Disciplina MET-576-4 - Modelagem Numérica da Atmosfera - PGMET

Estrutura curricular

Disciplina do PGMET
MET-576-4 - Modelagem Numérica da Atmosfera

  • Disciplina não obrigatória
  • Início: 01/01/2012
  • Nível: Mestrado e Doutorado
  • Créditos: 4 (Créditos computáveis)
  • Períodos de oferta: 3
    • Ementa
  • Pré-requisito: Meteorologia Dinâmica I (MET-225-3) e Termodinâmica da Atmosfera e Física de Nuvens (MET-222-3)
     
    Os métodos numéricos, formulação e parametrizações utilizados nos modelos atmosféricos serão descritos em detalhe. Dinâmica: Métodos numéricos amplamente utilizados na solução numérica das equações diferenciais parciais que governam os movimentos na atmosfera serão o foco, mas também serão analisados os novos conceitos e novos métodos. Métodos de diferenças finitas, acurácia, consistência, estabilidade, convergência. Métodos espectrais, métodos de volume finito e métodos semi-Lagrangeanos. Conservação de massa local, domínio de influência e domínio de dependência, dispersão numérica e dissipação, definição de filtros monótono e positivo. Esquemas explícitos versus semi-implícitos, grades de Arakawa A, B, C e E. A hierarquia de modelos será discutida, variando de modelos simples de Água Rasa até os Modelos de Circulação Geral da Atmosfera (MCGA). Física: Formulação matemática e sua solução numérica das parametrizações de superfície, camada limite planetária (PBL), convecção rasa e profunda, microfísica, radiação de onda curta e longa, ondas de gravidade e fracção de nuvens. Interações PBL-convecção, aerossóis-radiação, aerossóis-nuvens e radiação-nuvens. Ferramentas para o desenvolvimento e avaliação das parametrizações físicas: SCM (Single Column Model), LES (Large Eddy Simulation) e CRM (Cloud-Resolving model). Discussão de tópicos especiais: Stochastic and scale-aware convective parameterization and unified cloud parameterization.
     
    • Bibliografia
  • Stensrud, D. (2007). Parameterization Schemes: Keys to Understanding Numerical Weather Prediction Models. Cambridge: Cambridge University Press. doi:10.1017/CBO9780511812590
    Plant. R.S and Yano Jun-Ichi (2016). Parameterization of Atmospheric Convection (in 2 Volumes). Volume 1: Theorical Background and Formulation. Volume 2. Current Issues and New Theories. ISSN:2045-9726. University of Cambridge, UK.
    Straka Jerry M. (2009). Cloud and Precipitation Microphysics: Principles and Parameterizations. Cambridge University Press.
    Røed, Lars Petter: Atmospheres and Oceans on Computers, Fundamental Numerical Methods for Geophysical Fluid Dynamics. Springer.
    Durran Dale R. (2010) Numerical Methods for Fluid Dynamics. Second Edition. 2010. Springer.
    Lauritzen, P. Lauritzen, P.H., Jablonowski, C., Taylor, M.A., Nair, R.D. (2011). Numerical Techniques for Global Atmospheric Models: Springer.
    https://ocw.mit.edu/courses/earth-atmospheric-and-planetary-sciences/12-950-atmospheric-and-oceanic-modeling-spring-2004/lecture-notes/