MODELOS ATMOSFÉRICOS

Nome da Atividade

CÓDIGO

0100326

Carga Horária

68 horas

Tipo de Atividade

DISCIPLINA

Periodicidade

Semestral

Modalidade

PRESENCIAL

Unidade responsável

Departamento de Matemática e Estatística

CARGA HORÁRIA TEÓRICA

CARGA HORÁRIA PRÁTICA

CARGA HORÁRIA EXERCÍCIOS

CARGA HORÁRIA EAD

FREQUÊNCIA APROVAÇÃO

75%

CARGA HORÁRIA OBRIGATÓRIA

CRÉDITOS

Ementa

Sistemas de rotação, força centrífuga e força de Coriolis. Equações de Navier-Stokes em sistema referencial em rotação. Equação de continuidade e equação termodinâmica para gases ideais compressíveis. Formas de equações principais em coordenadas de pressão. Analise de escala de processos atmosféricos, condições e equações de balanço na atmosfera. Oscilações na atmosfera: ondas acústicas, gravitacionais e de Rossby. Modelos simplificados e filtragem de ondas e assimilação de dados: aproximação hidrostática, de Boussinesq, não elástica, barotrópica, quasi-geostrófica. Descrição de principais circulações da atmosfera, instabilidade hidrodinâmica

Objetivos

Objetivo Geral:

Disciplina optativa do PPG em Modelagem Matemática da UFPel.

Pré-requisitos: Tópicos Avançados do Cálculo, Equações Diferenciais Parciais Aplicadas

Conteúdo Programático

I. Noções introdutórias
1. Escalas de processos atmosféricos, forças principais.
2. Sistema referencial em rotação, força de Coriolis e força centrífuga.
3. Estrutura da atmosfera estática, coordenada vertical de pressão.

II. Equações principais da dinâmica da atmosfera
1. Derivada total.
2. Equações de momento em sistema referencial em rotação.
3. Equação de continuidade.
4. Equação de energia.
5. Relações termodinâmicas para gases ideais compressíveis.
6. Equações principais em coordenada vertical de pressão.
7. Análise de escala de equações principais.
8. Relações de balanço na atmosfera.

III. Oscilações atmosféricas
1. Método linear de perturbação.
2. Características básicas de ondas.
3. Soluções de equações linearizadas e suas características básicas.
4. Classificação de ondas atmosféricas: ondas acústicas, gravitacionais e de Rossby.
5. Filtragem de ondas nos sistemas atmosféricos e assimilação de dados.
6. Sistema de equações da atmosfera hidrostática.
7. Sistema de equações da atmosfera barotrópica.
8. Aproximação de Boussinesq e quasi-geostrófica.

IV. Descrição de principais circulações da atmosfera
1. Estrutura de sistemas sinóticos.
2. Instabilidade hidrodinâmica.
3. Instabilidade baroclínica e formação de sistemas sinóticos.

Bibliografia

Bibliografia Básica:

Dutton J.A. Dynamics of Atmospheric Motion. Dover Pub., 1995.
Fleagle R.G., Businger J.A. An Introduction to Atmospheric Physics. Academic Press, 1980.
Gill A.E. Atmosphere-Ocean Dynamics. Academic Press, 1982.
Green J. Atmospheric Dynamics. Cambridge U. Press, 2004.
Holton J.R. An Introduction to Dynamic Meteorology. Academic Press, 2004.
Vallis G.K. Atmospheric and Oceanic Fluid Dynamics. Cambridge U. Press, 2006.

Bibliografia Complementar:

Jacobson M.Z. Fundamentals of Atmospheric Modeling. Cambridge U. Press, 2005.
Pedlosky J. Geophysical Fluid Dynamics. Springer, 1990.