Um modelo espectral para estimar a energia das ondas de gravidade na média atmosfera

Abstract

Ondas de gravidade atmosféricas são importantes no estudo da circulação e estrutura atmosférica planetária. Embora tenha efeito na baixa atmosfera, as maiores influências das ondas de gravidade ocorrem na média atmosfera, entre 10 e 100 km de altitude, devido ao decréscimo na densidade do ar e o crescimento da amplitude das ondas com a altitude. Neste trabalho, a equação para os espectros das ondas de gravidade é resolvida analiticamente pelo método da decomposição de Adomian. Como consequência, a natureza não linear do problema é preservada e os erros encontrados são devidos somente às parametrizações empregadas. Os resultados indicam que a solução da equação linearizada para o espectro das ondas de gravidade é uma boa aproximação somente para altitudes inferiores a 10 km, porque a linearização da equação conduz a uma solução que não descreve corretamente os espectros de energia cinética, comparando com a parametrização aplicada em simulações.

Atmospheric gravity waves are important in the study of circulation and mear structure of planetary atmosphere. Although it has effect in the lower atmosphere, the major influences of gravity waves occur in the middle atmosphere, between 10 and 100 km altitude due to the decrease in air density and growth of wave amplitude with altitude. In this work, the equation for the spectra of gravity waves is analytically solved by Adomian decomposition method. As a result, the nonlinear nature of the problem is preserved and errors encountered are only due to the parameterization employed only. The results indicate that the solution of the linear equation for the wave spectrum of gravity is a good approximation only for altitudes below 10 km, as the linearization of the equation leads to a solution that does not correctly describe the spectra of kinetic energy compared with the parameterization applied in simulations.