Ventos na Camada Limite Atmosférica - Previsão e Observação

Um modelo simples, mas realista, de três camadas da camada limite atmosférica instável (ABL), compreendendo camada de superfície, camada misturada profunda e camada de transição, dentro da qual ocorre o ajuste geostrófico, é utilizado. Relações para os componentes do vento na camada misturada e defeitos de velocidade são derivadas, sendo que estes últimos dependem de mistura, baroclinidade, advecção e aceleração local. Estas quantidades previstas são comparadas com observações de três experimentos de campo na ABL instável, incluindo condições de baroclinidade moderada, forte advecção horizontal e rápido crescimento da camada misturada. As observações abrangem uma faixa na razão de altura de escala fh/u*, de aproximadamente 0,025 a 0,5, e em altura normalizada h/z0 de 10³ a 10⁷. Dentro dos limites dos erros experimentais nas medições de velocidade do vento, os componentes de vento observados e previstos estão em bom acordo, implicando um equilíbrio interno com o campo turbulento e sem influência significativa do que se observa ser, fortes efeitos de mistura e advectivos. Eles são descritos simplesmente por leis de “arrasto” da camada misturada também apropriadas para uma ABL barotrópica homogênea horizontalmente e em estado estável. No geral, os defeitos de velocidade observados e previstos estão em razoável acordo, e mostram influências significativas de mistura e advecção que superam amplamente o efeito da baroclinidade. Os resultados demonstram a aplicabilidade do modelo de três camadas a situações atmosféricas reais e implicam que a principal resposta do fluxo da ABL à mistura e advecção é uma rotação do fluxo médio da camada misturada em direção ao campo de gradiente de pressão imposto externamente. Exemplos são dados da dependência do ângulo de fluxo atravessando isóbaras sobre um parâmetro de mistura e a razão de altura de escala.