Low visibility study at Porto Alegre airport: numerical simulation with PAFOG model

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2019.006.0011

Keywords:

Visibility, Radiation Fog, PAFOG Model

Abstract

Elaboration of this work was motivated by the lack of an effective visibility forecasting method for the Salgado Filho airport (Porto Alegre, RS). The main purposes are: 1) to simulate low visibility events caused by radiation fog at the Porto Alegre airport, using the PAFOG model and 2) evaluate the results of simulations started with different data sources. Vertical Profiles by radiosonde and forecasted using the data (CFSR-2) of the CFSR model were used for model initializations. Two sources of the surface data were used for initializations. Boundary layer (BL) variables were calculated with CFSR model data (reanalysis CFSR-1 and CFSR-2). Altitude data were obtained from radiosonde and CFSR-2 data (0.5° resolution). All (13) events of radiation fog were selected at the hours of radiosonde observations. The next physical conditions of the lower troposphere were analyzed: 1) synoptic and mesoscale analysis of NCEP and CFSR-1 (2.5° resolution) reanalysis products and GOES-12 satellite; 2) dynamic above the BL with CFSR-1 and CFSR-2 (0.5° resolution) and 3) vertical profile of the relative humidity (RH) from radiosonde and 0.5° CFSR-2 products. It was elaborated 25 initializations with radiosonde profiles and 48 with CFRS-2 profiles with antecedence up to 22h. Synoptic, dynamic and RH profile analyzes during the initialization showed favorable conditions for the use of the PAFOG model. Dew point extrapolation errors from CFSR-2 profiles were detected in some situations. An influence of the Frontal Systems (SF) extremities in some initializations generated geostrophic wind above the limit supported by the PAFOG model. PAFOG using CFSR-2 profiles simulated fog-like visibility in 36 initializations and did not simulate in 12 (10 due to errors in the relative humidity extrapolation and 2 due to SF influence). The best simulations of PAFOG with CFSR were started at 1200UTC at the day before the event and at 0000UTC at the event day. PAFOG with radiosonde profiles simulated fog-like visibility in 22 initializations and did not predict in 3. Results showed a great potential for the use of the PAFOG model for a fog forecasting at Salgado Filho airport, but also showed the necessity to adapt the model with the regional climatic condition.

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Author Biographies

João Maria de Sousa Afonso, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

Possui Graduação (2014) e Mestrado (2016) em Meteorologia pela Universidade Federal de Alagoas (UFAL) e Pós Graduação em Meio Ambiente e Organizações Empresariais e Sociais (2015) pela Universidade Cândido Mendes (UCAM). Atualmente frequenta o Doutorado em Meteorologia no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Meteorologia, atuando principalmente em Meteorologia Sinótica e Física. 

Natalia Fedorova, Universidade Federal de Alagoas

Possui graduação em Meteorologia pela Universidade Federal de Moscou(1971), mestrado em meteorologia pela Universidade Federal de Moscou(1973) e doutorado em Meteorologia pelo Centro Hidrometeorológico da Rússia(1980). Atualmente é Professor Associado da Universidade Federal de Alagoas, Revisor de periódico da Revista Brasileira de Meteorologia (Impresso), Revisor de periódico da Floresta (UFPR. Impresso), Revisor de periódico da Bragantia (São Paulo, SP. Impresso), Revisor de periódico da Atmospheric Science Letters, Revisor de periódico da Atmospheric Research (Print), Membro de corpo editorial da PURE AND APPLIED GEOPHYSICS e Revisor de periódico da Aerosol and Air Quality Research. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Meteorologia. Atuando principalmente nos seguintes temas:Meteorologia Sinotica, Previsao de Tempo, Dados de Satelite. 

Vladimir Levit, Universidade Federal de Alagoas

possui graduação em Física - Urais Universidade Federal da Russia (1969), mestrado em Física teórica - Urais Universidade Federal da Russia (1971) e doutorado em Física do Estado Sólido pelo Instituto de Física dos Metais de Academia dos Ciencias da Rússia (1981). Muitos anos trabalho no Centro principal da Energia Nuclear da Rússia ?Instituto Kurchatov? em Moscou com interese principal na área de radiation embrittlement. Atualmente é professor associado do Instituto das Ciências Atmosféricas da Universidade Federal de Alagoas. Atividade na área de Física da Atmosfera para problemas meteorológicos dos fenômenos adversos.

Lianet Hernández Pardo, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

Possui graduação em Meteorología pelo Instituto Superior de Tecnologías y Ciencias Aplicadas, Cuba (2013), e mestrado em Meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Brasil (2016). Tem experiência em sensoriamento remoto da atmosfera, principalmente no tratamento digital de imagens e na classificação automática de nuvens, e em modelagem numérica do tempo, com ênfase nas parametrizações de microfísica de nuvens.

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Published

2019-11-05

Issue

Vol. 10 No. 6 (2019): Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais - Out, Nov 2019

Section

Meteorologia, Climatologia e Mudanças Climáticas

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