TCC Meteorologia

Avaliação do modelo WRF em casos de chuva orográfca induzida pela circulação atmosfera-oceânica no litoral de Santa Catarina

2026-06-17T14:32:46Z

Avaliação do modelo WRF em casos de chuva orográfca induzida pela circulação atmosfera-oceânica no litoral de Santa Catarina Dias, Vinícius José A região sul do Brasil apresenta interação complexa entre topografia acentuada e fluxos atmosféricos oceânicos, frequentemente resultando em eventos intensos de precipitação orográfica, conhecidos popularmente na região como “lestada”. Neste projeto, foram selecionados episódios representativos desses fenômenos e conduzidas simulações numéricas com o modelo WRF, validadas com dados de reanálise ERA5 e observações do INMET e dados de satélite do GPM. As saídas do modelo foram avaliadas por meio de métricas estatísticas (MAE, RMSE e índice de Willmott) para quantificar a acurácia da previsão de precipitação. Os resultados indicam que, embora o modelo tenha representado adequadamente a distribuição espacial da precipitação, as métricas estatísticas revelaram desafios na precisão temporal dos picos de chuva (índice de Willmott < 0.4). Tais achados oferecem novas perspectivas sobre os processos físicos envolvidos na formação da chuva orográfica e apontam para a necessidade de aprimoramentos nas parametrizações físicas, contribuindo para a mitigação de riscos associados a desastres naturais. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Meteorologia.

Variabilidade do ciclo anual da precipitação em Santa Catarina a partir da análise de EOFs Cicloestacionárias

2026-04-14T13:35:34Z

Variabilidade do ciclo anual da precipitação em Santa Catarina a partir da análise de EOFs Cicloestacionárias Guarda, Jhonny Clayton O estado de Santa Catarina (SC) apresenta uma climatologia de precipitação intrinsecamente complexa, resultante da interação de múltiplos sistemas meteorológicos e fenômenos de grande escala, com destaque para o El Niño– Oscilação Sul (ENOS). Dada a necessidade premente de dados pluviométricos confiáveis em regiões caracterizadas por baixa densidade de estações de superfície e com um histórico de dados longo, este estudo teve como objetivos centrais a validação do produto Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station data (CHIRPS) para o território catarinense, a caracterização detalhada da climatologia de precipitação estadual e a decomposição de sua variabilidade espaço-temporal por meio das Funções Ortogonais Empíricas (EOFs) e Funções Ortogonais Empíricas Cicloestacionárias (CSEOFs). A validação do CHIRPS foi conduzida mediante comparação com dados observacionais de estações de superfície do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Os resultados demonstraram elevada correlação (coeficientes superiores a 0,80),um viés reduzido e ausência de tendências nas series, atestando a adequação do CHIRPS para investigações climatológicas em Santa Catarina na escala mensal. A caracterização climatológica, baseada na série histórica de 44 anos (1981-2024), reafirmou a complexidade do regime pluviométrico catarinense. A média anual de 1.721 mm e a ausência de uma estação seca definida foram corroboradas, destacando-se os núcleos de máxima precipitação no ExtremoOeste (influenciados por Complexos Convectivos de Mesoescala e Jatos de Baixos Níveis) e no Litoral Norte (pela interação entre a circulação marítima e a orografia da Serra do Mar). A análise integrada de EOF demonstra que a variabilidade climática em Santa Catarina é governada por uma hierarquia de padrões. A maior parte da variância anual (79,6%) responde de forma homogênea e anual ao Pacífico (EOF1). No entanto, a decomposição cicloestacionária, quando somados, os 5 modos da CSEOF estes representaram 53% da variabilidade da precipitação no estado. A decomposição cicloestacionária revela que a influência do Oceano Pacífico (índices climáticos) não é constante, sendo fortemente modulada pelas estações do ano, com respostas específicas no verão/inverno (CSEOF1) e um pico agudo em novembro (CSEOF3). Adicionalmente, o estado apresenta uma variabilidade regional significante, baseada no contraste entre o interior e o litoral, capturada tanto na média anual (EOF2) quanto em sua janela de atividade no outono/inverno (CSEOF2), esta última correlacionada com o SOI. Os modos de menor variância (CSEOF4 e 5) complementam o sistema, detalhando dinâmicas sazonais específicas do verão e transições de fase entre junho e outubro.; Santa Catarina (SC), in Southern Brazil region, possesses a highly complex precipitation climatology, shaped by the interplay of various meteorological systems and large-scale phenomena—most notably, the El Niño–Southern Oscillation (ENSO). Given the urgent need for accurate rainfall data in areas with sparse surface stations and extensive historical records, this study primarily aimed to validate the Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station data (CHIRPS) product throughout Santa Catarina, deliver a detailed characterization of the state's precipitation climatology, and examine its spatiotemporal variability using Empirical Orthogonal Functions (EOFs) and Cyclostationary Empirical Orthogonal Functions (CSEOFs). CHIRPS was validated by comparing it with INMET surface station observations. Results indicated strong correlations (coefficients above 0.80), low bias, and no evident trends in the series, confirming that CHIRPS is suitable for monthly-scale climatological analysis in Santa Catarina. Using a 44-year data set (1981–2024), the climatological assessment highlighted the region's intricate rainfall patterns. The findings confirmed an annual average precipitation of 1,721 mm and the absence of a distinct dry season, with maximum rainfall centers observed in the Far West, affected by Mesoscale Convective Complexes and Low Level Jets, and on the North Coast, where oceanic circulation interacts with the Serra do Mar's orography. An integrated EOF analysis revealed that Santa Catarina’s climate variability is dominated by hierarchical patterns; the leading mode (EOF1) accounts for 79.6% of annual variance and reflects a broad, Pacific-driven response. The CSEOF analysis showed that five cyclostationary modes together explained 53% of precipitation variability. Seasonal decomposition demonstrated that the Pacific Ocean’s influence varies, being strongly linked to summer/winter events (CSEOF1), peaking sharply in November (CSEOF3). Moreover, significant regional differences appear between the state’s interior and coastal zones, as shown both in annual averages (EOF2) and in autumn/winter activity (CSEOF2), which is associated with the SOI. The lowest-variance modes (CSEOF4 and CSEOF5) further describe summer-specific dynamics and phase changes, occurring from June to October. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Meteorologia.

Tornado de Xanxerê - 2015: Análise Sinótica e Caraceterização das Condições Atmosféricas Usando o Modelo WRF

2026-04-14T13:34:51Z

Tornado de Xanxerê - 2015: Análise Sinótica e Caraceterização das Condições Atmosféricas Usando o Modelo WRF Oliveira, Roseli de A ocorrência de tornados em SC e a escassez de estudos das características sinóticas das tempestades severas usando modelos numéricos, mostram a importância da realização do presente trabalho. Neste sentido, foi realizada uma investigação das condições atmosféricas favoráveis à formação de tornados, para isso foram usados dados de radar meteorológico, cartas sinóticas e reanálise do modelo ECMWF. A análise refere-se ao evento tornádico ocorrido em Xanxerê–SC, por volta das 18 UTC (15h00min, horário local) do dia 20 de abril de 2015. O período da análise sinótica foi de 48 horas, abrangendo o antes e durante a ocorrência da tempestade. Já o estudo do ambiente atmosférico local foi feito usando modelagem numérica. Com o modelo WRF foram realizados quatro experimentos numéricos. Os experimentos decorreram na mudança de parametrizações que influenciam nas condições de meso e escala local. As condições iniciais e de contornos foram usadas a partir das análises do modelo global Global Forecast System (GFS) do NCEP, com resolução espacial de 0.25° de latitude-longitude, resolução temporal de 6h (0h, 6h, 12h, 18h UTC), e 27 níveis na vertical. A análise sinótica mostrou que na região Sul, atuava em altos níveis o JST e em baixos níveis um JBN III que associados formam regiões favoráveis a ocorrência de tempestades severas. Ainda mostrou a atuação de uma frente fria que se encontrava entre o Paraguai e o Rio Grande do Sul no dia do tornado. Com relação aos experimentos numéricos com o WRF, o experimento que obteve os valores mais próximos dos valores de referência (Reanálise) foi o Exp04, o qual foi feitas mudanças na Camada Limite Planetária, inferindo que o ambiente atmosférico local foi influenciado significativamente pela camada limite. Os índices de instabilidade, calculados para o Exp04 apresentaram condição de instabilidade muito forte, apresentando valores compatíveis com a literatura, sugerindo que o ambiente atmosférico apresentou condições favoráveis à ocorrência de tempestades severas, o que inclui a possibilidade de eventos tornádicos.; The occurrence of tornadoes in State of Santa Catarina (Brazil) and the scarcity of using numerical models for severe storms synoptic studies, demonstrate the importance of performing the present work. In this work an investigation of favorable atmospheric conditions to tornado formation was done using data of meteorological radar, synoptic charts, and reanalysis of the ECMWF model was carried out. The analysis refers to the Tornadic event that occurred in Xanxerê-SC, around 18 UTC (15:00 local time) on April 20, 2015. The period of the synoptic analysis was 48 hours, covering the before and during the occurrence of the storm, in which data were used as satellite images The study of the local atmospheric environment was done using numerical modeling. Numerical simulations were performed WRF model, for four different experiments. The experiments took place on influencing parametrizations change on the meso and local scale conditions. The initial and contour conditions were used through the global NCEP Global Forecast System (GFS) with spatial resolution of 0.25 ° latitude-longitude, temporal resolution of 6h (0h, 6h, 12h, 18h UTC), and 27 levels vertically. Three relevant results were obtained in this research. The synoptic analysis showed that in the Brazilian South Region, Sub-Tropical Jet Stream was acting at high levels, and Low-Level Jet III at low levels that associated, forming favorable regions to the occurrence of severe storms. Also was showed the action of a cold front between the Country of Paraguay and the State of Rio Grande do Sul on the tornado day. In relation to the WRF numerical experiments, the experiment that obtained the closest values to the reference values (Reanalysis) was Exp04, which were made changes in the Planetary Limit Layer, suggesting that the local atmospheric environment was significantly influenced by the boundary layer. The instability index computed to Exp04 presented the very strong instability condition, acoording to literature , suggesting that the atmospheric environment presented conditions favorable to the severe storms occurrence, which includes the possibility of tornadic events. TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Meteorologia.

Ensemble ponderado de modelos climáticos para projeções de precipitação na Amazônia

2025-02-24T13:58:57Z

Ensemble ponderado de modelos climáticos para projeções de precipitação na Amazônia Cattelan, Luis Gustavo Prates A Amazônia é essencial para o equilíbrio climático global, funcionando como uma das principais fontes de evapotranspiração e armazenamento de carbono do planeta. No entanto, modelos climáticos frequentemente apresentam grandes vieses ao representar o clima amazônico, devido à complexidade dos processos atmosféricos e da interação entre vegetação e clima na região. Este estudo visa melhorar a confiabilidade das projeções climáticas para a Amazônia, construindo um conjunto (“ensemble”) de 24 modelos de última geração, ponderados pela acurácia em representar precipitação média anual, sazo- nalidade e variabilidade interanual. Para comparação, foi criado um ensemble de média democrática, onde todos os modelos têm o mesmo peso, como é usualmente feito. Levando em conta a heterogeneidade da bacia, a análise considera quatro sub-regiões amazônicas: norte, sul, leste e oeste. Ao investigar os cenários de emissões SSP2-4.5 e SSP5-8.5, observam-se projeções de maior secura e aumento de variabilidade interanual, especialmente no ensemble ponderado, sugerindo maior risco de eventos climáticos extremos, como secas e enchentes, sobretudo nas regiões sul e oeste. Além disso, as projeções indicam um aumento na sazonalidade, o que agrava o estresse hídrico durante períodos secos prolongados, afetando especialmente a vegetação adaptada a regimes de chuva mais estáveis, com destaque para a vulnerabilidade da região oeste. A diversidade nos resultados dos modelos, especialmente na precipitação, reforça a importância de integrar mais variáveis e processos fisiológicos para aprimorar as previsões e reduzir as incertezas sobre o futuro climático da Amazônia. TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Meteorologia.