[pt] Com a crescente utilização de sistemas de acesso sem fio ponto-multiponto em banda larga, operando em freqüências cada vez mais elevadas, cresce também a necessidade do desenvolvimento de novos modelos, mais precisos e consistentes, para a previsão da atenuação por chuvas, principal efeito da propagação em freqüências superiores a 10 GHz. Este trabalho apresenta uma modelagem semi-empírica para a previsão do comportamento estatístico da atenuação por chuvas em enlaces rádio terrestres ponto-a- ponto e via satélite. Os modelos foram desenvolvidos com base em resultados de medições conjuntas de taxa de precipitação e atenuação por chuvas em diversas regiões do Brasil, realizadas no período de desenvolvimento deste trabalho, além de medidas de várias partes do mundo, disponíveis no banco de dados de propagação da União Internacional de Telecomunicações (UIT-R). Os modelos desenvolvidos permitem obter a distribuição cumulativa de probabilidades da atenuação por chuvas a partir da distribuição da taxa de precipitação medida ou estimada na região do enlace. Embora existam diversos modelos propostos na literatura para previsão da atenuação em enlaces terrestres ou em enlaces via satélite, duas características importantes não são encontradas, conjuntamente, na maioria deles: utilizar, como base para a previsão, a distribuição da taxa de precipitação em toda a faixa de percentagens de tempo de interesse, e não apenas em um ou dois pontos; e manter consistência entre os modelos para os casos terrestre e via satélite. Além não de atender a estes requisitos, os modelos propostos apresentam erros de previsão menores ou equivalentes aos dos principais modelos da literatura, quando testados contra os resultados disponíveis de medidas em enlaces reais. / [en] The development of new technologies for broadband wireless access, using increasingly higher frequencies, points to the necessity of more accurate methods for rain attenuation, that represents the most serious impairment for radio systems operating in frequencies above 10 GHz. This work presents semi-empirical models for the prediction of rain attenuation in terrestrial and satellite links. The models were developed using data obtained in concurrent measurements of rain attenuation and point rainfall rate in different regions of Brazil. Some of these measurements were performed as part of this work and some were already available from previous measurements campaigns. Data available in the UIT-R data banks of propagation measurements were also used, in order to develop global methods. The models that have been developed allow the prediction of the cumulative probability distribution of rain attenuation from the cumulative distribution of point rainfall rate in the region of the link. Although several methods with these purpose can be found in the technical literature, the ones developed in this work present some important features that are not found, as a whole, in any of those models: they use the full rainfall rate distribution over the entire range of time percentages of interest; the terrestrial and satellite models are consistent, that is, the elements used in the terrestrial prediction model are kept in the satellite prediction model that involves a mor complex geometry. Besides that, the models proposed show an excelent performance in terms of prediction error, when compared with measured data.

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-10-03. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:48:26Z : No. of bitstreams: 1 000831399.pdf: 6270000 bytes, checksum: a83ebf61b93725f4975bf6598d88c17b (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A relação entre a variabilidade dos elementos do clima e as suas possíveis influências na vida nas grandes cidades constitui-se em uma das principais formas de abordagem para a compreensão dos impactos deflagrados a partir das suas dinâmicas. Dentre eles, para o mundo tropical, um dos elementos que mais é sentido no cotidiano da cidade são as chuvas. São inúmeros os transtornos que ela pode deflagrar, sobretudo em realidades metropolitanas de países de formação socioespacial como os da América Latina. É nesse contexto que esta dissertação, intitulada Entre eventos e episódios: as excepcionalidades das chuvas e os alagamentos no espaço urbano do Rio de Janeiro, tem como objetivo analisar a gênese das chuvas que causam repercussões na área de estudo em questão - no caso, são estudados os alagamentos. Ao utilizar como forma de abordagem a Geografia do Clima, buscou-se atrelar a realização de uma análise dos elementos atmosféricos em sua dinâmica (por meio da análise rítmica), junto com a identificação qualitativa dos alagamentos ocorridos no município do Rio de Janeiro. Para isso, recorreu-se a estudos históricos sobre a produção do espaço urbano, sua dinâmica e as alterações em suas formas naturais. Posteriormente, uma análise detalhada da variabilidade espaço-temporal das chuvas em diferentes escalas foi feita no sentido de identificar os principais sistemas atmosféricos geradores de eventos extremos de chuva... / The relationship between climate elements' variability and its possible influences on life in big cities is one of the main ways to approach the understanding of impacts. Rainfall is, in the tropical world, a felt element in the daily life. Disorders can be triggered, particularly in metropolitan realities in Latin America' socio-spatial formation countries. Following this way, this dissertation, entitled Between events and episodes: the exceptionalities of rain and flooding in Rio de Janeiro' urban space aims to analyze the rain genesis that cause repercussion in the study area in question - floods are studied. Atmospheric elements' analysis were performed by its dynamics, (through rhythm analysis), with qualitative flooding identification in Rio de Janeiro using Geography of Climate as a way of approaching. Historical studies on the production of urban space, its dynamics and natural forms changes were made. In addition, spatial-temporal rainfall variability at different scales in detail was made to identify the atmospheric systems main generators of extreme rainfall. Thirdly, sites of flooding' occurrence were determined. An extreme events (days with rainfall above average) and extreme episodes (days with repercussion in urban space, no necessarily with intense rainfall) decomposition of its genesis was performed...

Os impactos causados por precipitações em áreas urbanas indicam a necessidade da abordagem de medidas para gerenciamento da drenagem urbana, de modo a evitar prejuízos originados dos escoamentos superficiais, como as inundações. A drenagem urbana brasileira é considerada defasada, visto que o conceito da canalização prevalece sobre a reservação e a infiltração, priorizando o rápido escoamento ao invés do descarte controlado dos volumes reservados. A cidade de Curitiba-PR conta com o Decreto Municipal Número 176/2007, responsável pelos critérios para implantação dos mecanismos de contenção de cheias. Porém, as diretrizes de projeto estabelecidas não garantem eficiência mínima para os reservatórios de contenção, visto que a mesma pode variar em função da sua área de base, lâmina de água e diâmetro do orifício regulador de vazão. Nesta pesquisa é proposto um método de dimensionamento, estabelecendo critérios que relacionam as áreas impermeabilizadas dos lotes aos parâmetros de dimensionamento dos reservatórios, garantindo a função desta medida de controle. Considerando que os reservatórios devem proporcionar à dada área impermeabilizada retornar à sua condição de pré-urbanização em termos de vazões de contribuição, estima-se o valor necessário para a redução de vazão de pico em 70,24%, obtido da relação entre os coeficientes de escoamento superficial em ambas as condições de impermeabilização. A partir de simulações de propagação de vazão com o Método de Pulz em áreas impermeabilizadas genéricas em intervalos constantes adotados para o estudo, são obtidos gráficos das características geométricas dos reservatórios em função da vazão de contribuição que cada área genérica recebe. A partir da análise comportamental dos mesmos são propostas equações de dimensionamento para os parâmetros de volume, área de base, altura da lâmina de água e diâmetro do orifício regulador de vazão, relacionando-os às áreas impermeabilizadas presentes, de modo que seja garantida a eficiência mínima necessária. Ao comparar os resultados obtidos com o previsto na legislação municipal, além da possibilidade de melhoria na eficiência dos reservatórios com a utilização de outros parâmetros de dimensionamento, há condição de redução de 24,14% do volume em relação ao cálculo atual. / The impacts caused by rainfall in urban areas indicate the need to approach measures for managing urban drainage, in order to avoid losses arising from runoff, such as floods. Brazilian urban drainage is considered outdated, because the concept of channeling is more used than the reservation and infiltration, prioritizing fast flowing instead of controlled disposal of reserved volumes. The city of CuritibaPR has a Municipal Decree Number 176/2007, responsible for the criteria for implementation of flood containment mechanisms. However, the established design guidelines do not guarantee minimum performance for flood detention tanks, since it may vary depending on their base area, water depth and flow regulator’s orifice diameter. In this research is proposed a sizing method, establishing criteria that relate waterproofed areas of the lots to the tank design parameters, ensuring the function of this control measure. Considering that tanks must provide the given waterproofed area return to its condition before urbanization in contributing flows, determine the value of the required peak flow reduction in 70,24%, obtained from the relation between the coefficients of runoff in both waterproofing conditions. From flow propagation simulations with Pulz Method in generic waterproofed areas at constant intervals adopted for the research, graphs of the geometric characteristics of the reservoirs are obtained as a function of the contribution flow that each generic area receives. From the behavioral analysis, sizing equations are proposed for the parameters of volume, base area, water depth and flow regulator’s orifice diameter, relating them to the present waterproofed areas and ensuring the required efficiency. When comparing the results obtained with the provisions of municipal legislation, in addition to the possibility of improving the efficiency of the reservoirs using other sizing parameters, it points to the possibility of reducing the calculated volume of 24,14% in relation to the current calculation.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-05-14T20:21:01Z No. of bitstreams: 1 ADRIANA DE SOUZA COSTA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2016.pdf: 6197666 bytes, checksum: 77b57b9618b2649efa4e6fbe2526f94f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-14T20:21:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ADRIANA DE SOUZA COSTA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2016.pdf: 6197666 bytes, checksum: 77b57b9618b2649efa4e6fbe2526f94f (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Capes / O Estado do Maranhão está localizado numa zona de transição entre o semiárido nordestino, a Amazônia quente e úmida e os chapadões do Brasil central, dando ao Estado características peculiares. Embora, o Estado não se encontre no contexto do polígono das secas, por apresentar condições climáticas bem definidas, a distribuição espacial e temporal das chuvas são bastantes irregulares, o que submete o sistema agrícola da região a sérios problemas, com impactos econômicos e sociais significativos. Diante dessas particularidades, o objetivo do estudo foi analisar e compreender a variabilidade da precipitação e relacioná-la com a TSM e outros sistemas meteorológicos que influenciem as chuvas no Estado. Para tal, empregou-se o método da Transformada de Ondeletas (TO) para identificar em diferentes escalas de oscilações o sinal da precipitação e da TSM, e assim apontar os sistemas que contribuem nas diferentes nas escalas de tempo. Os resultados mostraram no espectro global de energia da ondeleta que o ciclo anual é o dominante em todas as localidades analisadas. E, que além da escala anual observam-se também interações com as escalas sazonal, intrasazonal, semi-anual, bianual e até decadal. No tocante a TSM do Pacífico Equatorial, a escala anual é mais intensa no setor leste do oceano, decrescendo no sentido leste-oeste, onde a escala decadal se torna mais acentuada. A relação entre a chuva nas regiões homogêneas (RH) do Maranhão e a TSM do oceano Pacífico Equatorial mostrou que existe correlações importantes entre as mesmas. Ou seja, as áreas do Niño que apresentaram as maiores correlações com as RH foram: Niño 3 com a RH1(correlação r = -0,72), com a RH2 (correlação r = -0,65), com a RH3 (correlação r = -0,69), com a RH4 (correlação r = -0,53), e Niño 1+2 com a RH5 (correlação r = -0,52). / The State of Maranhão is located in a transition zone between the semi-arid northeast, the hot and humid Amazon and the plains of central Brazil, giving the state peculiar characteristics. Although the state is not in the polygon the context of drought, have welldefined climatic conditions, the spatial and temporal distribution of rainfall is quite irregular, which submits the agricultural system of the region to serious problems, with significant economic and social impacts . Given these characteristics, the objective of the study was to analyze and understand the variability of precipitation and relate it to the TSM and other weather systems that influence rainfall in the state. To this end, we used the method of Wavelet Transform (TO) to identify different scales fluctuations sign of precipitation and TSM, and thus point the systems involved in the different time scales. The results showed the overall spectrum of the wavelet energy that the annual cycle is the dominant in all analyzed locations. And that in addition to the annual scale also observe up interactions with seasonal scales, intraseasonal, semi-annual, bi-annual and decadal up. Regarding the TSM Equatorial Pacific, the annual scale is more intense in the east of the ocean sector, decreasing from east to west, where the decadal scale becomes more pronounced. The relationship between rainfall in homogeneous regions (HR) of Maranhao and the ocean TSM Equatorial Pacific showed that there is significant correlation between them. Ie areas of Niño with the highest correlations with HR were: Niño 3 with RH1 relationship (r = -0.72), with RH2 relationship (r = -0.65), with RH3 (correlation r = -0.69), as RH4 (correlation r = -0.53) and Nino 1 + 2 with RH5 relationship (r = -0.52).

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-05-15T18:35:26Z No. of bitstreams: 1 LEANDRO FONTES DE SOUSA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2015.pdf: 2595995 bytes, checksum: 9e598a653c739e5ba10d80c7e96c05f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-15T18:35:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LEANDRO FONTES DE SOUSA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2015.pdf: 2595995 bytes, checksum: 9e598a653c739e5ba10d80c7e96c05f3 (MD5) Previous issue date: 2015-03-06 / Capes / Neste trabalho as condições atmosféricas na área de Petrolina no mês chuvoso de abril de 2014 são analisadas com foco no evento extremo de chuva do dia 8. A base de dados utilizada é formada por dados de reanálise, imagens realçadas de satélite meteorológico, totais diários e horários de precipitação, valores horários do vento à superfície e sondagens diárias de ar superior. Técnicas de análise meteorológica são empregadas para diagnosticar o ambiente em escala sinótica e mesoescala associado ao evento extremo. Dados em níveis isobáricos padrões e índices de estabilidade são submetidos separadamente a técnicas de análise multivariada para identificar fatores físicos e verificar a adequação dos índices como indicadores de ocorrência de chuva na região semiárida. As chuvas são registradas entre os dias 7 e 12, e no dia 27 de abril, associadas a ventos de sudeste fracos à superfície. O evento extremo de chuva do dia 8 é causado por um sistema convectivo multicelular que se desenvolve em condições de grande escala caracterizada pela Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) atuando no extremo norte e ao norte do Nordeste do Brasil, pela alta da Bolívia deslocada para leste de sua posição climatológica, e por um cavado de grande amplitude na alta troposfera, a leste da América do Sul. A aplicação da análise (fatorial) de componentes principais (ACP) permite reduzir um conjunto de nove variáveis em três componentes principais (CPs) que retém acima de 90% da variância total dos dados, em cada nível isobárico analisado. A primeira CP retida explica as variações da temperatura do ar nos níveis de 925 hPa, 850 hPa e 200 hPa, e as variações do teor de umidade no nível de 500 hPa. A aplicação da análise de agrupamentos (AA) aos fatores retidos possibilita identificar seis grupos de dias homogêneos em termos das condições atmosféricas, em cada nível isobárico. A aplicação da ACP aos índices de estabilidade permite reduzir um conjunto de dez índices em três CPs que retém 82,8% da variância total dos dados. A aplicação da AA permite identificar grupos de dias nos quais os índices representam alta ou baixa condição de instabilidade. Os índices CAPE, LI, SI, K, TT e SWEAT são os que melhor representam características termodinâmicas e dinâmicas da atmosfera no mês de estudo, apresentando as maiores variações nos dias que antecedem os eventos de chuva, uma indicação de que podem ser úteis na previsão desses eventos na região semiárida do Nordeste do Brasil. / The present work analyzes the atmospheric conditions found over the area of Petrolina during the rainy month of April, 2014. These conditions have been analyzed focusing on the extreme rainfall event of April 8th. The database used consisted of reanalysis data, enhanced weather satellite images, daily and hourly rainfall totals, wind hourly values taken at the surface and upper air daily soundings. Weather analysis techniques have been used to diagnose the environment at synoptic scale and mesoscale all associated to extreme event. Data based on isobaric standard levels and stability indices have been submitted separately to multivariate analysis techniques in order to identify physical factors and verify the appropriateness of indices such as those of indicative of rain occurrences in the semiarid region. Rainfall was recorded between the 7th and 12th, and also the 27th of April related to weak southeast winds at the surface.The rain extreme event on April 8th was caused by a multicellular convective system which develops along large-scale conditions, characterized by the Inter-tropical Convergence Zone (ITCZ) acting at the far north and north of Northeastern Brazil, the Bolivian high moved east of its climatological position, and a high amplitude trough in the upper troposphere, east of South America. The use of factorial analysis for the principal components (PCA) reduces a set of nine variables along three principal components (PCs) which retain over 90% of the total data variance at all isobaric levels analyzed. The first retained PC accounts for the variations of temperature levels at 925 hPa, 850 hPa and 200 hPa, and also the moisture content variations at 500 hPa level. The application of cluster analysis (CA) to retained factors has helped in the identification of six groups of homogeneous days, considering the atmospheric conditions at each isobaric level. The application of PCA to a set of ten stability indexes results in three retained PCs holding 82.8% of the data total variance. CA application allows us to identify days that belongs to groups on which the indices represent either high or low instability condition. The indices CAPE, LI, SI, K, TT and SWEAT are the ones that best represent the thermodynamic and dynamic features of the atmosphere in the month studied. They have presented the largest variations on the days before rainfall events; an indication that may be useful in forecasting these events in the semiarid region of Northeast Brazil.

Esta pesquisa teve por objetivo geral analisar a relação existente entre as variáveis chuva e vazão na bacia hidrográfica do Rio Paranaíba, abrangendo áreas dos estados de Goiás - (GO), Minas Gerais - (MG), Mato Grosso do Sul - (MS) e do Distrito Federal - (DF), Brasil. A bacia de estudo está inserida na região hidrográfica do Paraná, ocupando parte das regiões Centro- Oeste e Sudeste do país e possui uma área de drenagem de 223.000 km². Para a realização deste trabalho foram utilizados dados pluviométricos e fluviométricos diários, disponibilizados pela Agência Nacional de Águas (ANA) de 52 postos, sendo 26 para cada variável, compreendendo uma série histórica de 38 anos (1975 a 2012). Após a tabulação dos dados, foram desenvolvidas as seguintes etapas que contribuíram para o entendimento da relação chuva-vazão: estatística prévia dos dados, coeficiente de variação, determinação de vazões específicas, Índice Padronizado de Estiagem Pluviométrica (IESP), pluviogramas e fluviogramas, gráficos de dispersão, coeficientes de correlação de Pearson entre as duas variáveis e Decomposição das Séries para análise de tendências. Os resultados demonstraram uma média anual de precipitação de 1.468,4 mm, ocorrendo de forma sazonal, sendo de outubro a março o período chuvoso e de setembro a abril o período de estiagem. O regime de vazões acompanhou o comportamento pluviométrico, apresentando durante a estação chuvosa, um aumento nos valores médios de vazões que foram de 28,4 m³/s em outubro a 88,1 m³/s em março e uma diminuição nos valores médios de vazões dentro do período de estiagem que foram de 69,6 m³/s em abril a 24,6 m³/s em setembro. Diante de todos os postos, os picos e as baixas de precipitações incidiram diretamente no regime de vazões, devendo-se considerar o período de retardo do aumento da vazão em relação ao início das chuvas. Quanto as correlações entre as variáveis chuva e vazão, esta se mostrou positiva e forte, comprovando o fato de que quanto maior o acumulado total de chuvas, maior também é o volume de vazões. A análise de tendências utilizando a Decomposição das Séries evidenciou tendência de redução das vazões em 42,3% dos postos, aumento em 34,6% dos postos, 15,4% primeiramente de redução e a posteriori de aumento e 7,7% inicialmente de aumento e depois de redução do regime fluviométrico. / The main objective of this research was to analyse the association between rainfall and runoff variables in the Paranaíba River Basin which comprehends some areas of the states of Goiás - (GO), Minas Gerais - (MG), Mato Grosso do Sul - (MS) e do Distrito Federal - (DF), Brazil. The study basin is located in the Paraná Hydrographic Region, comprising part of the Midwest and Southeast regions and covering a drainage area of 223.000 km². For the purpose of this research, daily pluviometric and fluviometric data were obtained from the Brazilian Government National Water Agency (ANA) of 52 stations, 26 for each variable, based on a 38 year series (from 1975 to 2012). After tabulating the data, the following methodologies contributed to the understanding of the relationship between rainfall-runoff: preliminary statistical data, coefficient of variation, determination of specific flows, The Standardized Precipitation Index (SPI), rainfall charts and stage hydrographs, dispersion graphs, Pearson Linear Correlation between both variables and Decomposition of Series for trend analysis. The results indicate an annual average of precipitation of 1.468,4 mm in a seasonal regime from October to March (rainy season) and from April to September (dry season). The runoff regime accompanies the rainfall, presenting during the rainy season, an increase in the mean values from 28,4 m³/s in October to 88,1 m³/s in March and a decrease within the dry season from 69,6 m³/s in April to 24,6 m³/s in September. For all the stations, the peaks and low rainfall focused directly on the runoff regime and it should be considered the delay period in the increase of the runoff in relation to the beginning of the rain. With regard to the correlation between rainfall and runoff variables, it was positive and strong, which shows that the higher the total amount of rainfall is, the greater the runoff is. The trend analysis using the Decomposition of Series presented a runoff reduction trend of 42,3% of the stations, an increase of 34,6% of them, firstly 15,4% of reduction and next of increase and initially7,7% of increase and then a reduction of the fluviometric regime. / Dissertação (Mestrado)

Orientador: Lucí Hidalgo Nunes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-17T09:45:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Castellano_MarinaSoria_M.pdf: 4550077 bytes, checksum: f0be7cc7ab35dc3a5dd1ff60bfd85e2e (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Totalizando um terço de todos os desastres naturais mundiais (SMITH, 2004), as inundações são eventos naturais, podendo ter suas consequências agravadas por ações antrópicas, como a urbanização, falta de planejamento urbano e ocupações de áreas de risco. Essa é a realidade de grande parte dos centros urbanos do Brasil, onde se inclui a cidade de Campinas (SP). A pesquisa teve como objetivo analisar, para esse município, os impactos relacionados às chuvas extremas entre 1958 e 2007, avaliando o padrão sócioespacial nas suas distribuições. Foram utilizados quatro postos pluviométricos para o levantamento dos episódios extremos, identificados de acordo com a técnica dos quantis. A partir da delimitação desses dias, os impactos associados às chuvas foram levantados nos jornais Correio Popular, Diário do Povo (jornais locais), O Estado de São Paulo, Folha de São Paulo e na Defesa Civil do município. As informações foram analisadas de acordo com 5 décadas e percebeu-se um aumento considerável na quantidade de impactos registrados: foram 129 na primeira década e 3837 na última. A análise dos dados também permitiu perceber que os bairros de baixa e média renda são maioria em grande parte dos registros. Dos 34 tipos de impactos registrados, 16 ocorreram com mais frequência em áreas de baixa renda (destacando-se os casos de alagamento e risco de desabamento de imóveis, desabrigados e mortos), 15 em áreas de renda média (destacando-se alagamento de vias e desabamento total ou parcial de imóveis) e 2 em áreas de alta renda (atraso em obras e danos em imóveis). Assim, percebe-se que os fenômenos extremos afetam mais rotineiramente e de maneira mais dramática os grupos sociais menos favorecidos. Porém, bairros de todos os extratos sociais foram afetados, mostrando que praticamente toda a população está exposta a risco, ainda que de diferentes magnitudes, o que se coloca como um aspecto relevante para o poder público. A pesquisa também contou com a análise dos Planos Diretores e de Gestão Urbana de Campinas, assim como programas executados pela Prefeitura que visam a diminuição das inundações no município. Nota-se que grande parte dos pontos abordados nesses documentos oficiais como áreas críticas de inundação eram compatíveis com os locais levantados em jornais e na Defesa Civil. As questões climáticas não foram abordadas nos planos de maneira direta: apenas há a ideia implícita da ocorrência de chuvas (não havendo menção às suas intensidades), quando há a referência às inundações. Os assuntos relacionados às inundações e que aparecem com frequência nos planos analisados são: áreas verdes, impermeabilização do solo, ocupação de áreas de risco, remoção e reassentamento de famílias e política habitacional / Abstract: Floods are natural events but they correspond to a third of all natural disasters worldwide (Smith, 2004) and their consequences can be aggravated by human activities, such as urbanization, lack of urban planning and occupation of risk areas. These facts occur on most urban centers in Brazil, including the city of Campinas (SP). The research aimed to analyze the impacts of extreme precipitation events between 1958 and 2007 for Campinas and to estimate the socio-spatial pattern of their distributions. Data of four rain gauges were used for the analysis of extreme events identified according to the quantis technique. The impacts associated with the rains were reported in the newspaper Correio Popular, Diário do Povo (local newspapers), O Estado de São Paulo as well the Civil Defense. Analyses were performed for five decades and showed a considerable increase in the number of impacts recorded: 129 in the first decade and 3,837 in the last. The data analysis also allowed to realize that the areas of low and medium income are the majority in most of the records. Of the total impacts, 16 occurred more frequently in low-income areas (with emphasis on cases of flooding and risk of collapse of buildings, homeless and dead), 15 in middle income areas (in particular, flooding of roads and total or partial collapse of buildings) and 2 in high-income (under construction delays and damage to properties). Thus, it was noticed that the extreme phenomena affect more routinely and dramatically low income social groupings. However, the neighborhoods of all social classes were affected, showing that the entire population is exposed to risk, although in different magnitudes, which is a relevant aspect for the government. The research also included the analysis of Master Plans of Campinas, as well as executed programs by the local government to reduce flooding in the city. It was noticed that most of the places presented as critical areas to flooding in the official documents were compatible with the areas that really presented problems, according to the survey in local newspapers and on Civil Defense. Climate issues were not reported in the plans in a direct way: there is only the implicit idea of the rainfall occurrence (there was no mention of their intensities) when there is a reference to flooding. The issues related to flooding that appear with frequency in the plans analyzed are: green areas, soil impermeabilization, risk areas occupation, transference of families and resettlement and housing policy / Mestrado / Análise Ambiental e Dinâmica Territorial / Mestre em Geografia

O estudo teve como objetivos a quantificação da interceptação das chuvas pelas copas das árvores e a estimativa da evapotranspiração real pelos métodos dos balanços hídrico e de cloreto. Para isso, estabeleceu-se o monitoramento de duas microbacias hidrográficas experimentais localizadas na Floresta Ombrófila Densa (Mata Atlântica), uma no Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI) e a outra no Parque Estadual da Serra do Mar - Núcleo Cunha, ambas no Estado de São Paulo. As interceptações estimadas para o IAG-PEFI e para a microbacia B-Cunha foram de 21,6% e 24,0%, respectivamente. Os resultados das análises de regressão linear simples, entre a precipitação e a transprecipitação apresentaram coeficientes de determinação elevados para o IAG-PEFI (92,0%) e Cunha (88,6%), indicando que a variável independente explica maior proporção da variação da variável dependente. Para a interceptação foi aplicado o teste de correlação de Spearman (rs), sendo de 0,5449 para o IAG-PEFI e de 0,5243 para Cunha, indicando uma moderada correlação positiva, significativa para o nível de 5%. A pequena diferença encontrada na interceptação das chuvas pelas florestas para as duas localidades pode ser explicada pelas aberturas dos dosséis, no IAG-PEFI de 34,2% e Cunha de 31,1%. No ano hídrico de 2000 na microbacia do IAG-PEFI, a precipitação e o deflúvio totais foram de 1.279,6 mm e 273,4 mm. A evapotranspiração real alcançou 1.006,2 mm, representando 78,6% da precipitação total, indicando uma baixa produção hídrica (21,4%). Para os anos hídricos de 2001, 2002 e 2003 na microbacia B-Cunha, as evapotranspirações reais alcançaram 696,4 mm (42,8%), 769,5 mm (47,7%) e 748,4 mm (44,0%), com média de 738,1 mm (44,8%), indicando uma boa produção hídrica média (55,2%). Os fluxos totais de cloreto via deposição úmida nas microbacias do IAG-PEFI e B-Cunha foram de 7,26 e 7,57 kg.ha-1.ano-1, enquanto os fluxos totais através do rio alcançou 7,15 kg.ha-1.ano-1 e 7,96 kg.ha- 1.ano-1. Os resultados mostraram que os fluxos de entrada do íon foram muito próximos, indicando que o processo de urbanização que o entorno do PEFI sofreu não está influenciando nas precipitações. Na microbacia do IAG-PEFI a evapotranspiração real foi de 1.000,1 mm, correspondendo a 78,2% da precipitação total, valor este muito próximo ao método do balanço hídrico. Na microbacia BCunha a evapotranspiração real para os anos hídricos de 2001, 2002 e 2003 foi de 898,6 mm (55,2%), 696,7 mm (43,2%) e 693,7 mm (40,8%), e a média para os três anos de 763,0 mm (46,3%), valor ligeiramente superior ao obtido pelo balanço hídrico. Para as duas microbacias, os fluxos das entradas e das saídas do cloreto foram praticamente iguais. Então, podemos inferir que o íon não é um produto do intemperismo, e que seu envolvimento em troca iônica ou processos biológicos atingiu o equilíbrio. Portanto, esse íon pode ser considerado conservativo. A estimativa da evapotranspiração real pelo escoamento de base do mês de junho de 2000 na microbacia do IAG-PEFI, através do método do cloreto apresentou valor de 989,0 mm (77,3%). Já, na microbacia B-Cunha para agosto do ano hídrico de 2001, a evapotranspiração real foi de 450,5 mm (27,7%), valor muito abaixo do obtido pelos outros métodos, possivelmente pelo pequeno número de amostras realizadas. Para os meses de agosto e julho dos anos de 2002 e 2003 os resultados foram satisfatórios, alcançando 707,8 mm (43,9%) e 719,4 mm (42,3%). / The present study aims the quantification of the interception of the rains by the trees canopy and the determination of the real evapotranspiration by the methods of the water and the chloride balances. For that, it was established the monitory of two experimental catchments situated at Dense Ombrófila Forest (Atlantic Forest) one of them, in Parque Estadual das Fontes do Ipiranga (PEFI) and the other in Parque Estadual da Serra do Mar- Cunha Nucleus both in São Paulo State. The interceptions estimated for the IAG-PEFI and for the B-Cunha catchments were of 21.6% and 24.0%, at the same time. According to the D`Agostino-Pearson test for the transformed values, of the precipitation and the transprecipitation it was verified normal distribution at the level of significance 5%. The analysis results of simple linear regression presented coefficient of elevated determination for the IAG-PEFI (92.0%) and Cunha (88.6%). The analysis through the test of D`Agostino-Pearson for the absolute values and transformed from interception do not followed normal distribution. Thus, it was applied the test of correlation of Spearman, being of 0.545 for the IAG-PEFI and the 0.524 for Cunha showing a positive moderate correlation for the level of 5% significant. The small difference found in the interception of the rains through the forests for the two locations might be explained by the canopy openings in IAG-PEFI of 34.2% and Cunha of 31.1%. During the water year of 2000 in the catchment of IAG-PEFI, the precipitation and the total streamflow were of 1,279.6 mm and 273.4 mm. The real evapotranspiration reached 1,006.2 mm, representing 78.6% from total precipitation, indicating a low water production (21.4%) For the water years of 2001, 2002 and 2003 in the B-Cunha catchments, the real evapotranspiration reached 696.4 mm (42.8%), 769.5 mm (47.7%) and 748.4 mm (44.0%), with average of 738.1 mm (44.8%), indicating a good water production (55.2%). The chloride by wet deposition total flux in the IAG-PEFI and B-Cunha catchments were of 7.26 kg.ha-¹.year-1 and 7.57 kg.ha-¹.year-¹ and while the total flux through the streamflow were 7.15 kg.ha ¹.year-¹ and 7.96 kg.ha-¹.year-¹. The results showed that the ion enter flux were much closed, indicating that the urbanization process suffered by PEFI spilled is not influencing in the precipitations. In the IAGPEFI catchment, the estimated real evapotranspiration was of 1,000.1 mm, that correspond the 78.2% of the total precipitation a much closed value to the water balance. In the B-Cunha catchment the estimated real evapotranspiration for the water years of 2001, 2002 and 2003 was of 898.6 mm (55.2%), 693.7 mm (43.2%) and 693.7 mm (40.8%), and the medium for the three years of 763.0 mm (46.3%), value a little superior to that obtained in the water balance. For the two catchments, the input and output chloride flux were basically the same. Then, we could infer that the ion is not a product of intemperism, and that its involvement in ionic change, or biologic process reach the balance, however, this ion may be consider conservative. The estimative of real evapotranspiration by the base flow for June 2000 in the IAG-PEFI catchment, through the chloride method presented the value of 989.0 mm (77.3%). But in the B-Cunha catchment for August of the water year of 2001, the real evapotranspiration was of 450.5 mm (27.7%), value much lower obtained by the other methods, possible by the small number of sample realized. For the months of August and July of the 2002 and 2003 water years, the results were satisfactory, reaching 707.8 mm (43.9%) and 719.4 mm (43.3%).

Esta pesquisa tem como finalidade discutir os impactos da variabilidade espacial e temporal de precipitações intensas nas vazões de cursos d\'água em bacias urbanizadas mediante a análise de dados históricos da pluviometria obtidos durante eventos críticos. A bacia hidrográfica do rio Tietê, em sua porção mais urbanizada, é a área objeto deste estudo. Após uma revisão sobre o tema na literatura específica, foram desenvolvidas chuvas de projeto com os padrões observados e com padrões teóricos, frequentemente utilizados na geração das tormentas sintéticas. O volume total precipitado foi associado ao período de retorno (TR) de 100 anos, a partir da análise estatística de chuvas pontuais e pela aplicação de fatores de redução de área (FRA) observados na área em estudo e de outras regiões, que vêm sendo utilizados em projetos de drenagem, sem qualquer estudo de validação; o intuito foi o de demonstrar a importância da definição de FRA específicos, a fim de evitar superdimensionamentos e otimizar as soluções. As chuvas de projeto foram aplicadas num modelo matemático de transformação chuva-vazão, devidamente calibrado, para obtenção das vazões de projeto resultantes no limite de jusante da bacia hidrográfica, frente aos diferentes padrões de solicitações hidrológicas. Para auxiliar a calibração do modelo estavam disponíveis dados dos postos telemétricos do Sistema de Alerta a Inundações de São Paulo - SAISP, curvas-chave e, para melhor representação dos eventos de precipitação observados, pode-se contar com as imagens do radar de Ponte Nova, em complementação às informações da rede de superfície. A comparação dos resultados obtidos no modelo hidrológico mostrou que os efeitos dos parâmetros variáveis (volume, distribuição espacial e temporal) são expressivos na composição dos hidrogramas de projeto. Dos testes realizados, identificaram-se as situações mais e menos críticas para a bacia, em termos de distribuição espacial e temporal e duração da chuva de projeto, além de estabelecer as diferenças no dimensionamento do sistema de drenagem pela adoção de FRA específico. Concluiu-se que, pela metodologia proposta, é possível chegar a vazões máximas de projeto apenas pela simulação de tormentas sintéticas, com diferenças de 10% a 20% das tormentas observadas maximizadas. Há, no entanto, a necessidade de realização de estudos adicionais, tanto para definição dos valores de FRA específicos, quanto de simulação de quantidade maior de padrões críticos observados, para a aplicação prática das indicações desse estudo com maior confiabilidade. / This research aims to discuss the impact of the spatial and temporal variability of heavy rainfall in the river flows in urbanized catchments by the historical rainfall data analysis obtained during critical events. The Tiete River catchment, in its most urbanized portion, is the subject of study of this research. After a review of the subject in the specific literature, design rainfall was developed along with the observed and theoretical patterns, often used in the generation of synthetic storms. The total volume precipitated was associated with the 100 years return period (RP), from the statistical analysis of point rainfall and for the application of areal reduction factors (ARF) observed in the study area and in other regions, which have been used in drainage projects without any validation study; the intention was to demonstrate the importance of the definition of specific ARF, in order to avoid oversizing and optimizing solutions. The design precipitation was applied on rainfall-runoff mathematical model, properly calibrated, so as to obtain the resulting design flow at the downstream boundary of the catchment, facing the different patterns of hydrological solicitations. In order to assist the calibration of the model, available data has been used from telemetric stations of the Sistema de Alerta a Inundações de São Paulo (São Paulo Flooding Alert System) - SAISP, discharge curves, and for better representation of the observed precipitation events, can be counted on the images taken from the Ponte Nova radar, as a complement to the information from the surface network. The comparison of the results of the hydrological model has shown that the effects of the variable parameters (volume, spatial and temporal distributions) are significant in the composition of the design hydrograph. Out of the performed tests, the most and the least critical situations were identified concerning the catchment in terms of both spatial and temporal distribution as well as the duration of the design storm. Also, the differences in the dimensions of the of the drainage system design were established by the adoption of specific ARF. Thus, it has been concluded, according to the proposed methodology, that it is possible to reach maximum design flow just by simulating synthetic storms, with differences ranging from 10% to 20% of the observed storms maximized. However, there is a need for additional studies, either to set up setting specific values of ARF or to simulate a larger quantity of critical patterns observed, in order to apply the indications of this study with higher reliability.

[pt] O efeito da atenuação por chuvas em enlaces satélites que operam em frequências acima de 10 GHz é decisivo no cálculo de desempenho do sistema. A evolução da tecnologia dos sistemas satélite e a necessidade de expansão dos serviços de comunicações móveis pessoais levaram ao uso de sistemas de comunicação com satélites de órbita baixa. Estes sistemas são particularmente interessantes para o oferecimento destes serviços por suas características de pequeno atraso de propagação e uso de potência de transmissão mais baixas que os sistemas geoestacionários. Satélites em órbita baixas (LEO) operam em altitudes de cerca de 1000km e possuem movimento em relação à estação terrena. Esta característica de mobilidade traz novas questões sobre o comportamento da atenuação por chuvas, em particular a necessidade de um modelo de previsão de atenuação para estes enlaces com ângulo de elevação variante no tempo. Neste trabalho um modelo para a previsão de atenuação em enlaces com ângulo de elevação fixo, mais preciso do que os existentes na literatura técnica, foi desenvolvido como primeiro passo para o tratamento do problema de enlaces com ângulo de elevação variável. A seguir foi feita uma simulação de medidas em enlaces LEO a partir do banco de dados de medidas de atenuação em enlaces fixos no Brasil, considerando um modelo de constelação de satélites. Foi implementado um método geral que utiliza o histograma dos ângulos de elevação do satélite como ponderação da distribuição cumulativa de atenuação em cada ângulo. O método foi testado contra os resultados obtidos com simulações para a constelação Globalstar sendo obtida muito boa concordância entre o modelo de predição desenvolvido e a simulação. / [en] Rain attenuation is the most important propagation effect to be taken into account in the performance calculation for satellite systems operation at frequencies above 10 GHz. The technological evolution of such systems and the need for personal communication systems with global coverage lead to the use of low earth orbit communication systems, that not only have shorter propagation delays but also allow the use of lower transmission power than the traditional geostationary systems. Low earth orbit (LEO) satellites have altitudes around 1.000 Km and are in motion relatively to the earth stations. This mobility requires a new approach to the problem of rain attenuation prediction, particularly the need for a prediction model that takes into account the elevation angle variability. In this work, an improved rain attenuation prediction method for the geostationary case has been developed as a starting point for the analysis of the nongeostationary case. Then, the rain attenuation in the a LEO system has been simulated using measured data from fixed system systems and the satellite constellation model. A general method for slant path rain attenuation prediction considering variable elevation angles is proposed. The method uses the histogram of the elevation angles to weight the distributions obtained for fixed elevation. The method has been tested with simulations performed for the Globalstar LEO system and a very good agreement was obtained.