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Mémoire de Maîtrise
DOI
Document
Auteur
Nom complet
Alan Jesús García Rosales
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2019
Directeur
Jury
Rocha, Rosmeri Porfirio da (Président)
Chan, Chou Sin
Millones, Fey Yamina Silva Vidal de
Titre en anglais
Valley-mountain circulation associated with precipitation formation in the tropical Andes (Rio Santa Basin)
Mots-clés en anglais
circulation patterns
parameterization
regional-scale mechanisms
WRF
Resumé en anglais
During the austral summer season, the precipitation in the Rio Santa basin, localized in the Tropical Andes, is strongly influenced by the interaction between large-scale circulation with local processes. However, this interaction has not been fully explored in the region. Therefore, the identification of the circulation patterns, and how occurs the interaction with local and regional-scale mechanisms influences the rainfall development is the main objective of this work. The analysis used fine resolution Weather Research and Forecasting (WRF) simulations nested in ERA5 reanalysis data. Different combinations of parameterizations were evaluated with a horizontal grid size of 5 km, in order to find the most suitable configuration for simulating the observed diurnal cycle of precipitation. Once identified the configuration, longer nested simulations (December 2012 until March 2013) with horizontal grid size of 6 km and 2 km were performed. Estimated (TRMM, CMORPH, PISCO, CHIRPS) and local observations were used to validate the simulations. The chosen WRF configuration consists mainly of the Goddard microphysics and the Betts-Miller-Janjic cumulus parametrization. This configuration is able to simulate the main features of the observed diurnal cycle of precipitation, according to the in-situ data. However, the model still overestimates precipitation. In assessing the circulation associated with the precipitation diurnal cycle it was identified as a westerly flow during the daytime, which is perpendicular to the Andes and enters through the north of the basin. This near surface flow is vital for the development of rainfall over the western slopes-highlands of the basin from noon to mid-afternoon. At same time, in eastern side of basin the coastal moisture transport converges with Amazon easterly flow over the mountains causing precipitation. On the other hand, between the late afternoon and early night, the rainfall predominates on the eastern slope associated with the upslope valley winds persisting in this period. These results contrast with most of studies that have indicated the Amazon basin as an exclusive source of moisture for the formation of precipitation over the Andes.
Titre en portugais
Circulação de Vale-montanha associados com a formação de precipitação nos Andes tropicais (Bacia do Rio Santa)
Mots-clés en portugais
mecanismos de escala regional
Padrões de circulação
parametrização
WRF
Resumé en portugais
Durante o verão austral, a precipitação na bacia do rio Santa, localizada nos Andes tropicais, é fortemente influenciada pela interação entre a circulação de grande escala e os processos locais. No entanto, essa interação não é totalmente conhecida até o momento. Portanto, a identificação dos padrões de circulação, e como a interação dos mecanismos de escala local e regional influenciam no desenvolvimento das chuvas é o objetivo principal deste trabalho. A análise utilizou simulações de alta resolução do Weather Research and Forecasting (WRF) aninhadas na reanálise do ERA5. Diferentes combinações de parametrizações foram avaliadas, em simulações do WRF com espaçamento de grade horizontal de 5 km, a fim de encontrar a configuração mais adequada para simular o ciclo diurno observado da precipitação. Uma vez identificada a configuração, simulações aninhadas mais longas (de dezembro de 2012 a março de 2013) com espaçamento de grade horizontal de 6 km e 2 km foram realizadas. Estimativas (TRMM, CMORPH, PISCO, CHIRPS) e observações locais de precipitação foram usadas para validar as simulações. A configuração selecionada para o WRF consiste principalmente na microfísica Goddard e parametrização do cumulus de Betts-Miller-Janjic. Esta configuração é capaz de simular as principais características do ciclo diurno observado de precipitação, de acordo com as observações locais. No entanto, o modelo ainda superestima a precipitação. Ao avaliar a circulação associada ao ciclo diurno de precipitação, identificou-se um escoamento do oeste durante o dia, perpendicular aos Andes, adentrando pelo setor norte da bacia. Este escoamento próximo da superfície mostrou-se vital para o desenvolvimento das chuvas nas encostas ocidentais da bacia, desde o meio-dia até meio da tarde. Ao mesmo tempo, no lado leste da bacia, o transporte de umidade costeira converge com aquele vindo da Amazônia, causando precipitação. Por outro lado, entre o final da tarde e início da noite, as chuvas predominam na vertente leste associada à persistência de ventos ascendentes. Estes resultados contrastam com a maioria dos estudos que indicaram a bacia Amazônica como uma fonte exclusiva de umidade para a formação de precipitação sobre os Andes.
 
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Date de Publication
2019-10-21
 
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