Detalhes

Nome da Disciplina: TÓPICOS ESPECIASI I: ASPECTOS FUNDAMENTAIS DA MODELAGEM ATMOSFÉRICA: ABORDAGEM TEÓRICA E PRÁTICA A PARTIR DA ESTRUTURA DO MODELO MPAS

Carga Horária: 60

Créditos: 4

Obrigatória: Não

Fundamentos da modelagem atmosférica e da dinâmica dos fluidos geofísicos. Equações primitivas da atmosfera e suas aproximações. Conceitos de escala espacial e temporal em modelos atmosféricos. Modelagem numérica multiescala e hierarquia de modelos atmosféricos. Estrutura geral de modelos de previsão do tempo e clima. Introdução ao modelo MPAS: filosofia de desenvolvimento, comparação com modelos de grade estruturada (ex.: WRF) e aplicações científicas. Grades não estruturadas e grades de resolução variável: geração, manipulação e implicações numéricas. Pré-processamento no MPAS: obtenção e tratamento de dados meteorológicos, interpolação para grades MPAS, criação de arquivos estáticos e condições iniciais. Parametrizações físicas fundamentais: superfície, camada limite planetária, radiação e processos de mesoescala. Execução do modelo MPAS em ambiente paralelo (MPI), configuração de simulações e aspectos computacionais. Pós-processamento dos resultados: conversão para grades regulares, visualização e análise com ferramentas científicas. Exemplos de aplicações do MPAS em estudos de eventos extremos, previsão numérica e pesquisas ambientais.

DURRAN, D. R. Numerical Methods for Wave Equations in Geophysical Fluid Dynamics. New York: Springer, 1999. Texts in Applied Mathematics, v. 32. DOI: 10.1007/978-1-4612-0503-3. Disponível em: https://link.springer.com/book/10.1007/978-1-4612-0503-3 JACOBSON, M. Z. Fundamentals of Atmospheric Modeling. Cambridge: Cambridge University Press, 2005. DOI: 10.1017/CBO9781139165389. Disponível em: https://www.cambridge.org/core/books/fundamentals-of-atmospheric-modeling/ KALNAY, E. Atmospheric Modeling, Data Assimilation and Predictability. Cambridge: Cambridge University Press, 2003. DOI: 10.1017/CBO9780511802270. Disponível em: https://www.cambridge.org/core/books/atmospheric-modeling-data-assimilation-and-predictability/ SKAMAROCK, W. C.; KLEMP, J. B.; DUDHIA, J.; et al. A Description of the Advanced Research WRF Model (Version 4). NCAR Technical Note NCAR/TN 556 STR, 2019. DOI: 10.5065/1dfh-6p97. Disponível em: https://www2.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/arw_v4.pdf BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR: SKAMAROCK, W. C.; GASSMANN, A.; KLEMP, J. B. The Model for Prediction Across Scales (MPAS): A new global model for atmospheric and oceanic simulation. Monthly Weather Review, v. 140, n. 9, p. 3090–3109, 2012. DOI: 10.1175/MWR-D-12-00002.1. Disponível em: https://journals.ametsoc.org/view/journals/mwre/140/9/mwr-d-12-00002.1.xml SKAMAROCK, W. C.; GASSMANN, A. Conservative transport schemes for spherical geodesic grids: High-order flux operators. Monthly Weather Review, v. 139, n. 9, p. 2962–2975, 2011. DOI:10.1175/2011MWR3413.1. Disponível em: https://journals.ametsoc.org/view/journals/mwre/139/9/2011mwr3413.1.xml RINGLER, T. D.; JU, L.; GUNZBURGER, M. A multiresolution method for climate system modeling: Application of spherical centroidal Voronoi tessellations. Ocean Dynamics, v. 58, p. 475–498, 2008. DOI: 10.1007/s10236-008-0157-2. Disponível em: https://link.springer.com/article/10.1007/s10236-008-0157-2 HALTINER, G. J.; WILLIAMS, R. T. Numerical Prediction and Dynamic Meteorology. New York: John Wiley & Sons, 1980. DOI: 10.1002/9780471059714. Disponível em: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9780471059714 MPAS DEVELOPMENT TEAM. MPAS Atmosphere User’s Guide. National Center for Atmospheric Research (NCAR). Disponível em: https://mpas-dev.github.io/atmosphere/atmosphere_download.html