
%E Ribeiro, Bruno Zanetti,
%E Biscaro, Thiago Souza,
%I Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
%C São José dos Campos
%K chuvas intensas, processos microfísicos, radar meteorológico, variáveis polarimétricas, nowcasting, heavy rainfall, microphysical processes, weather radar, polarimetric variables.
%X Eventos de chuva intensa ocorrem com frequência no Brasil, os quais por muitas vezes são responsáveis por altos acumulados num curto período de tempo e normalmente estão associados à inundações rápidas (flash floods). Apesar de ser um evento comum, existe uma escassez de estudos que envolvam eventos de chuva intensa em escala sub-diária no país e que realizem avaliações mais específicas associadas aos aspectos que permitem a ocorrência de tais eventos. Dessa forma, o presente estudo tem o principal objetivo de avaliar a existência de algum padrão em relação à estrutura e à microfísica das nuvens responsáveis pela geração de chuvas intensas sobre o Brasil, que ocasionam altos acumulados em curtíssimo prazo (1h). A partir da adoção de um limiar fixo de 40 mm/h, e da aplicação de critérios de validação, 83 eventos foram selecionados como objeto de estudo, distribuídos pelas cinco regiões do Brasil e cobertos por radares de polarização simples e/ou dupla. Através do cálculo dos CFADs (Contoured Frequency by Altitude Diagrams) de refletividade do radar e do conteúdo de água VIL (Verticaly Integrated Liquid) e gelo VII (Verticaly Integrated Ice) integrados nas nuvens, avaliam-se as características da estrutura vertical das nuvens geradoras dos eventos ocorridos dentro de uma mesma região brasileira. Como nem todos os eventos possuem cobertura de radares polarimétricos, os CFADs das cinco regiões do Brasil são gerados apenas com a variável refletividade. No entanto, as análises em relação às características microfísicas das nuvens se tornam limitadas devido a isso. Para suprir tal limitação, adicionam-se três estudos de caso a fim de avaliar à microfísica de eventos em diferentes localidades. Para isso, utilizam-se as seções verticais das variáveis polarimétricas ZDR, KDP e ρHV . Além disso, um quarto estudo de caso é apresentado, no qual realiza-se uma análise microfísica de eventos que ocorreram na região Sudeste do Brasil. Esse último estudo de caso foi adicionado no intuito de agregar mais informação sobre o tema, e para destacar e incentivar as diversas possibilidades de análises que futuramente podem ser realizadas, uma vez que o estudo de eventos de chuva intensa em curtíssimo prazo não é suficientemente explorado no país. Os resultados mostram que o tipo de sistema responsável pela geração dos eventos é um grande influenciador dos resultados, uma vez que é difícil encontrar certos padrões quando se tem diversos tipos de estruturas de nuvens. Essa característica foi observada nas regiões 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, até aproximadamente 6km de altura. Os eventos selecionados na região Sul foram os que apresentaram os maiores VIL e VII ao longo dos instantes analisados. A partir da análise microfísica dos estudos de caso, em grande parte dos eventos, observou-se que o início da precipitação mais intensa é caracterizado por um fortalecimento momentâneo da corrente ascendente, a qual é responsável por transportar gotas e gotículas para regiões mais altas das nuvens. Parte desse conteúdo líquido congela, e em apenas 10 minutos depois já observa-se o derretimento do gelo e a intensificação da corrente descendente, ou seja, são eventos que apresentam características de intensificação em sua estrutura de maneira muito rápida, o que dificulta sua previsibilidade e a emissão de avisos específicos em tempo hábil. 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.
%@language pt
%3 publicacao.pdf