Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-09-04T21:17:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Roberto Navarro Pareja.pdf: 3454842 bytes, checksum: add35a3c61e16d12a7de8eec98d2b411 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-17T22:46:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Roberto Navarro Pareja.pdf: 3454842 bytes, checksum: add35a3c61e16d12a7de8eec98d2b411 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-17T22:46:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Roberto Navarro Pareja.pdf: 3454842 bytes, checksum: add35a3c61e16d12a7de8eec98d2b411 (MD5) Previous issue date: 2014-08-26 / CAPES / A simulação de reservatórios é uma importante ferramenta usada pela indústria do petróleo para o gerenciamento de reservatórios. A fim de obter previsões da produção de óleo confiáveis, diferentes propriedades petrofísicas do reservatório, como porosidade e permeabilidade são usadas nos modelos de reservatórios. Porém, medições diretas dessas propriedades são possíveis apenas em alguns poucos poços. Uma forma de melhorar o conhecimento sobre essas propriedades é através do processo de ajuste ao histórico. O ajuste ao histórico consiste em melhorar estimativas de propriedades do reservatório usadas na construção de um modelo de reservatório de forma que as previsões do modelo se aproximem dos dados medidos em campo. Nesta dissertação apresentamos um estudo para o ajuste ao histórico automático baseado em um modelo areal, isto é, que considera o reservatório plano e horizontal, descrito por apenas duas dimensões geométricas, de um reservatório bifásico (óleo/água), onde desejamos estimar a distribuição de permeabilidades do reservatório. Devido à sua simplicidade e eficiência, o método do Filtro de Kalman com Ensembles (EnKF), é usado para assimilar as medições estáticas e dinâmicas, atualizando continuamente as propriedades do reservatório. O EnKF nos últimos anos tem ganhado muita popularidade, é um método de assimilação de dados para modelos dinâmicos não lineares de alta dimensão e portanto adequado para ser usado no ajuste ao histórico de modelos de simulação de reservatórios. O EnKF foi implementado em Matlab e acoplado ao Matlab Reservoir Simulation Toolbox (MRST), que foi desenvolvido pelo SINTEF para simulação de reservatórios, e foi aplicado a dois casos sintéticos simples. Os resultados mostraram que a rotina EnKF funcionou corretamente, mostrando-se que, para muitos dos parâmetros com incerteza inicial, esta foi reduzida a um nível aceitável, para a produção de petróleo e água. / Reservoir simulation is an important tool used by the oil industry for reservoir management. In order to obtain reliable predictions of oil production, different petrophysical properties such as porosity and permeability are used to build the reservoir models. However, direct measurements of these properties are only possible in a few wells. One way to improve the knowledge of these properties is through the history matching process. History matching improves the estimates of reservoir properties used in the construction of the reservoir model so that the model predictions are closer to the measured production of the field. In this paper we present a study for an automatic history matching based upon and two-dimensional model of two-phase (oil/water) reservoir, where we wish to improve the estimate of the distribution of the reservoir permeabilities. Due to its simplicity and efficiency, the method of the Ensemble Kalman Filter (EnKF) is used to assimilate the static and dynamic measurements, continuously updating the properties of the reservoir. The EnKF, in recent years has gained much popularity, as it is a method for dynamic data assimilation for nonlinear models of high dimension and therefore suitable for use in history matching models of reservoir simulations. The EnKF was implemented in Matlab and coupled to Matlab Reservoir Simulation Toolbox (MRST), which was developed by SINTEF for reservoir simulation, and was applied to two simple synthetic cases. The results showed that the EnKF routine works properly, showing that, for many of the parameters and initial uncertainty has been reduced to an acceptable level for the production of oil and water.

Neste trabalho é apresentado um esquema de assimilação de dados a ser realizado com o Modelo Oceânico de Coordenadas Híbridas HYCOM ao largo da costa sudeste brasileira. O HYCOM utiliza 3 diferentes coordenadas verticais, a saber: coordenada-z na camada de mistura, coordenada isopicnal no oceano profundo estratificado e coordenada sigma-z nas regiões mais rasas e costeiras. Entretanto, como os perfis verticais das principais variáveis oceânicas, como temperatura, salinidade e densidade, são observados e disponibilizados em coordenadas-z, a assimilação desses dados não é tão trivial. Por esse motivo, uma técnica de transformação de coordenadas verticais de isopicnal para z é aqui proposta como uma alternativa para a realização da assimilação de dados no HYCOM. Essa técnica utiliza multiplicadores de Lagrange juntamente com um processo de otimização que garante a conservação do fluxo de massa barotrópico. A técnica de transformação é aplicada juntamente com o método de assimilação de dados proposto por Ezer & Mellor (1997). Esse método utiliza interpolação estatística e correlações, calculadas a priori com resultados do modelo, entre dados de superfície - temperatura (TSM) e /ou altura (ASM) - e a estrutura de subsuperfície de temperatura e densidade potenciais. Com base nos experimentos numéricos realizados, pode-se verificar que o esquema de assimilação de dados foi capaz de reproduzir eficientemente a circulação oceânica do domínio proposto e com os melhores resultados quando utilizando conjuntamente ASM e TSM nas correlações. / The present work presents a data assimilation scheme customized to work with the Hybrid Coordinate Ocean Model (HYCOM) for the Southeastern Brazilian Bights. HYCOM uses hybrid vertical coordinates, i.e., it uses z coordinates in the mixed layer, isopycnal coordinates in the deep ocean and sigma-z coordinates in the continental shelf. However, since vertical profiles of the main ocean variables, like temperature, density and salinity, are observed in z -coordinates, the assimilation of these data into HYCOM is not trivial. For this reason, a technique to transform vertical profiles from isopycnal coordinates to z -coordinates is here proposed as an alternative to realize data assimilation in HYCOM. This technique uses Lagrangian multipliers with a optmization process that guarantees the conservation of the barotropic mass ux. The technique of transformation is applied with the data assimilation method proposed by Ezer & Mellor (1997). The method uses statistical interpolation and correlations, a priori calculated with the models output, between the sea surface data - temperature (SST) and/or height (SSH) - and subsurface potential temperature and density structures. Numerical experiments showed that the data assimilation scheme is able to reproduce eficiently the local ocean circulation. The best performance scheme included the correlation with both SST and SSH.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:51:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thesis.pdf: 19996358 bytes, checksum: b3a11077536e0bcd42efeade2b4a5bed (MD5) Previous issue date: 2009-12-22 / The present work presents a data assimilation scheme customized to work with the Hybrid Coordinate Ocean Model (HYCOM) for the Southeastern Brazilian Bights. HYCOM uses hybrid vertical coordinates, i.e., it uses z coordinates in the mixed layer, isopycnal coordinates in the deep ocean and sigma-z coordinates in the continental shelf. However, since vertical profiles of the main ocean variables, like temperature, density and salinity, are observed in z -coordinates, the assimilation of these data into HYCOM is not trivial. For this reason, a technique to transform vertical profiles from isopycnal coordinates to z -coordinates is here proposed as an alternative to realize data assimilation in HYCOM. This technique uses Lagrangian multipliers with a optmization process that guarantees the conservation of the barotropic mass ux. The technique of transformation is applied with the data assimilation method proposed by Ezer & Mellor (1997). The method uses statistical interpolation and correlations, a priori calculated with the model´s output, between the sea surface data - temperature (SST) and/or height (SSH) - and subsurface potential temperature and density structures. Numerical experiments showed that the data assimilation scheme is able to reproduce eficiently the local ocean circulation. The best performance scheme included the correlation with both SST and SSH. / Neste trabalho é apresentado um esquema de assimilação de dados a ser realizado com o Modelo Oceânico de Coordenadas Híbridas HYCOM ao largo da costa sudeste brasileira. O HYCOM utiliza 3 diferentes coordenadas verticais, a saber: coordenada-z na camada de mistura, coordenada isopicnal no oceano profundo estratificado e coordenada sigma-z nas regiões mais rasas e costeiras. Entretanto, como os perfis verticais das principais variáveis oceânicas, como temperatura, salinidade e densidade, são observados e disponibilizados em coordenadas-z, a assimilação desses dados não é tão trivial. Por esse motivo, uma técnica de transformação de coordenadas verticais de isopicnal para z é aqui proposta como uma alternativa para a realização da assimilação de dados no HYCOM. Essa técnica utiliza multiplicadores de Lagrange juntamente com um processo de otimização que garante a conservação do fluxo de massa barotrópico. A técnica de transformação é aplicada juntamente com o método de assimilação de dados proposto por Ezer & Mellor (1997). Esse método utiliza interpolação estatística e correlações, calculadas a priori com resultados do modelo, entre dados de superfície - temperatura (TSM) e /ou altura (ASM) - e a estrutura de subsuperfície de temperatura e densidade potenciais. Com base nos experimentos numéricos realizados, pode-se verificar que o esquema de assimilação de dados foi capaz de reproduzir eficientemente a circulação oceânica do domínio proposto e com os melhores resultados quando utilizando conjuntamente ASM e TSM nas correlações.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:25:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_vinicius_beck.pdf: 4949761 bytes, checksum: c6f13ff7be7f00316975865c6d3cf811 (MD5) Previous issue date: 2013-05-23 / The procedure to combine mathematical models with noise data, in order to improve numerical weather forecasting by statistical methods, is an important and challenging meteorology research field, known as data assimilation. The 3DVAR approach, state of art in data assimilation technique, is applied in this study. The aim of present development is to evaluate the results of the data assimilation from INMET automatic stations and soundings in Southern Region of Brazil in the weather forecasts of the WRF model with data assimilation via 3DVAR method, analyzing in each processed case, if the forecasting reproduces the synoptic scenario observed, with better prediction then the WRF without data assimilation. The specific aim is to evaluate the assimilation procedure of two precipitation events occurred in the year 2012. This study is especially important, because the INMET automatic weather stations data are not transmitted by GTS. Therefore, these data were not assimilated by prediction systems generated by global models, such as GFS, which provides initial and boundary conditions for regional models, such as WRF. The results show that the WRF with data assimilation procedure, reproduces satisfactorily the true synoptic scenario observed in the two cases evaluated and produces better forecasts then WRF without data assimilation. The thermodynamic analysis showed that the WRF with data assimilation producing vertical profiles of air temperature and dew point temperature very close to the observed profiles, with small improvement in prediction as compared with the WRF without assimilation. Additional experiments indicate that data assimilated from other sources, in addition to the INMET automatic weather stations and soundings stations, as well as the increases of horizontal resolution in the integration of the WRF with inclusion of subset, provide significant improvements in weather forecasting fields. / O procedimento de combinar modelos matemáticos com dados imprecisos e que apresentam ruídos, para melhorar a previsão do tempo por método estatístico, constitui uma importante e desafiadora linha de pesquisa em meteorologia, conhecida como assimilação de dados. O método 3DVAR, que é uma das técnicas que representam o estado da arte em assimilação de dados, é aplicado neste estudo. O objetivo do presente trabalho é avaliar os resultados da assimilação dos dados observados das estações automáticas do INMET e de radiossondagens da Região Sul do Brasil na previsão do modelo WRF com assimilação 3DVAR, analisando em cada caso processado, se os prognósticos reproduzem o cenário sinótico observado e melhoram a previsão do WRF sem assimilação. O objetivo específico é avaliar o procedimento de assimilação em dois eventos de precipitação ocorridos no ano de 2012. O estudo é especialmente importante, visto que os dados das estações automáticas do INMET não são transmitidos no GTS; portanto, não são assimilados pelos sistemas de previsões geradas por modelos globais, como o GFS, que proporcionam as condições iniciais e de contorno de modelos regionais, como o WRF. Os resultados mostram que o WRF com assimilação de dados reproduziu satisfatoriamente o cenário sinótico observado nos dois casos analisados e produziu prognósticos melhores do que os do WRF sem assimilação. As análises termodinâmicas mostraram que o WRF com assimilação de dados produziu perfis verticais de temperatura do ar e temperatura do ponto de orvalho bem próximos dos perfis observados, com pequena melhora na previsão em relação ao WRF sem assimilação. Experimentos adicionais indicam que a assimilação de dados de outras fontes, além das estações automáticas do INMET e radiossondagens, bem como o aumento da resolução espacial na integração do WRF com a inclusão de um subdomínio, resultam em melhora significativa na previsão dos campos meteorológicos.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Patricia Sanez Pacheco.pdf: 5863593 bytes, checksum: 09110174632af5db7c118097a7724e97 (MD5) Previous issue date: 2006-11-16 / Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / In this work, formulations of ocean data assimilation methods and numerical experiments focusing on the tropical Atlantic Ocean are presented. A methodology of correction of salinity, which takes the temperature analysis and a local relation between temperature and salinity, and numerical experiments are also presented. The methods used here were: the Bergthorsson and Döös (B&D) method; the method of Successive Corrections, both with fixed weights; and a version of the Kalman filter based on the Fokker-Plank equation with prognostic weights. The global circulation model MOM version 3 from GFDL/NOAA was used for the realization of experiments with inter-annual and seasonal variabilities. These experiments used observational data from the PIRATA project and from the climatological Levitus Atlas, respectively. The experiments were performed after 15 years of spin up. Several sensitivity experiments were realized to identify the impact of data assimilation on the model results, particularly in relation to: (i) the number of model vertical levels with assimilation, (ii) assimilation of only vertical profiles of temperature; (iii) assimilation of only vertical profiles of salinity; (iv) assimilation of vertical profiles of both temperature and salinity; (v) assimilation of only vertical profiles of temperature but with salinity correction. The results showed that the use of the assimilation methods reduced the model errors in relation to the observational data. The analysis increments by the data assimilation methods heated the surface ocean and cooled the region below the thermocline. The Kalman filter version produced localized corrections around the observational data, while the methods with prescribed weights produced smooth analysis with large-scale impacts. The assimilation of only temperature with the B&D method conducted for 1 year imposed perturbations that caused the degradation of the solution in the second half of the experiment. The assimilation of both temperature and salinity or the assimilation of only temperature with salinity correction produced the best model estimate with respect to observation. For the implementation of an operational ocean data assimilation system with the methods investigated in the present work, it is recommended the use of the B&D method and assimilation of both temperature and salinity. / Neste trabalho são apresentadas formulações de métodos de assimilação de dados oceanográficos e experimentos numéricos enfocando o Oceano Atlântico tropical. É apresentada ainda uma metodologia e experimentos de correção da salinidade a partir de análises de temperatura usando uma relaçãolocal entre a temperatura e salinidade. Foi utilizado o método de Bergthorsoon e Döös (B&D), o método de correções sucessivas, ambos com pesos prescritos, e uma versão do filtro de Kalman baseada na equação de Fokker-Planck com pesos prognosticados. Foi empregado o modelo de circulação geral dos oceanos MOM3 do GFDL/NOAA para a realização de experimentos com variabilidade interanual e com variabilidade sazonal usando dados observados do projeto PIRATA e climatologia do Atlas de Levitus, respectivamente. As integrações foram feitas após 15 anos de integração de spin up. Diversos experimentos de sensibilidade foram realizados para identificar o impacto da assimilação de dados na simulação do modelo, particularmente em relação a: (i) número de níveis verticais do modelo com assimilação; (ii) assimilação com perfis verticais de temperatura; (iii) assimilação com perfis verticais de salinidade; (iv) assimilação de ambos perfis verticais de temperatura e salinidade; e (v) assimilação de somente perfis verticais de temperatura mas com correção da salinidade. Os resultados obtidos indicam que os métodos de assimilação reduziram os erros do modelo em relação às observações. Os incrementos da análise produzidos pelos métodos de assimilação aqueceram o oceano superficial e esfriaram a região abaixo da termoclina. A versão do filtro de Kalman produziu correções localizadas ao redor dos pontos de dados observacionais, enquanto os métodos com pesos prescritos produziram análises mais suaves com correções em áreas maiores. A assimilação de somente temperatura com o método de B&D conduzida por 1 ano impôs perturbações que causaram a degradação da qualidade da simulação na segunda metade do experimento. A assimilação de ambos temperatura e salinidade ou somente assimilação de temperatura com correção da salinidade produziram a melhor estimativa do modelo em relação às observações. Para a implementação de um sistema de assimilação de dados oceanográficos operacional com os métodos aqui investigados recomenda-se o uso do método de B&D e assimilação de ambos temperatura e salinidade.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-12-07Bitstream added on 2014-06-13T20:01:31Z : No. of bitstreams: 1 sapucci_lf_dr_prud.pdf: 3782471 bytes, checksum: af4cccfc2f5cb3b6dd4ba86dfb21c180 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A quantificação do vapor d'água integrado na atmosfera (IWV - Integrated Water Vapor), ao contrário de outras variáveis meteorológicas, é algo que ainda se apresenta como um grande desafio para as Ciências Atmosféricas. Diversos mecanismos, envolvendo diferentes técnicas, têm sido empregados e testados para esse fim em diferentes regiões do globo por pesquisa dores das mais variadas áreas da ciência. Essa tese apresenta uma contribuição a esse tema ao empregar receptores GPS (Global Positioning System) em bases terrestres, localizados no Brasil, envolvendo instituições de pesquisa na área de Geodésia e de Meteorologia. Os objetivos principais desse trabalho são validar os valores do IWV obtidos a partir das observações GPS e contribuir com a viabilização da utilização de redes ativas de receptores GPS, existentes atualmente e futuras, no monitoramento do IWV como suporte às atividades da Meteorologia e Climatologia no Brasil. Os resultados obtidos mostram que, com a efetivação desse processo, poderá ser obtida uma fonte adicional de informações da umidade para Previsão Numérica de Tempo (PNT). Além disso, é mostrado também que a alta resolução temporal dos valores do IWV obtidos a partir das observações GPS pode contribuir para a melhoria dos resultados gerados por outras técnicas empregadas na mesma tarefa. Em contrapartida, um modelo de PNT é utilizado para gerar previsões da influência da troposfera nos sinais GPS, visando beneficiar aplicações GPS em tempo real. Os resultados gerados nesse trabalho são frutos da sinergia entre as duas áreas envolvidas e mostram que, atualmente, há boas perspectivas para essa parceria no Brasil. / Quantification of Integrated Water Vapor (IWV), unlike other meteorological variables, still represents a significant challenge to the Atmospheric Sciences. In this task several techniques using different mechanisms have been employed and tested in different regions of the planet. Many researchers from several areas of science have been involved in this process. This thesis presents a contribution to this theme, employing ground-based GPS receivers installed on Brazilian territory, involving Geodesy and Meteorology research institutes. The main aim of this work is to contribute in order to make enable the use of the existing networks of continuously operating GPS receivers, and those that will be installed in the future, in IWV monitoring to support meteorological and climatological activities in Brazil. The results generated show that in this process it is possible to obtain an additional source of humidity information for Numerical Weather Prediction (NWP). Furthermore, the prospect of using the ground-based GPS receivers to monitor atmospheric water vapor is promising because thehigh temporal resolution of IWV values from GPS observations can improve the results generated from other techniques employed in the same task. At the same time, a NWP model is applied to generate predictions of the atmosphere's influence over radiofrequency signals, to improve real time GPS applications. The results of this work stem from the synergy between the two areas of science involved. They show that the current outlook for this partnership in Brazil is good, and that both Meteorology and Geodesy will benefit.

In this work, formulations of ocean data assimilation methods and numerical experiments focusing on the tropical Atlantic Ocean are presented. A methodology of correction of salinity, which takes the temperature analysis and a local relation between temperature and salinity, and numerical experiments are also presented. The methods used here were: the Bergthorsson and Döös (B&D) method; the method of Successive Corrections, both with fixed weights; and a version of the Kalman filter based on the Fokker-Plank equation with prognostic weights. The global circulation model MOM version 3 from GFDL/NOAA was used for the realization of experiments with inter-annual and seasonal variabilities. These experiments used observational data from the PIRATA project and from the climatological Levitus Atlas, respectively. The experiments were performed after 15 years of spin up. Several sensitivity experiments were realized to identify the impact of data assimilation on the model results, particularly in relation to: (i) the number of model vertical levels with assimilation, (ii) assimilation of only vertical profiles of temperature; (iii) assimilation of only vertical profiles of salinity; (iv) assimilation of vertical profiles of both temperature and salinity; (v) assimilation of only vertical profiles of temperature but with salinity correction. The results showed that the use of the assimilation methods reduced the model errors in relation to the observational data. The analysis increments by the data assimilation methods heated the surface ocean and cooled the region below the thermocline. The Kalman filter version produced localized corrections around the observational data, while the methods with prescribed weights produced smooth analysis with large-scale impacts. The assimilation of only temperature with the B&D method conducted for 1 year imposed perturbations that caused the degradation of the solution in the second half of the experiment. The assimilation of both temperature and salinity or the assimilation of only temperature with salinity correction produced the best model estimate with respect to observation. For the implementation of an operational ocean data assimilation system with the methods investigated in the present work, it is recommended the use of the B&D method and assimilation of both temperature and salinity. / Neste trabalho são apresentadas formulações de métodos de assimilação de dados oceanográficos e experimentos numéricos enfocando o Oceano Atlântico tropical. É apresentada ainda uma metodologia e experimentos de correção da salinidade a partir de análises de temperatura usando uma relaçãolocal entre a temperatura e salinidade. Foi utilizado o método de Bergthorsoon e Döös (B&D), o método de correções sucessivas, ambos com pesos prescritos, e uma versão do filtro de Kalman baseada na equação de Fokker-Planck com pesos prognosticados. Foi empregado o modelo de circulação geral dos oceanos MOM3 do GFDL/NOAA para a realização de experimentos com variabilidade interanual e com variabilidade sazonal usando dados observados do projeto PIRATA e climatologia do Atlas de Levitus, respectivamente. As integrações foram feitas após 15 anos de integração de spin up. Diversos experimentos de sensibilidade foram realizados para identificar o impacto da assimilação de dados na simulação do modelo, particularmente em relação a: (i) número de níveis verticais do modelo com assimilação; (ii) assimilação com perfis verticais de temperatura; (iii) assimilação com perfis verticais de salinidade; (iv) assimilação de ambos perfis verticais de temperatura e salinidade; e (v) assimilação de somente perfis verticais de temperatura mas com correção da salinidade. Os resultados obtidos indicam que os métodos de assimilação reduziram os erros do modelo em relação às observações. Os incrementos da análise produzidos pelos métodos de assimilação aqueceram o oceano superficial e esfriaram a região abaixo da termoclina. A versão do filtro de Kalman produziu correções localizadas ao redor dos pontos de dados observacionais, enquanto os métodos com pesos prescritos produziram análises mais suaves com correções em áreas maiores. A assimilação de somente temperatura com o método de B&D conduzida por 1 ano impôs perturbações que causaram a degradação da qualidade da simulação na segunda metade do experimento. A assimilação de ambos temperatura e salinidade ou somente assimilação de temperatura com correção da salinidade produziram a melhor estimativa do modelo em relação às observações. Para a implementação de um sistema de assimilação de dados oceanográficos operacional com os métodos aqui investigados recomenda-se o uso do método de B&D e assimilação de ambos temperatura e salinidade.

Floods are one of the most devastating types of worldwide disasters in terms of human, economic, and social losses. If authoritative data is scarce, or unavailable for some periods, other sources of information are required to improve streamflow estimation and early flood warnings. Georeferenced social media messages are increasingly being regarded as an alternative source of information for coping with flood risks. However, existing studies have mostly concentrated on the links between geo-social media activity and flooded areas. This thesis aims to show a novel methodology that shows a way to close the research gap regarding the use of social networks as a proxy for precipitation-runoff and flood forecast estimates. To address this, it is proposed to use a transformation function that creates a proxy variable for rainfall by analysing messages from geo-social media and precipitation measurements from authoritative sources, which are then incorporated into a hydrological model for the flow estimation. Then the proxy and authoritative rainfall data are merged to be used in a data assimilation scheme using the Ensemble Kalman Filter (EnKF). It is found that the combined use of authoritative rainfall values with the social media proxy variable as input to the Probability Distributed Model (PDM), improves flow simulations for flood monitoring. In addition, it is found that when these models are made under a scheme of fusion-assimilation of data, the results improve even more, becoming a tool that can help in the monitoring of \"ungauged\" or \"poorly gauged\" catchments. The main contribution of this thesis is the creation of a completely original source of rain monitoring, which had not been explored in the literature in a quantitative way. It also shows how the joint use of this source and data assimilation methodologies aid to detect flood events. / As inundações são um dos tipos mais devastadores de desastres em todo o mundo em termos de perdas humanas, econômicas e sociais. Se os dados oficiais forem escassos ou indisponíveis por alguns períodos, outras fontes de informação são necessárias para melhorar a estimativa de vazões e antecipar avisos de inundação. Esta tese tem como objetivo mostrar uma metodologia que mostra uma maneira de fechar a lacuna de pesquisa em relação ao uso de redes sociais como uma proxy para as estimativas de precipitação e escoamento. Para resolver isso, propõe-se usar uma função de transformação que cria uma variável proxy para a precipitação, analisando mensagens de medições geo-sociais e precipitação de fontes oficiais, que são incorporadas em um modelo hidrológico para a estimativa de fluxo. Em seguida, os dados de proxy e precipitação oficial são fusionados para serem usados em um esquema de assimilação de dados usando o Ensemble Kalman Filter (EnKF). Descobriu-se que o uso combinado de valores oficiais de precipitação com a variável proxy das mídias sociais como entrada para o modelo distribuído de probabilidade (Probability Distributed Model - PDM) melhora as simulações de fluxo para o monitoramento de inundações. A principal contribuição desta tese é a criação de uma fonte completamente original de monitoramento de chuva, que não havia sido explorada na literatura de forma quantitativa.

Floods are one of the most devastating types of worldwide disasters in terms of human, economic, and social losses. If authoritative data is scarce, or unavailable for some periods, other sources of information are required to improve streamflow estimation and early flood warnings. Georeferenced social media messages are increasingly being regarded as an alternative source of information for coping with flood risks. However, existing studies have mostly concentrated on the links between geo-social media activity and flooded areas. This thesis aims to show a novel methodology that shows a way to close the research gap regarding the use of social networks as a proxy for precipitation-runoff and flood forecast estimates. To address this, it is proposed to use a transformation function that creates a proxy variable for rainfall by analysing messages from geo-social media and precipitation measurements from authoritative sources, which are then incorporated into a hydrological model for the flow estimation. Then the proxy and authoritative rainfall data are merged to be used in a data assimilation scheme using the Ensemble Kalman Filter (EnKF). It is found that the combined use of authoritative rainfall values with the social media proxy variable as input to the Probability Distributed Model (PDM), improves flow simulations for flood monitoring. In addition, it is found that when these models are made under a scheme of fusion-assimilation of data, the results improve even more, becoming a tool that can help in the monitoring of \"ungauged\" or \"poorly gauged\" catchments. The main contribution of this thesis is the creation of a completely original source of rain monitoring, which had not been explored in the literature in a quantitative way. It also shows how the joint use of this source and data assimilation methodologies aid to detect flood events. / As inundações são um dos tipos mais devastadores de desastres em todo o mundo em termos de perdas humanas, econômicas e sociais. Se os dados oficiais forem escassos ou indisponíveis por alguns períodos, outras fontes de informação são necessárias para melhorar a estimativa de vazões e antecipar avisos de inundação. Esta tese tem como objetivo mostrar uma metodologia que mostra uma maneira de fechar a lacuna de pesquisa em relação ao uso de redes sociais como uma proxy para as estimativas de precipitação e escoamento. Para resolver isso, propõe-se usar uma função de transformação que cria uma variável proxy para a precipitação, analisando mensagens de medições geo-sociais e precipitação de fontes oficiais, que são incorporadas em um modelo hidrológico para a estimativa de fluxo. Em seguida, os dados de proxy e precipitação oficial são fusionados para serem usados em um esquema de assimilação de dados usando o Ensemble Kalman Filter (EnKF). Descobriu-se que o uso combinado de valores oficiais de precipitação com a variável proxy das mídias sociais como entrada para o modelo distribuído de probabilidade (Probability Distributed Model - PDM) melhora as simulações de fluxo para o monitoramento de inundações. A principal contribuição desta tese é a criação de uma fonte completamente original de monitoramento de chuva, que não havia sido explorada na literatura de forma quantitativa.