Mestrado: O papel do transporte de umidade pelo Jato de Baixos Níveis da América do Sul pela observação e simulação com o modelo WRF de uma banda frontal continental

O Jato de Baixos Níveis na América do Sul promove um transporte efetivo de calor e umidade para o sudeste do continente. Por outro lado, a região de saída do Jato de Baixos Níveis é caracteristicamente uma área de convergência de massa, em consequência da desaceleração dos ventos. Ainda na Região Sul brasileira, ocorrem as bandas continentais de precipitação frontal, que são as maiores responsáveis pelos acumulados climatológicos de chuva na região. Assim, o objetivo principal desta pesquisa é provar a hipótese de que o transporte de umidade pelo Jato de Baixos Níveis é a principal fonte de vapor d'água na formação e evolução das bandas de precipitação continental intensas associadas a frentes frias no Sul do País. O caso selecionado para este estudo deslocou-se pelas Regiões Sul e Sudeste do Brasil entre os dias 14 e 17 de maio de 2016, em associação à formação de um ciclone extratropical do tipo explosivo, com taxa de aprofundamento de pressão maior do que 30 hPa em 24 h durante alguns períodos. Para realizar o estudo, empregaram-se variadas ferramentas diagnósticas observacionais e modelagem numérica atmosférica, com o uso do modelo de mesoescala WRF. Os resultados comprovam o papel do Jato de Baixos Níveis da América do Sul como principal fonte de umidade que alimenta as bandas convectivas de precipitação frontal no ramo continental no Sul e na porção sul do Sudeste do País por meio de análises quantitativas. Verificou-se que há uma sequência bem estabelecida de eventos físicos associados à região de saída do Jato de Baixos Níveis, em que o máximo da quantidade integrada do fluxo de umidade que viaja através do jato é seguido do máximo da quantidade integrada da água precipitável e, por fim, pelo máximo na quantidade integrada de precipitação à superfície. O objetivo secundário da pesquisa é verificar a influência que diferentes parametrizações cúmulos acionadas apenas nas grades de baixa resolução espacial (27 e 9 km de espaçamento, respectivamente) têm sobre uma grade interna de mais alta resolução espacial (3 km), onde apenas a parametrização de microfísica de nuvens é acionada. Para esta parte do estudo, foram realizados três diferentes experimentos numéricos. Os resultados obtidos mostraram uma alta qualidade na simulação controle quando comparada aos conjuntos de dados observados. A parametrização cúmulos de Kain-Fritsch e a de Multiscale Kain-Fritsch apresentaram os melhores resultados como influência para as soluções da grade interior de 3 km, além de serem muito semelhantes entre si, enquanto a parametrização cúmulos de Grell-Freitas não apresentou boa performance, gerando uma banda de precipitação continental mal organizada em relação ao observado e, também, em comparação ao que foi simulado nos outros dois experimentos. Ainda, com o uso da parametrização Grell-Freitas nas grades externas, o transporte de umidade associado ao Jato de Baixos Níveis teve papel muito menos efetivo como fonte de umidade, refletida na constatação da presença de uma banda frontal enfraquecida nos resultados da simulação. Neste contexto, conclui-se que as parametrizações Kain-Fritsch e Multiscale Kain-Fritsch são recomendadas para simulações numéricas regionais de sistemas frontais em regiões análogas à área do estudo efetuado (próxima às latitudes médias e em zonas sujeitas a instabilidade baroclínica). Como sugestões para a sequência da pesquisa, propõe-se que os mesmos testes aqui efetuados sejam aplicados a outros tipos de sistemas precipitantes, como Complexos Convectivos de Mesoescala e Linhas de Instabilidade no Sul do País, bem como, a outras áreas do País, a fim de determinar quais são as melhores parametrizações cúmulos a serem usadas em cada caso.