Suporte às atividades de implantação e avaliação dos métodos de integração temporal e operador de advecção em simulações em 2 e 3 dimensões

• Processo: 16/09255-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Meteorologia
• Pesquisador responsável: Haroldo Fraga de Campos Velho
• Beneficiário: Renata Sampaio da Rocha Ruiz
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/10206-0 - Núcleos dinâmicos em modelos atmosféricos de mesoescala e seus impactos na simulação de sistemas de tempo associados a nuvens convectivas., AP.R
• Assunto(s): Previsão numérica do tempo Computação em grid
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Brams | previsão numérica do tempo e clima | Processos Convectivos | Simulações numéricas da atmosfera | Modelagem numérica da atmosfera

Resumo

É proposto o estudo do papel de núcleos dinâmicos de maior acurácia numérica na simulação de sistemas de tempo severos em 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.