Investigación de la evolución diurna de la capa límite planetaria en la región metropolitana de São Paulo utilizando diferentes esquemas de parametrización del modelo WRF

Abstract

En el presente trabajo, se probaron ocho esquemas de parametrización de la capa límite planetaria (PLC) (YSU, MYJ, QNSE, MYNN2, ACM2, BouLac, UW y TEMF) del modelo WRF-ARW versión 4.1.2, en febrero y agosto. 2013 en la Región Metropolitana de São Paulo, con el objetivo de evaluar qué esquema representa mejor las propiedades dinámicas y termodinámicas del CLP en esta región urbana. Los resultados se compararon con los datos de observación de la plataforma micrometeorológica IAG y de las radiosondas iniciadas como parte del proyecto MCITY BRASIL. Todos los esquemas muestran un sesgo frío y húmedo, pero en general proporcionan buenos resultados, especialmente para la temperatura del aire (T). Sin embargo, el rendimiento depende del parámetro meteorológico analizado. El esquema MYJ muestra el mejor rendimiento en relación con T (d = 0.95 y MB = -0.02 ° C) seguido del esquema YSU (d = 0.93 y MB = - 0.09 ° C). El esquema MYJ también funciona bien en la simulación de humedad relativa (HR), pero el esquema ACM2 muestra un error menor (MB = -0.52%). En el análisis de humedad específica, se observa un error menor, principalmente utilizando los esquemas YSU (MB = -0.97 g / kg) y BouLac (BM = -0.93 g / kg), sin embargo, disminuyeron la correspondencia con los valores observados en comparación con los resultados obtenidos para la UR. Por otro lado, todos los esquemas de PLC sobreestimaron constantemente la velocidad del viento. Con respecto a los flujos de calor sensibles, los esquemas muestran una sobreestimación general, pero con una correlación> 0.7. Sin embargo, las simulaciones de flujos de calor latentes muestran una subestimación evidente, así como una baja correlación con los valores observados (d <0.63 para todos esquemas). Finalmente, para la radiación neta (NT), se observa una subestimación, pero con una excelente correlación con las observaciones. Principalmente con el esquema ACM2 (d = 0.97). In the present work, eight parameterization schemes of the Planetary Boundary Layer (PLC) (YSU, MYJ, QNSE, MYNN2, ACM2, BouLac, UW and TEMF) of the model WRF-ARW version 4.1.2, were tested in February and August 2013 in the Metropolitan Region of São Paulo, with the objective of assessing which scheme best represents the dynamic and thermodynamic properties of CLP in this urban region. The outputs were compared with the observational data from the IAG micrometeorological platform and from the radiosondeings launched as part of the MCITY BRASIL project. All schemes show a cold and wet bias, but in general they provide good results, especially for air temperature (T). However, performance depends on the meteorological parameter analyzed. The MYJ scheme shows the best performance in relation to T (d = 0.95 and MB = -0.02 ° C) followed by the YSU scheme (d = 0.93 and MB = - 0.09 ° C). The MYJ scheme also performs well in the simulation of relative humidity (RH) but the ACM2 scheme shows a smaller error (MB = -0.52%). In the analysis of specific humidity, a minor error is observed, mainly using the schemes YSU (MB = -0.97 g / kg) and BouLac (BM = -0.93 g / kg), however decreased the correspondence to the observed values compared with the results obtained for the UR. On the other hand, all PLC schemes consistently overestimated wind speed. Regarding sensitive heat fluxes, the schemes show a general overestimation, but with a correlation> 0.7, However, simulations of latent heat fluxes show an evident underestimation, as well as a low correlation with the observed values (d <0.63 for all schemes). Finally, for Net Radiation (NT), an underestimation is observed, but with an excellent correlation with the observations. Mainly with the ACM2 scheme (d = 0.97). (traducción automática)