Núcleos dinâmicos em modelos atmosféricos de mesoescala e seus impactos na simulação de sistemas de tempo associados a nuvens convectivas.

• Processo: 15/10206-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2015
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2017
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Meteorologia
• Pesquisador responsável: Haroldo Fraga de Campos Velho
• Beneficiário: Haroldo Fraga de Campos Velho
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Jairo Panetta
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/16789-3 - Núcleos dinâmicos em modelos atmosféricos de mesoescala e seus impactos na simulação de sistemas de tempo associados a nuvens convectivas, BP.TT; 16/09255-0 - Suporte às atividades de implantação e avaliação dos métodos de integração temporal e operador de advecção em simulações em 2 e 3 dimensões, BP.TT; 15/24450-0 - Dinâmica de alta ordem no BRAMS, BP.TT
• Assunto(s): Computação de alto desempenho
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Brams | Computacão de Alto Desempenho | de Euler | Métodos numéricos de integração da Eq | Modelos Não-hidrostáticcos | Previsão Numérica de Tempo | Sistemas de tempo severo | previsão numérica de tempo

Resumo

É proposto o estudo do papel de núcleos dinâmicos de maior acurácia numérica na simulação de sistemas de tempo severos associados a nuvens convectivas e precipitantes. Para isto, propõe-se a inclusão de novos integrador temporal e operador de advecção com ordem de acurácia maiores do que as existentes atualmente no modelo de mesoescala BRAMS, resultando em um novo estado-da-arte núcleo dinâmico com acurácia efetiva de ao menos de 2a ordem. No projeto se prevê estudos com diversos integradores temporais, como Runge-Kutta, Adams-Bashforth-Moulton e outros, bem como de diversos métodos de alta ordem (até 5a, incluindo aspectos de preservação de monotonicidade da solução) para o operador de advecção. Importante benefício tecnológico advindo deste trabalho é a possibilidade de realizar integrações temporais mais rápidas com o modelo BRAMS, pelo fato de passos de tempo de integração maiores, mas mantendo estabilidade e acurácias da solução, se tornarem possíveis. Assim, este projeto tem grande impacto nos centros operacionais, como o CPTEC/INPE, e de pesquisas que aplicam este modelo. O novo núcleo dinâmico será então empregado em simulações explícitas de sistemas de tempo severo usando grades computacionais com espaçamento de grade da ordem de km (1 e 5) e comparados com resultados utilizando o núcleo dinâmico atual. Avaliação quantitativa será realizada para mensurar e documentar o ganho de desempenho, tanto meteorológico quanto computacional, da previsão numérica de tempo operacional a 5 km realizada no CPTEC/INPE. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FREITAS, SAULO R.; PANETTA, JAIRO; LONGO, KARLA M.; RODRIGUES, LUIZ F.; MOREIRA, DEMERVAL S.; ROSARIO, NILTON E.; SILVA DIAS, PEDRO L.; SILVA DIAS, MARIA A. F.; SOUZA, ENIO P.; FREITAS, EDMILSON D.; et al. The Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS 5.2): an integrated environmental model tuned for tropical areas. Geoscientific Model Development, v. 10, n. 1, p. 189-222, JAN 13 2017. (15/10206-0, 14/01563-1, 14/01564-8)