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

Processo: 15/10206-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de outubro de 2015 - 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, Inovações e Comunicações (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Pesq. 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 

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.; LONGO, MARCOS; FRASSONI, ARIANE; FAZENDA, ALVARO L.; SANTOS E SILVA, CLAUDIO M.; PAVANI, CLAUDIO A. B.; EIRAS, DENIS; FRANCA, DANIELA A.; MASSARU, DANIEL; SILVA, FERNANDA B.; SANTOS, FERNANDO C.; PEREIRA, GABRIEL; CAMPONOGARA, GLAUBER; FERRADA, GONZALO A.; CAMPOS, HAROLDO F.; CAMPOS VELHO, HAROLDO F.; MENEZES, ISILDA; FREIRE, JULLIANA L.; ALONSO, MARCELO F.; GACITA, MADELEINE S.; ZARZUR, MAURICIO; FONSECA, RAFAEL M.; LIMA, RAFAEL S.; SIQUEIRA, RICARDO A.; BRAZ, RODRIGO; TOMITA, SIMONE; OLIVEIRA, VALTER; MARTINS, LEILA D. 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. Citações Web of Science: 14.

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