Comparação entre abordagem multi-física em mesoescala e determinística em alta resolução na simulação numérica de sistemas convectivos de mesoescala na Bacia do Prata

Nesta tese foi avaliada, de maneira objetiva, a destreza de simulacoes numericas de Sistemas Convectivos de Mesoescala (SCMs) na Bacia do Prata (BP) comparando-se duas abordagens distintas: simulacoes deterministicas em escala de conveccao semi-explicita e um ensemble multi-fisico em escala meso (ENS). Foram escolhidos dois eventos de SCMs sob diferentes condicoes de forcante sinotica (fraca e intensa). Foram realizadas simulacoes com o modelo Weather Research and Forecast com grades aninhadas com 12 (G12) e 4km (G04) de resolucao horizontal, em modo "one-way". Para cada evento de SCM foram conduzidas dezoito simulacoes G12 com cada simulacao utilizando uma combinacao de tres esquemas para conveccao (EPC), tres para a microfisica de nuvens (EMN) e dois para a camada limite planetaria (ECL). As simulacoes G12 compuseram os membros do ENS, com cada uma delas alimentando uma respectiva simulacao G04 utilizando a correspondente EMN e ECL. Para a avaliacao das simulacoes foram utilizados dados de superficie a cada tres horas e o produto de precipitacao estimada Merged Microwave do Climate Prediciton Center (CPC/NOAA) contendo a taxa de precipitacao a cada tres horas. Metodos tradicionais de verificacao da previsao foram usados para avaliacao das simulacoes das variaveis de superficie, com emprego do Diagrama de Taylor. Para a precipitacao foi empregada a tecnica de verificacao (nao-tradicional) orientada a objeto, alem de uma analise de agrupamento hierarquico que permitiu classificar as simulacoes de acordo com o grau de similaridade. Entre as variaveis de superficie, a pressao ao nivel do mar foi a de melhor representacao numerica, tanto no ENS quanto nas simulacoes deterministicas G04. As simulacoes deterministicas G04 mostraram desempenho superior ao ENS em localidades que foram atingidas por circulacoes de mesoescala geradas pelos SCMs. Uma maior dispersao entre as simulacoes foi encontrada no evento de fraca forcante sinotica, com a variavel vento apresentando a maior dispersao entre as variaveis de superficie. Para a precipitacao, a analise de agrupamento mostrou que os EMN e EPC foram os que mais influenciaram a distribuicao espacial e temporal das chuvas. Em termos gerais as simulacoes com o EMN Thompson foi o que gerou os campos de chuva mais proximos das observacoes. A verificacao orientada a objeto apresentou uma clara distincao no desempenho das simulacoes em funcao da intensidade da forcante sinotica, com melhores resultados no caso de forcante sinotica mais intensa. Os resultados mostram que a combinacao da abordagem de ensemble multi-fisica em mesoescala e deterministica em alta resolucao pode ser um caminho a ser explorado em previsao numerica do tempo.