Modelagem Hidrometeorológica
Documento
Informações da Disciplina
Código
COC887
Título
Modelagem Hidrometeorológica
Objetivos
Motivação: O avanço na gestão de bacias hidrográficas exige superar a visão da hidrologia tradicional de "caixa-preta", incorporando a dinâmica atmosférica e os feedbacks da superfície (umidade do solo, vegetação e rugosidade) na geração de precipitação e escoamento.
Objetivo Geral: Capacitar os estudantes no entendimento teórico-quantitativo dos processos de transferência de massa, momento e energia na interface solo-planta-atmosfera, fornecendo a base necessária para a aplicação e avaliação crítica de modelos hidrometeorológicos acoplados.
Objetivos Específicos:
• Compreender a termodinâmica atmosférica e a estrutura da Camada Limite Atmosférica (CLA).
• Formular quantitativamente o balanço de energia e a evapotranspiração em superfícies heterogêneas.
• Dominar a estrutura conceitual e as parametrizações dos Modelos de Superfície Continental (Land Surface Models - LSMs).
• Analisar esquemas de acoplamento entre modelos atmosféricos regionais e modelos hidrológicos distribuídos.
Objetivo Geral: Capacitar os estudantes no entendimento teórico-quantitativo dos processos de transferência de massa, momento e energia na interface solo-planta-atmosfera, fornecendo a base necessária para a aplicação e avaliação crítica de modelos hidrometeorológicos acoplados.
Objetivos Específicos:
• Compreender a termodinâmica atmosférica e a estrutura da Camada Limite Atmosférica (CLA).
• Formular quantitativamente o balanço de energia e a evapotranspiração em superfícies heterogêneas.
• Dominar a estrutura conceitual e as parametrizações dos Modelos de Superfície Continental (Land Surface Models - LSMs).
• Analisar esquemas de acoplamento entre modelos atmosféricos regionais e modelos hidrológicos distribuídos.
Ementa
• Módulo 1: Fundamentos de Física Atmosférica e Camada Limite (9h)
Termodinâmica da atmosfera e estabilidade vertical.
Estrutura e dinâmica da Camada Limite Atmosférica (CLA).
Balanço de radiação e energia na superfície continental.
• Módulo 2: Interação Solo-Planta-Atmosfera (12h)
Física da umidade do solo e fluxos de calor sensível e latente.
Parametrização da evapotranspiração e resistência aerodinâmica/estomática.
Variação espacial de albedo, rugosidade e índice de área foliar (IAF).
• Módulo 3: Modelagem de Superfície Continental - LSMs (12h)
Evolução dos LSMs (ex.: Noah-MP, VIC, CLM).
Equações de governança para balanço hídrico e térmico no solo.
Parametrizações de cobertura de neve, retenção foliar e escoamento superficial/subsuperficial.
• Módulo 4: Modelagem Hidrometeorológica Integrada (12h)
Mecanismos de formação de precipitação.
Acoplamento unidirecional (offline) e bidirecional (online) entre atmosfera e hidrologia (ex.: sistema WRF / WRF-Hydro).
Assimilação de dados e análise de incertezas na modelagem integrada.
Termodinâmica da atmosfera e estabilidade vertical.
Estrutura e dinâmica da Camada Limite Atmosférica (CLA).
Balanço de radiação e energia na superfície continental.
• Módulo 2: Interação Solo-Planta-Atmosfera (12h)
Física da umidade do solo e fluxos de calor sensível e latente.
Parametrização da evapotranspiração e resistência aerodinâmica/estomática.
Variação espacial de albedo, rugosidade e índice de área foliar (IAF).
• Módulo 3: Modelagem de Superfície Continental - LSMs (12h)
Evolução dos LSMs (ex.: Noah-MP, VIC, CLM).
Equações de governança para balanço hídrico e térmico no solo.
Parametrizações de cobertura de neve, retenção foliar e escoamento superficial/subsuperficial.
• Módulo 4: Modelagem Hidrometeorológica Integrada (12h)
Mecanismos de formação de precipitação.
Acoplamento unidirecional (offline) e bidirecional (online) entre atmosfera e hidrologia (ex.: sistema WRF / WRF-Hydro).
Assimilação de dados e análise de incertezas na modelagem integrada.
Bibliografia
• Básica:
Brutsaert, W. (2005). Hydrology: An Introduction. Cambridge University Press.
Stull, R. B. (1988). An Introduction to Boundary Layer Meteorology. Kluwer Academic Publishers.
• Complementar:
Arya, S. P. (2001). Introduction to Micrometeorology (2nd ed.). Academic Press.
Wallace, J. M., & Hobbs, P. V. (2006). Atmospheric Science: An Introductory Survey (2nd ed.). Academic Press.
Bonan, G. (2015). Climate Change and Terrestrial Ecosystem Modeling. Cambridge University Press.
Gochis, D. J., et al. (2020). The WRF-Hydro modeling system technical description and user's guide. NCAR Technical Note.
Brutsaert, W. (2005). Hydrology: An Introduction. Cambridge University Press.
Stull, R. B. (1988). An Introduction to Boundary Layer Meteorology. Kluwer Academic Publishers.
• Complementar:
Arya, S. P. (2001). Introduction to Micrometeorology (2nd ed.). Academic Press.
Wallace, J. M., & Hobbs, P. V. (2006). Atmospheric Science: An Introductory Survey (2nd ed.). Academic Press.
Bonan, G. (2015). Climate Change and Terrestrial Ecosystem Modeling. Cambridge University Press.
Gochis, D. J., et al. (2020). The WRF-Hydro modeling system technical description and user's guide. NCAR Technical Note.
Créditos
3.0/45h
Professor
Afonso Augusto Magalhães De Araujo
Idioma
Português