Advecção Meteorológica e o Cálculo da Frontogêneses: um estudo de interpolação aplicada ao Método do Tubo de Trajetórias
DOI:
https://doi.org/10.5540/03.2023.010.01.0016Keywords:
Algoritmo semi-lagrangiano, Equação de advecção, Fórmula de interpolação, FrontogênesesAbstract
Neste artigo, o esquema de interpolação original que compõe o método do Tubo de Trajetória foi comparado com uma versão simplificada de interpolação ponderada pela distância inversa. Este método conservativo é fisicamente intuitivo, se baseia nos fundamentos teóricos da mecânica dos meios contínuos e emprega um esquema semi-Lagrangiano para a equação de ad- vecção. Os esquemas resultantes da aplicação das diferentes técnicas foram avaliadas por meio de um problema teste que corresponde a um protótipo de modelos matemáticos mais sofisticados, comumente empregados na previsão de variações de intensidade de frentes meteorológicas. Neste problema o algoritmo resultante, um esquema semi-Lagrangiano explícito de cinco pontos para es- coamento incompressível, mostrou ser capaz de trabalhar com passos de tempo longos e provou ser preciso, não oscilatório e não difusivo.
Downloads
References
Charles A. Doswell. “A Kinematic Analysis of Frontogenesis Associated with a Nondivergent Vortex”. Em: Journal of Atmospheric Sciences 41.7 (1984), pp. 1242–1248. doi: doi.org/10.1175/1520-0469(1984)041<1242:AKAOFA>2.0.CO;2.
L. G. Henderson e L. P. M. Pena. “Developing new approaches for the path tubes method”. Em: Applied Mathematical Modelling 35 (2011), pp. 285–302. doi: 10.1016/j.amc.2017.01.053.
L. G. Henderson e L. P. M. Pena. “The inverse distance weighted interpolation applied to a particular form of the path tubes Method: theory and computation for advection in incompressible flow”. Em: Applied Mathematics and Computation 304 (2017), pp. 114–135. doi: 10.1016/j.amc.2017.01.053.
L. G. Henderson, L. P. M. Pena e M. Sampaio. “Path tubes method: A semi-Lagrangian approach for linear advection equations”. Em: Chemical Engineering Science 64.13 (2009), pp. 3138–3146. issn: 0009-2509. doi: 10.1016/j.ces.2009.03.048.
L. P. M. Pena. “Análise de um método para equação de convecção formulado à luz da mecânica dos meios contínuos a advecção de anomalias oceânicas e meteorológicas”. Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico. Tese de doutorado. 2006.
S. Petterssen. Contribution to the Theory of Frontogenesis. 11. 1936, pp. 1–27.
S. Petterssen. Weather Analysis and Forecasting. Vol. 1. McGraw-Hill, New York, 1956.
Miodrag Rancić. “Semi-Lagrangian Piecewise Biparabolic Scheme for Two-Dimensional Horizontal Advection of a Passive Scalar”. Em: Monthly Weather Review 120.7 (1992), pp. 1394–1406. doi: /10.1175/1520-0493(1992)120<1394:SLPBSF>2.0.CO;2.
Walter J Saucier. Principles of meteorological analysis. Vol. 438. University of Chicago Press Chicago, Ill., 1955.
Donald S. Shepard. “A two-dimensional interpolation function for irregularly-spaced data”. Em: Proceedings of the 1968 23rd ACM national conference (1968).