Parametrizações de rajadas de ventos baseadas em equações do espectro de energia cinética turbulenta
Abstract
Rajadas de ventos são caracterizadas por grandes variações na velocidade e direção do vento e podem facilmente exceder o dobro da velocidade média do vento em eventos climáticos extremos. O objetivo geral deste estudo é realizar estimativas de rajada de vento a partir do campo de Energia Cinética Turbulenta (ECT) na Camada Limite Atmosférica. O cálculo da ECT é realizado a partir das equações de espectro de energia para todas as condições de estabilidade, de acordo com Mangia et al. (2000) e Degrazia et al. (2000). Os parâmetros de similaridade, necessários para compor as expressões do espectro, são obtidos a partir de simulações com o modelo Weather Research and Forecasting. Também é proposto um novo método de estimativa de rajada de vento, de forma que o termo turbulento da equação é representado pelo desvio padrão de uma função senoidal. Os resultados gerados são comparados com dados de vento medidos por sensores instalados em Estações Meteorológicas de Superfície. Os métodos de estimativas de rajadas apresentados nesse estudo geraram resultados satisfatórios, representando corretamente os ciclos de intensificação e enfraquecimento das velocidades de rajadas observadas. O novo método de estimativa obtém bons resultados, apresentando boa estabilidade em todos os casos estudados. É verificado a limitação das estimativas de rajadas baseadas em ECT em eventos meteorológicos com convecção profunda, bem como a dificuldade das parametrizações com rajadas de vento de pouca intensidade. Por fim, conclui-se que os métodos de estimativa obtêm melhor desempenho ao estimar rajadas de vento de intensidade moderada.