Diversas atividades ligados ao gerenciamento de recursos hídricos necessitam da previsão de acumulados diários de chuva extremos. Entretanto, grande parte dos modelos utilizados operacionalmente apresentam uma tendência a subestimar os extremos de precipitação mesmo com apenas 24 horas de antecedência. Existem diversas razões para esse tipo de erro de previsão tais como, limitações nas parametrizações de convecção para modelos com resolução de dezenas de quilômetros e a não inclusão do efeito de aerossóis como núcleos de condensação de gotas de nuvens nos modelos de grande escala. Dentro desse contexto, este trabalho tem como objetivo analisar situações de eventos extremos de precipitação na região de Belém, Pará, onde o regime de precipitação é modulado, principalmente, pela brisa marítima, linhas de instabilidade, distúrbios ondulatório de leste, zona de convergência intertropical, alta da Bolívia e Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis (VCAN). A abordagem será de identificação de perfis verticais cinemáticos e termodinâmicos típicos de eventos extremos de precipitação diária em Belém, Pará. Para esse fim, escolheu-se fazer uma análise de dados de radiossondagem e precipitação utilizando as Funções Ortogonais Empíricas (EOF - Empirical Orthogonal Functions combinadas e verificar como o Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS) simula características básicas de chuva acumulada diária. A variância explicada das EOF calculadas a partir do conjunto de variáveis acumulado diário de precipitação (acpcp), temperatura (t), razão de mistura de vapor d\'água (rv), vento zonal (u) e vento meridional (v) e acpcp, u e v apresentaram valores de variância explicada baixos em relação as EOF calculadas a partir de acpcp e u somente. A terceira EOF (e3) foi a que melhor identificou os extremos chuvosos em relação a primeira e segunda. Observou-se padrões sinóticos favoráveis a convecção para os dias relativos à acumulados de chuva acima da média e menos favoráveis para os dias relativos à acumulados de chuva abaixo da média. Nos dias que apresentaram os maiores acumulados de chuva identificados por e3 verificou-se a presença da Alta da Bolívia e de um VCAN sobre o Oceano Atlântico influenciando a região de estudo. Observou-se um caso de uma linha de instabilidade que adentrou o continente associada a um jato de baixos níveis e outro caso de uma perturbação de latitudes médias, ambos os casos ocasionaram acumulados de chuva acima da média. O BRAMS apresentou máximos e mínimos de anomalias de acpcp coincidentes com os dados observados. Os dias relativos à acumulados de chuva acima da média apresentaram correntes ascendentes e descendentes mais intensas que os dias relativos à acumulados de chuva abaixo da média. Observou-se máximos de correntes ascendentes associados a formação de novas células convectivas. / Several activities related to water management need the forecasting of cumulative daily rainfall extreme. However, most of the models used operacionaly tend to underestimate the extreme rainfall even with 24 hours of advance. There are several reasons for this type of forecast error such as, limitations in convection parametrizations for models with resolution of tens of kilometers and not inclusion of the effect of aerosols as cloud condensation nuclei for cloud droplets in large-scale models. Withing this context, this study aims to analyze situations of extreme precipitation events in the region of Belém, Pará, where the rainfall regime is modulated mainly by sea breeze, squall lines, easterly wave disturbances, intertropical convergence zone, Bolivian high and cyclonic vortices of high levels (VCAN). The approach will be to identify kinematic and thermodynamics vertical profiles typical of extreme daily rainfall events in Belém, Pará. To this end, it was chosen to analyze sounding and rainfall data using the combined Empirical Orthogonal Functions (EOF) and verify how the Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS) simulates the basic features of daily accumulated rainfall. The explained variance of EOF calculated from the set of variables accumulated daily precipitation (acpcp), temperature (t), mixing ratio of water vapor (rv), zonal wind (u) e meridional wind (v) and acpcp, u and v showed low values of explained variance in relation to the EOF calculated from acpcp and u only. The third EOF (e3) was the best in the identification of extreme rainfall compared to first and second. Observed synoptic patterns are favorable to convection on days with accumulated rainfall above average and less favorable on days for accumulated rainfall below average. In the days that had the highest accumulated rainfall identified by e3, it was verified that the presence of the Bolivian high and a VCAN on the Atlantic Ocean influence the study region. A case of squall line that entered the continent associated with a low level jet and other case of disturbance of mid-latitudes, resulted in accumulated rainfall above average. The BRAMS presented maximum and minimum acpcp anomalies coincident with the observed data. The days on the accumulated rainfall above average showed more intense updrafts and downdrafts that the days on the accumulated rainfall below average. Observed maximum updrafts associated with the formation of new convective cells.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work presents a comparative study between precipitation and air temperature measurement observed at a wether station, located in Veranópolis RS, with data obtained from the BRAMS (Brazilian Regional Atmospheric Modeling System)atmospheric model with different spatial resolutions (5, 10 and 20 kilometers). The data used in this study collected in northeastern Rio Grande do Sul are the precipitation and temperatures (maximum, minimum and average). The period of data were analyzed six months, three in winter (June, July and August, 2007) and three months in summer (December 2007 and January and February 2008). The results show that the numerical model gets the best results of precipitation in the grid of 20 km, and the temperature is well reproduced in three grid. / Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre os dados de precipitação e temperatura do ar observados em uma estação demonitoramento do clima, localizada em Veranópolis- RS, com os dados obtidos a partir do modelo atmosférico BRAMS (Brazilian Regional Atmospheric Modeling System), com diferentes resoluções espaciais (5, 10 e 20 quilômetros). Os dados utilizados neste estudo coletados no nordeste do Rio Grande do Sul são a precipitação e temperaturas (máxima, média e mínima). O período de dados analisados foram seis meses, três no inverno (junho, julho e agosto de 2007) e três no verão (dezembro de 2007 e janeiro e fevereiro de 2008). Os resultados obtidos mostram que o modelo numérico obtém melhores resultados de precipitação na grade de 20 km, e a temperatura é bem reproduzida nas três grades.

Diversas atividades ligados ao gerenciamento de recursos hídricos necessitam da previsão de acumulados diários de chuva extremos. Entretanto, grande parte dos modelos utilizados operacionalmente apresentam uma tendência a subestimar os extremos de precipitação mesmo com apenas 24 horas de antecedência. Existem diversas razões para esse tipo de erro de previsão tais como, limitações nas parametrizações de convecção para modelos com resolução de dezenas de quilômetros e a não inclusão do efeito de aerossóis como núcleos de condensação de gotas de nuvens nos modelos de grande escala. Dentro desse contexto, este trabalho tem como objetivo analisar situações de eventos extremos de precipitação na região de Belém, Pará, onde o regime de precipitação é modulado, principalmente, pela brisa marítima, linhas de instabilidade, distúrbios ondulatório de leste, zona de convergência intertropical, alta da Bolívia e Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis (VCAN). A abordagem será de identificação de perfis verticais cinemáticos e termodinâmicos típicos de eventos extremos de precipitação diária em Belém, Pará. Para esse fim, escolheu-se fazer uma análise de dados de radiossondagem e precipitação utilizando as Funções Ortogonais Empíricas (EOF - Empirical Orthogonal Functions combinadas e verificar como o Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS) simula características básicas de chuva acumulada diária. A variância explicada das EOF calculadas a partir do conjunto de variáveis acumulado diário de precipitação (acpcp), temperatura (t), razão de mistura de vapor d\'água (rv), vento zonal (u) e vento meridional (v) e acpcp, u e v apresentaram valores de variância explicada baixos em relação as EOF calculadas a partir de acpcp e u somente. A terceira EOF (e3) foi a que melhor identificou os extremos chuvosos em relação a primeira e segunda. Observou-se padrões sinóticos favoráveis a convecção para os dias relativos à acumulados de chuva acima da média e menos favoráveis para os dias relativos à acumulados de chuva abaixo da média. Nos dias que apresentaram os maiores acumulados de chuva identificados por e3 verificou-se a presença da Alta da Bolívia e de um VCAN sobre o Oceano Atlântico influenciando a região de estudo. Observou-se um caso de uma linha de instabilidade que adentrou o continente associada a um jato de baixos níveis e outro caso de uma perturbação de latitudes médias, ambos os casos ocasionaram acumulados de chuva acima da média. O BRAMS apresentou máximos e mínimos de anomalias de acpcp coincidentes com os dados observados. Os dias relativos à acumulados de chuva acima da média apresentaram correntes ascendentes e descendentes mais intensas que os dias relativos à acumulados de chuva abaixo da média. Observou-se máximos de correntes ascendentes associados a formação de novas células convectivas. / Several activities related to water management need the forecasting of cumulative daily rainfall extreme. However, most of the models used operacionaly tend to underestimate the extreme rainfall even with 24 hours of advance. There are several reasons for this type of forecast error such as, limitations in convection parametrizations for models with resolution of tens of kilometers and not inclusion of the effect of aerosols as cloud condensation nuclei for cloud droplets in large-scale models. Withing this context, this study aims to analyze situations of extreme precipitation events in the region of Belém, Pará, where the rainfall regime is modulated mainly by sea breeze, squall lines, easterly wave disturbances, intertropical convergence zone, Bolivian high and cyclonic vortices of high levels (VCAN). The approach will be to identify kinematic and thermodynamics vertical profiles typical of extreme daily rainfall events in Belém, Pará. To this end, it was chosen to analyze sounding and rainfall data using the combined Empirical Orthogonal Functions (EOF) and verify how the Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS) simulates the basic features of daily accumulated rainfall. The explained variance of EOF calculated from the set of variables accumulated daily precipitation (acpcp), temperature (t), mixing ratio of water vapor (rv), zonal wind (u) e meridional wind (v) and acpcp, u and v showed low values of explained variance in relation to the EOF calculated from acpcp and u only. The third EOF (e3) was the best in the identification of extreme rainfall compared to first and second. Observed synoptic patterns are favorable to convection on days with accumulated rainfall above average and less favorable on days for accumulated rainfall below average. In the days that had the highest accumulated rainfall identified by e3, it was verified that the presence of the Bolivian high and a VCAN on the Atlantic Ocean influence the study region. A case of squall line that entered the continent associated with a low level jet and other case of disturbance of mid-latitudes, resulted in accumulated rainfall above average. The BRAMS presented maximum and minimum acpcp anomalies coincident with the observed data. The days on the accumulated rainfall above average showed more intense updrafts and downdrafts that the days on the accumulated rainfall below average. Observed maximum updrafts associated with the formation of new convective cells.

O presente trabalho teve por objetivo caracterizar as circulações locais que se formam na região central do Chile (RCC). Uma análise sinótica para o ano 2004 mostrou que durante o verão a condição de tempo dominante foi de céus claros associados à presença do Anticiclone Subtropical do Pacífico Sul com o deslocamento de baixas pressões litoral que mudam o regime de ventos. Dados da Armada do Chile mostraram que, no litoral da Região de Valparaíso, a amplitude anual de temperatura é de aproximadamente de 8 ºC. Os extremos de temperatura ocorrem entre as 09 e 12 UTC para as mínimas e 18 e 21 UTC para as máximas. O vento apresenta um ciclo anual com domínio da componente oeste no verão e componente leste no inverno. Maiores intensidades estão associadas à passagem de sistemas frontais no inverno. A brisa marítima é melhor caracterizada nos valores médios horários do vento no período de verão, sendo observada a partir das 12 UTC, com ventos de maior intensidade entre 18 e 21 UTC. A brisa terrestre é observada a partir das 00 UTC com ventos de menor intensidade que na brisa marítima. Dados da CONAMA-RM mostraram um ciclo diurno de temperatura bem definido na Região Metropolitana de Santiago com as temperaturas mínimas ocorrendo entre 06 e 09 HL e valores máximos entre 14 e 16 HL. Ao agrupar as estações localizadas dentro e fora dos limites urbanos foi possível identificar o efeito da ilha de calor (IC). Para o período de verão a IC apresentou intensidades positivas e no inverno uma maior freqüência de valores negativos. A intensidade do vento sofre também os efeitos da cidade, observando-se uma redução desta nas estações que se localizam no centro da Grande Santiago. Valores mínimos de intensidade do vento por períodos prolongados levaram a um incremento nas concentrações de material particulado. A diminuição nas concentrações está associada à passagem de frentes e ao incremento na intensidade do vento. Os efeitos da cidade na atmosfera foram estudados com mais detalhamento mediante a utilização do BRAMS. A análise sinótica mostrou uma região de vento fraco e baixo gradiente barométrico na região de estudo para a maior parte do período. Foi possível identificar a brisa marítima com maior intensidade do vento entre 18 e 19 UTC. A brisa terrestre foi identificada na maior parte das noites, com intensidade de vento maior próximo das 04 UTC. As cidades localizadas na RCC apresentam a tendência de resfriar o ar próximo da superfície e modificam a intensidade do vento e os padrões de umidade relativa. Embora os efeitos das cidades tenham sido encontrados, os efeitos da topografia no escoamento são ainda mais importantes, gerando circulações sobre a região central do Chile que não são completamente modificadas pela presença das cidades. / The objective of this work was to characterize the local circulations that are generated in the Central Chile (CC) region. A synoptic analyze for 2004 show that clear sky weather conditions associated to the Subtropical Anticyclone of South Pacific (SASP) was dominant during the summer. Coastal lows moving from north to CC interacts with SASP changing the wind regime. Meteorological data from Armada do Chile showed that on the coast of Valparaíso, the annual temperature amplitude was approximately 8 ºC. Temperature extremes occur between 09 and 12 UTC for minimum and 18 and 21 UTC for maximum values. The wind showed an annual cycle, with dominant direction to west during summer, while in wintertime, wind dominant direction is to the east. Higher values of wind speed are associated with frontal passages during winter. The sea breeze was better seen in the wind mean hourly values between 12 UTC and 21 UTC with higher wind speeds at 18 UTC. Land breeze was observed around 00 UTC, with lower wind speeds than in the sea breeze case. Meteorological data form CONAMA-RM showed a well defined diurnal cycle of temperature in the Metropolitan Region of Santiago with minimum temperatures occurring between 06 and 09 LT and maximum values between 14 and 16 LT. The urban heat island effect was seen grouping urban and non urban meteorological stations. The urban heat island is, in general, positive during the summer but, during the winter, negative values of intensity are frequent. The wind speed also shows the urban effects, with a wind speed decrease in the meteorological station inside the city. Long periods of low wind speed are associated with an increase in the particulate matter concentrations. The decrease in these concentrations is associated with the passage of frontal systems, as well as wind speed increase. The city effects on the atmosphere were studied in more details through the use of BRAMS. The synoptic analysis showed a weak wind region and low pressure gradient in the study region for most part of the period. The sea breeze was identified with higher wind speeds between 18 and 19 UTC. The land breeze was identified in the most part of the nights, with higher wind speeds near 04 UTC. The cities situated in CC have a tendency to cool down the air near to the surface and modify the wind speed and relative humidity patterns. Although the effects of the cities have been found, the topography effects on the wind flow are even more important, generating circulations over Central Chile that are not completely modified by the presence of the cities.

Neste trabalho foram estudados, através de simulações numéricas e medidas de concentração de poluentes próximo à superfície, algumas situações meteorológicas que determinaram episódios de destaque com relação ao poluente ozônio que ocorreram na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) entre 1999 e 2006. Primeiramente, foram avaliados dois modelos fotoquímicos, CIT e SPM-BRAMS, quanto à formação de ozônio e a correta representação dos processos de dispersão de poluentes na região. Após a avaliação dos modelos, foram determinadas características do escoamento atmosférico durante a ocorrência de episódios críticos do ponto de vista da qualidade do ar. Os resultados obtidos mostraram que a variabilidade nas concentrações do ozônio pode ser bem representada pelos modelos utilizados. Em geral, as concentrações simuladas com o SPM-BRAMS concordam bem com as observações em termos da fase do ciclo diurno, sendo os valores das concentrações um pouco subestimados com relação aos máximos observados. O modelo CIT, por sua vez, apresentou concentrações mais altas, principalmente nos horários de máximo, tendo também representado adequadamente o ciclo diurno. Nas simulações, com ambos os modelos, foi constatado que nos pontos referentes às estações de monitoramento localizadas na porção sudeste da RMSP, foram obtidos os piores resultados em termos de parâmetros estatísticos comumente utilizados na avaliação de resultados modelados. Com o SPM-BRAMS foram também realizadas simulações abrangendo o mês de janeiro de 2006, através das quais foram estudadas as condições atmosféricas em grande e mesoescala e o comportamento das concentrações de ozônio associadas. Durante este mês houve períodos de intensa atividade convectiva, relacionados a episódios de ZCAS, bem como períodos mais secos em que a atmosfera apresentava-se mais estável. Observou-se que durante episódios de chuva intensa há uma superestimativa das concentrações pelo modelo; no entanto, os resultados são bem próximos às observações em situações de céu claro e com ventos menos intensos. Os picos secundários noturnos na concentração de ozônio, observados com certa freqüência nos dados medidos, nem sempre foram bem representados pelo modelo, embora os picos máximos diurnos fossem bem representados. Os dias em que os picos noturnos foram simulados adequadamente pelo SPM-BRAMS foram caracterizados por alta pressão desde a superfície até níveis médios, com maior subsidência e estabilidade na atmosfera, favorecendo o transporte de ozônio a partir de níveis mais altos da atmosfera para a superfície. Os picos noturnos com concentrações acima de 20 ppbv foram os mais bem representados. / Throughout numerical simulations and near to surface measurements of pollutants concentrations, in this work some meteorological situations of relevance for high ozone concentrations episodes over the Metropolitan Area of Sao Paulo (MASP) were studied., between 1999 and 2006. Firstly, two photochemical models, CIT and SPM-BRAMS, were evaluated in the sense of the correct representation of ozone formation and the pollutant dispersion processes over the region. After the models evaluation, some characteristics of the atmospheric flow were determined during the occurrence of critical events from the air quality point of view. The results showed that the ozone concentrations variability was relatively well represented by the used models. In general, the concentrations simulated by the SPMBRAMS agree well with observations, in terms of the diurnal cycle phase, but the concentrations values were slightly underestimated compared to the observed maximum. The CIT model showed higher concentrations, especially during diurnal maximum peaks. The diurnal cycle was also adequately represented by this model. In simulations with both models, it was found that in the monitoring stations located in the southeastern portion of the MASP, the worst results were obtained in terms of statistical parameters commonly used in the evaluation of models results. The SPM-BRAMS was also used for simulations throughout the whole month of January 2006. With these simulations the atmospheric conditions in large and meso scales and the associated ozone concentrations behavior were studied. During this month periods of intense convective activity occurred, associated with SACZ episodes. Dry periods in which the atmosphere was more stable, were also observed during this month. It was observed that during episodes of intense precipitation, there is a tendency of concentration overestimation by the model; however, the results are very close to the observations in situations of clear sky and with milder winds. The nocturnal secondary peaks in the ozone concentration observed with some frequency in the measured data, were not always well represented by the model, while the maximum day time peak were well represented. The days when the nocturne peaks were properly simulated by SPM-BRAMS, were characterized by high pressure from the surface to mid-level, with more atmospheric subsidence and stability, promoting the transport of ozone from higher levels of the atmosphere to the surface. The nocturnal peaks with concentration above 20 ppbv were most well represented.

Este projeto de pesquisa de mestrado buscou identificar os impactos das propriedades da superfície urbana sobre as condições meteorológicas da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), buscando um melhor entendimento dos mesmos para que atividades de planejamento urbano possam ser melhor organizadas. O trabalho utilizou como principais ferramentas produtos de sensoriamento remoto, para definir algumas propriedades da superfície urbana, medidas em superfície de variáveis meteorológicas, para determinação de índices de conforto humano, e a modelagem numérica da atmosfera, para identificação de condições atmosféricas e construção de cenários úteis ao planejamento urbano. Com o uso de imagens de satélite, foram criados arquivos de ocupação do solo e da fração vegetada na área urbana da RMSP em altíssima resolução (20 m). Após a definição das propriedades da superfície, valores medidos pela CETESB de temperatura e umidade relativa foram associados a padrões de ocupação urbana. Verificou-se que as regiões de São Caetano do Sul e do Parque D. Pedro II foram as que apresentaram o maior número de casos de desconforto por calor moderado. Regiões como São Miguel Paulista e Ibirapuera mostraram-se mais confortáveis. Na maior parte dos casos, as regiões apresentaram um nível agradável a levemente quente, seguidos pela condição agradável a levemente fresca. Após a análise diagnóstica, foram construídos cenários contemplando atividades de planejamento urbano em busca da melhoria das condições de conforto térmico humano. Os experimentos realizados indicam que os fluxos turbulentos em superfície são consideravelmente modificados e que a temperatura pode sofrer uma diminuição gradativa até cerca de 1,5 ºC com a substituição de 50% da superfície urbana por vegetação, chegando a mais de 2,2 ºC quando esta substituição é completa. O perfil de temperatura potencial na Camada Limite Planetária também foi consideravelmente modificado com o aumento da porção vegetada no domímio modelado. / This master\'s research project has the goal of indentifying the impacts of urban surface properties over the meteorological conditions of the Metropolitan Area of São Paulo (MASP), in order to obtain a better understanding of them and to provide means of better organized urban planning activities. The work was made by using as principal tools, remote sensing derived products, in order to define some surface properties, surface measurements of atmospheric variables, in order to obtain human thermal comfort indexes, and numerical modeling of the atmosphere, in order to identify atmospheric conditions and simulate useful scenaries for urban planning. By using sattelite images, land use and vegetated fraction files were created over the MASP with very high resolution (20 m). Afterwards, temperature and relative humidity measured by CETESB were associated to urban land use patterns. It was verified that regions like São Caetano do Sul and Parque D. Pedro II are more likely to have greater discomfort sensation by moderate heat. Regions like São Miguel Paulista and Ibirapuera were identified to be more confortable. In the majority of cases, the regions presented a pleasant to lightly warm, followed by pleasant to lightly fresh conditions. After the definition of the surface properties, scenarios were built comprehending urban planning activities, looking for the improvement of human thermal comfort conditions. The experiments showed that the surface turbulent fluxes are considerably changed and that temperature was gradualy reduced in up to 1,5 ºC with the replacement of 50% of the urban surface by vegetation, reaching more than 2,2 ºC when this replacement was complete. The potential temperature profile inside the Planetary Boundary Layer was also considerably modified following the increase of vegetated area in the modeled domain.

Neste trabalho foram estudadas as linhas de instabilidade (LI) que atingiram a RMSP, o desenvolvimento de tempo severo associados a estas e a possibilidade de utilizar alguns parâmetros de tempo severo na identificação destes eventos. Foram identificadas 185 linhas no período de 2002 a 2009 através da observação de imagens de satélite. Estas ocorrem durante todos os períodos do ano, embora a frequência seja maior nos meses de verão, em função da maior atividade convectiva nessa estação do ano. Foi identificado que 94 % das LI se deslocaram para leste enquanto apenas 6 % tiveram seu deslocamento para oeste. Testes sobre configurações mais adequadas para a simulação de LI com o modelo BRAMS indicaram que as parametrizações de convecção disponíveis no modelo não são capazes de representar os eventos de forma adequada, havendo a necessidade de aumento na resolução das simulações e forte dependência da parametrização de microfísica. Foi constatado que espaçamentos de grade de oito quilômetros são suficientes para uma boa representação dos eventos. Os testes também indicaram que, dentre as opções disponíveis no modelo, o uso da deformação Anisotrópica para o tratamento dos processos turbulentos é o mais indicado para a simulação de casos de LI. Os parâmetros convectivos mostraram-se bons indicadores de tempo severo na presença de sistemas de origem baroclínica, apresentando valores similares aos encontrados para o HN. Porém, em tempestades onde o efeito termodinâmico é o fator mais importante, como nas tempestades isoladas ou na presença de ZCAS os índices cinemáticos nem sempre são bons preditores de tempo severo. A análise dos parâmetros convectivos obtidos das radiosondagens lançadas na RMSP mostra que, em muitos casos observados de LI, não há valores indicativos de ocorrência de tempo severo, ressaltando a importância do uso de perfis obtidos da modelagem numérica, numa região de abrangência maior, para a obtenção desses índices. / A study about the squall lines that reached Metropolitan Area of São Paulo (MASP), the development of severe weather associated with these and the possibility of using some parameters in the identification of severe weather are presented. It was identified a total of 185 squall lines between 2002 and 2009 through the analysis of satellite images. These lines occur during all periods of the year, although the frequency of squall lines is higher in summer months, due to increased convective activity in this season. Also, it was identified that 94 % of the squall lines moved eastward while only 6% of then moved westward. Tests about the most appropriate configuration to the squall lines simulation with BRAMS model indicated that the convective parameterizations available in the model are not able to represent the events in an adequate manner, being necessary to use higher resolutions in the simulations, which creates a stronger dependence on microphysics parameterization. We note that grid spacing as low as eight kilometers are enough for a fair representation of the events. The tests also indicated that, among all the options available in the model for turbulent process the anisotropic deformation is the one that works better in simulating squall lines. The convective parameters proved to be good indicators of severe weather in the presence of baroclinic systems, with similar values to those found for the Northern Hemisphere. However in storms where the thermodynamic effect is the most important factor, as in isolated storms and in the presence of the Southern Atlantic Convergence Zone (SACZ), kinematics indices are not always good predictors of severe weather. The analysis of convective indices, obtained through radiosondes variables launched in the MASP, shows that in many squall line observed cases there is no indication of severe weather occurrence. This fact increases the importance of using the profiles provided by numerical modeling over a larger region to obtain such indices.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-05-15T17:48:16Z No. of bitstreams: 1 JONATHAN CASTRO AMANAJÁS – TESE (PPGMET) 2015.pdf: 17371281 bytes, checksum: 8bb673ee45f8da3ea66276627f6cd251 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-15T17:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JONATHAN CASTRO AMANAJÁS – TESE (PPGMET) 2015.pdf: 17371281 bytes, checksum: 8bb673ee45f8da3ea66276627f6cd251 (MD5) Previous issue date: 2015-10-27 / CNPq / O objetivo deste estudo foi contribuir para a compreensão dos padrões meteorológicos, de fluxos de superfície e circulações atmosféricas locais, sobre ecossistemas naturais e mudanças de uso e cobertura do solo na Amazônia Oriental. Para isso foram realizados estudos sobre dois biomas representativos, floresta amazônica e cerrado, e um antrópico, silvicultura de eucalipto, a partir da análise de imagens do sensor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), a bordo do satélite Terra, e de simulações numéricas com o modelo atmosférico de mesoescala Brazilian Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS). A partir de três diferentes imagens MODIS/Terra foi possível observar que a vegetação exerce um papel importante sobre o microclima local, de modo que a conversão de cerrado para floresta de eucalipto, ocasionou redução no albedo (αs) e na temperatura da superfície (Ts); aumento no saldo de radiação (Rn) e no fluxo de calor latente (LE) e redução nos fluxos de calor no solo (G0) e calor sensível (H). De modo geral, os fluxos de calor sensível e latente estimados pelo algoritmo S-SEBI, com o uso de imagens MODIS/Terra, variaram de acordo com o tipo de uso e cobertura do solo e responderam às alterações biofísicas nas regiões em estudo, mostrando coerência na distribuição espacial e concordância com os valores encontrados por outros estudos. Nas simulações com o modelo BRAMS, os impactos mais significativos estatisticamente, seja de mudanças no uso do solo, como a substituição do cerrado por eucalipto, seja na cobertura do solo, como a redução da vegetação, ocorreram na razão de mistura do vapor d’água e na velocidade do vento, ambas sobre o cerrado. Foi observado ainda, em ambos os cenários, um aumento considerável na temperatura do ar, porém, sem significância estatística. A análise de sensibilidade do modelo BRAMS para três valores distintos de resistência estomática mínima de uma floresta de eucalipto (100, 200 e 500 s.m-1), na formação de circulações atmosféricas locais, demonstraram que este foi sensível as alterações propostas. No cenário com resistência estomática de 100 s.m-1, por exemplo, a circulação formada promoveu aumento na precipitação acumulada sobre o alvo ‘cerrado’, quando comparada a simulação controle. Diferente dos cenários com resistência estomática de 100 e 200 s.m-1, a circulação formada a partir do cenário com resistência estomática de 500 s.m-1 produziu um volume de precipitação sobre a floresta ombrófila densa, não observado nas demais simulações. / The aim of this study was to contribute to the understanding of weather patterns, surface fluxes and local atmospheric circulations over natural ecosystems and changes in use and cover of land in eastern Amazon. It was studied two representative biomes, Amazon forest and cerrado, and one anthropic biome, eucalyptus silviculture, using sensor images Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), aboard the Terra satellite, and numerical simulations with Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS). From three different images MODIS / Terra was observed that the vegetation plays an important role on the local microclimate, so that the cerrado conversion in eucalyptus forest reduced albedo (αs) and surface temperature (Ts); increased net radiation (Rn) and latent heat flux (LE) and reduced ground heat flux (G0) and sensible heat (H). Overall, the sensible and latent heat fluxes estimated by S-SEBI algorithm, using MODIS/Terra images, varied according to the type of land use/cover and responded to biophysical changes in the regions under study, showing coherence in spatial distribution and agreement with the values found in other studies. In the simulations with BRAMS, the most statistically significant impacts, either in changes in land use, as replacing the cerrado by eucalyptus, either in land cover, as reducing vegetation, occurred in the ratio of water vapor mixture and wind speed, both on the cerrado. It was also observed in both scenarios a considerable increase in air temperature, but without statistical significance. The BRAMS model sensitivity analysis for three different values of minimum stomatal resistance of a eucalyptus forest (100, 200 and 500 s.m-1), in the formation of local atmospheric circulations, showed that it was sensitive to changes proposals.In the scenario with stomatal resistance of 100 s.m-1, for example, the induced circulation promoted an increase in accumulated precipitation on the target 'cerrado' when compared with the control simulation. Different of scenarios with stomatal resistance of 100 and 200 s.m-1, the circulation formed in the scenario with stomatal resistance of 500 s.m-1, produced a volume of precipitation over tropical rain forest not observed in other simulations.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-06-15T11:38:10Z No. of bitstreams: 1 JUACELI ARAÚJO DE LIMA - TESE (PPGRN) 2016.pdf: 2824665 bytes, checksum: 4dc50dd9d896729be9f911b5fa76daa4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-15T11:38:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JUACELI ARAÚJO DE LIMA - TESE (PPGRN) 2016.pdf: 2824665 bytes, checksum: 4dc50dd9d896729be9f911b5fa76daa4 (MD5) Previous issue date: 2016-02-04 / Mediante crise energética referenciada no contexto nacional, surge à necessidade de se estudar alternativas viáveis capazes de contribuir com a Matriz energética. Este trabalho, apresenta uma proposta de sistema híbrido de energia, que possibilite usar simultaneamente a energia solar e eólica, respondendo desta forma o objetivo de avaliar como a sustentabilidade da geração híbrida solar e eólica pode contribuir para o desenvolvimento sustentável do Nordeste brasileiro, através de sua matriz energética. Para o alcance deste objetivo, se fez necessário Identificar os potenciais solar e eólico no Nordeste brasileiro para o período de 2010 e 2011, resultando na construção do Mapa de Complementaridade de energia Solar e Eólico, que apresenta os melhores potenciais de energia solar e eólica, indicando a simultaneidade através de um sistema híbrido, por esta análise surge a necessidade de utilização e adaptação de indicadores de desenvolvimento energético sustentável, contribuindo para determinação das regiões mais propícias em termos de relevo e hidrografia, e que ao mesmo tempo determinem o menor impacto ambiental e turístico. Para este resultado, se fez necessário identificar e adaptar um modelo de Indicadores Energéticos para o Desenvolvimento Sustentável – IEDS, o modelo utilizado foi o Modelo proposta pela IAEA. Para a utilização destes indicadores, foram utilizados dados de órgãos competentes como Ministério de Minas e Energia, Embrapa, EPE e Abrelpe, desenvolvendo uma análise adaptada do IEDS. Desta forma, os sistemas híbridos de energia solar e eólicos, mostraram-se propícios e sustentáveis, inclusive com a apresentação de sistemas de armazenamento de distribuição de energia. O mapa de complementaridade, gerado através do modelo numérico: Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modelling System – BRAMS, conseguindo apresentar as áreas ideais para aplicação de sistemas híbridos, os quais puderam ser percebidos, dentre os Estados nordestinos, nos Estados do Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco, Alagoas, Sergipe e Bahia, os demais apresentaram padrões inferiores. Desta forma, desconsiderando à faixa litorânea, correspondente a região turística, que deve ser estrategicamente resguardada, foram indicados os intervalos de variação solar e eólica que se encontram na variação de 1250 a 1350 (kWm-2h-1), descritas e analisadas áreas por área no decorrer do trabalho. / In view of the energy crisis that reaches Brazil, it arises the need to study suitable alternatives that contribute to the energy matrix. This study presents a proposal for energy hybrid system, which allows simultaneously the use both solar and wind energy, thus addressing the goal of how to assess the sustainability of wind and solar hybrid generation can contribute to the sustainable development of the Brazilian Northeast, through its energy matrix. To achieve this objective, it was necessary to identify the solar and wind potential in Northeast Brazil for the period 2010 and 2011, resulting in the construction of solar power Complementarity Map and Wind, which has the best potential for solar and wind power, indicating concurrency through a hybrid system. Through this analysis it emerges the need to use and adaptation of sustainable energy development indicators, contributing to determining the most favorable regions in terms of topography and hydrography, and at the same time determine the lowest environmental impact for tourism. For this result, it was necessary to identify and adapt a model Energy Indicators for Sustainable Development - IEDs, the model used was proposed by the IAEA. For the use of these indicators, the competent sources of data were used such as the Ministry of Mines and Energy, Embrapa, EPE and Abrelpe, developing an analysis adapted from IEDs. Thus, the hybrid systems of solar and wind energy, proved amenable and organic, including the production of power distribution storage systems. The complementarity map generated by the numerical model: Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System - BRAMS, presented the ideal areas for application of hybrid systems, which could be perceived from the northeastern states: Rio Grande do Norte, Paraiba, Pernambuco, Alagoas, Sergipe and Bahia, the others had lower standards. Thus, excluding the coastal strip, corresponding to the tourist area, which should be strategically guarded, the solar and wind variation intervals are indicated which are in the range 1250-1350 (kWm-2h-1), described and analyzed areas by during the work area.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-13T14:24:33Z No. of bitstreams: 1 EVERSON BATISTA MARIANO - TESE (PPGMet) 2017.pdf: 4579830 bytes, checksum: 897e568e511f245cb9c7c10ef86f9866 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-13T14:24:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EVERSON BATISTA MARIANO - TESE (PPGMet) 2017.pdf: 4579830 bytes, checksum: 897e568e511f245cb9c7c10ef86f9866 (MD5) Previous issue date: 2017-05-26 / Capes / Na realização deste trabalho, foram analisadas variações espaciais e temporais do vento e da potência eólica para a região do nordeste setentrional oriental do Brasil. Para tanto, utilizou-se o modelo Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS) usando como entrada dados de reanálises do National Centers for Environmental Prediction (NCEP). Foram utilizados dados observados da velocidade do vento de três mesorregiões da Paraíba do período de 1 a 31 de outubro de 2010 para validação do modelo BRAMS. Reanálises do ERA-Interim, com resolução espacial de 0,75° x 0,75° foram utilizadas como uma segunda fonte de dados para o mesmo propósito. Nesta comparação, foram feitas correlações e aplicados testes de significância estatística, assim como, avaliação dos parâmetros de forma e escala da distribuição de Weibull. Após validação, foram geradas simulações do vento dos meses de março, junho, setembro e dezembro para o período de 1983 a 2013. Foram avaliadas as variações sazonais e interanuais da velocidade do vento em quatro cidades com parques eólicos instalados. Os resultados apontam coeficientes de correlações acima de 0,70 com significância estatística de 99% (α = 0,01). Na distribuição de Weibull, os parâmetros de forma e de escala mostraram-se próximos aos obtidos para os dados observados. Na variação sazonal, o mês de setembro apresentou velocidades do vento mais intensas e menos intensas em março, com valores intermediários verificados em junho e dezembro. Na distribuição espacial da média climatológica da velocidade do vento e da potência eólica, destacam-se influências da topografia, com velocidades mais intensa e maior potencial eólico sobre áreas mais elevadas. Variações interanuais, devido alterações na TSM dos oceanos Pacífico e Atlântico Tropicais, mostraram que em anos de El Niño e Gradiente Meridional Positivo o vento sobre o nordeste setentrional oriental do Brasil é intensificado e que a atuação simultânea de ambos, potencializa esse aumento. Com os resultados obtidos o uso da simulação de Densidade de Potencia Eólico (DPE), utilizando o modelo BRAMS pode ser aplicado em qualquer região da América do Sul. / In this work, wind and wind power spatial and temporal variability were analyzed for the northern region. For this, the Brazilian development on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS) atmospheric model was used, alongside National Center for Environmental Prediction (NCEP) reanalysis data. Observed wind speed data from three meso regions of Paraíba from October 1 to October 31, 2010 were used to validate the BRAMS model. Reanalyses of the ERA-Interim with spatial resolution of 0.75 ° x 0.75 ° were used as a second data source for the same purpose. In this comparison, we performed correlation analysis and verified its statistical significance, as well as the evaluation of the shape and fit parameters of the Weibull distribution. After further validation, wind simulations were generated in the months of March, June, September and December for the period from 1983 to 2013. Seasonal and interannual wind speed variation was evaluated in four cities with wind farms. The results show correlation coefficients above 0.70 with a statistical significance of 99% (α = 0.01). In the Weibull distribution, the shape and fit parameters were close to those obtained for the observed data. In the wind speed seasonal variation, September presented more intense, while March showed lower wind speeds with intermediate values verified in June and december. Spatial distribution of the average climatological wind speed and wind power topography influences are highlighted, with higher velocities and greater wind potential on higher altitude areas. Interannual variations, due to changes in the SST of the Pacific and Atlantic Tropical Oceans, have shown that in the years influenced by El Niño and positive Southern Gradient, the wind over the north east to Brazil is intensified and that the simultaneous action of both SST gradients amplifies this increase. With the results obtained the use of the Wind Power Density (WPD) simulation using the BRAMS model can be applied in any region of South America.