Desempenho do modelo Quase-Geostrófico em coordenadas cartesianas e esféricas no Hemisfério Sul

Abstract

Desenvolveu-se o Modelo Quase-Geostrófico em Coordenadas Cartesianas (MQGC), com a aproximação do plano (3, a partir das Equações do "Momentum", da Continuidade e da Energia Termodinâmica, utilizando-se a análise de escala para a avaliação de cada termo das equações deste modelo. Em seguida, aplicando-se a mesma metodologia, desenvolveu-se o Modelo Quase-Geostrófico em Coordenadas Esféricas (MQGE). Tais modelos foram aplicados ao Hemisfério Sul, considerando-se a topografia à superfície e o aquecimento diabético ao nível de 500 mb, juntos e separadamente, como funções forçantes, em condições de inverno e verão. Foram utilizadas perturbações infinitesimais e diferenças finitas para a linearização dos sistemas de equações, obtendo-se, assim, sistemas de 16 equações e 16 incógnitas, que, resolvidos, forneceram o campo do geopotencial perturbado nos níveis de 250 e 750 mb. Dentre os resultados alcançados pelo MQGC, destacam-se: a) a sensibilidade do modelo ao escoamento zonal, ocorrendo deslocamentos para leste das cristas e cavados do campo geopotencial perturbado, do inverno para o verão; b) as amplitudes dos campos do geopotencial perturbado apresentam-se sistematicamente maiores que aquelas observa- das nesse Hemisfério; c) pequena variação na posição dos centros na direção vertical; d) a presença de altas sobre os continentes e de baixas a leste dos maciços montanhosos; e) os efeitos topográficos dominantes sobre os térmicos nas duas estações do ano e nos dois níveis de pressão. Destacam-se no MQGE: a) pouca sensibilidade do modelo ao escoamento zonal; b) as amplitudes dos campos do geopotencial perturbado têm as mesmas ordens de grandeza que as observadas no Hemisfério Sul; c) pequena variação vertical na posição dos centros; d) dominância dos efeitos térmicos sobre os topográficos, sobretudo no nível de 250 mb e em condições de verão; e) pequena variação interanual na posição das cristas e cavados. A partir dos resultados encontrados neste trabalho, ficam caracterizados os efeitos da geometria esférica e da aproximação do plano β no Modelo Quase-Geostrófico, sugerindo-se, assim, a utilização preferencial das coordenadas esféricas em estudos dinâmicos no Hemisfério Sul.