Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-06-08T23:18:13Z No. of bitstreams: 1 AllanRodriguesSilva_TESE.pdf: 23816481 bytes, checksum: d4554a5a05635c895c42dfbae3c3ff21 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-08T23:44:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AllanRodriguesSilva_TESE.pdf: 23816481 bytes, checksum: d4554a5a05635c895c42dfbae3c3ff21 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-08T23:44:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AllanRodriguesSilva_TESE.pdf: 23816481 bytes, checksum: d4554a5a05635c895c42dfbae3c3ff21 (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / A estabiliza??o da oferta de energia no Brasil tem sido um desafio para o planejamento do Sistema Interligado Nacional, diante das varia??es hidrol?gicas e clim?ticas. Termoel?tricas s?o utilizadas como fonte emergencial no per?odo de escassez h?drica. Por?m a utiliza??o de combust?veis f?sseis tem elevado o custo de produ??o, da energia el?trica. Por outro lado, a energia e?lica em alto mar (offshore) vem ganhando import?ncia no cen?rio internacional, e tornando-se competitiva a ponto de tornar-se uma possibilidade futura de gera??o no Brasil. Nesse sentido, o objetivo principal desta tese foi investigar a magnitude e distribui??o dos recursos e?licos offshore, verificando tamb?m possibilidades de complementaridade com a fonte h?drica. Para isto, foi utilizado uma s?rie de dados de precipita??o do Climatic Research Unit (CRU) e conjunto de dados satelit?rios de velocidade de vento do projeto Blended Sea Winds da National Climatic Data Center (NCDC/NOAA). De acordo com crit?rios estat?sticos foi encontrado tr?s tipos de complementaridade presentes no territ?rio brasileiro: h?drica h?drica, e?lica e?lica e h?drica e?lica. Notou-se que houve complemento bastante significativo (r=-0,65) entre as fontes, h?drica e e?lica, principalmente das bacias hidrogr?ficas do sudeste e centro oeste com os ventos do Nordeste. Com intuito de refinar a extrapola??o dos ventos sobre o oceano, foi utilizado m?todo baseado na teoria de Monin-Obukhov para modelar a estabilidade da camada limite atmosf?rica. Foi utilizado o conjunto de dados de fluxos de calor, temperatura e umidade do Projeto Objectively Analized Air-Sea Flux (OAFLUX), al?m de dados de press?o ao n?vel do mar do projeto NCEP/NCAR e o modelo de relevo global ETOPO1 da National Geophysical Data Center (NGDC/NOAA). Verificou-se um bom recurso em ?guas rasas, entre 0-20 metros, estimados em 559 GW. A contribui??o do recurso e?lico em um reservat?rio, foi investigada com um modelo h?brido e?lico-hidr?ulico simplificado que permitiu o c?lculo do n?vel dos reservat?rios a partir de dados de vaz?o afluente, defluente e produ??o de turbina. Notou-se que o sistema h?brido evita os per?odos de estiagem, poupando continuamente ?gua dos reservat?rios atrav?s da produ??o e?lica. Assim, a partir dos resultados obtidos, ? poss?vel afirmar que os bons ventos das costa brasileira podem, al?m de diversificar a matriz el?trica, estabilizar as flutua??es h?dricas evitando racionamentos e apag?es, reduzindo o uso das t?rmicas que eleva o custo de produ??o e emite gases poluentes. Pol?ticas p?blicas voltadas ao incentivo da energia e?lica offshore ser?o necess?rias para seu pleno desenvolvimento. / The stabilization of energy supply in Brazil has been a challenge for the operation of the National Interconnected System in face of hydrological and climatic variations. Thermoelectric plants have been used as an emergency source for periods of water scarcity. The utilization of fossil fuels, however, has elevated the cost of electricity. On the other hand, offshore wind energy has gained importance in the international context and is competitive enough to become a possibility for future generation in Brazil. In this scenario, the main goal of this thesis was to investigate the magnitude and distribution of offshore wind resources, and also verify the possibilities of complementing hydropower. A data series of precipitation from the Climatic Research Unit (CRU) Blended Sea Winds from the National Climatic Data Center (NCDC/NOAA) were used. According to statistical criteria, three types of complementarity were found in the Brazilian territory: hydro ? hydro, wind ? wind and hydro ? wind. It was noted a significant complementarity between wind and hydro resources (r = -0.65), mainly for the hydrographical basins of the southeast and central regions with Northeastern Brazil winds. To refine the extrapolation of winds over the ocean, a method based on the Monin-Obukhov theory was used to model the stability of the atmospheric boundary layer. Objectively Analyzed Air-Sea Flux (OAFLUX) datasets for heat flux, temperature and humidity, and also sea level pressure data from NCEP/NCAR were used. The ETOPO1 from the National Geophysical Data Center (NGDC/NOAA) provided bathymetric data. It was found that shallow waters, between 0-20 meters, have a resource estimated at 559 GW. The contribution of wind resources to hydroelectric reservoir operation was investigated with a simplified hybrid wind-hydraulic model, and reservoir level, inflow, outflow and turbine production data. It was found that the hybrid system avoids drought periods, continuously saving water from reservoirs through wind production. Therefore, from the results obtained, it is possible to state that the good winds from the Brazilian coast can, besides diversifying the electric matrix, stabilize the hydrological fluctuations avoiding rationing and blackouts, reducing the use of thermal power plants, increasing the production cost and emission of greenhouse gases. Public policies targeted to offshore wind energy will be necessary for its full development.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-06-10T19:29:13Z No. of bitstreams: 1 CatiElisaDeAvilaValadao_TESE.pdf: 22074758 bytes, checksum: 702cc3f01b20335c0a4d7438f5c6a479 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-13T22:20:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CatiElisaDeAvilaValadao_TESE.pdf: 22074758 bytes, checksum: 702cc3f01b20335c0a4d7438f5c6a479 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-13T22:20:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CatiElisaDeAvilaValadao_TESE.pdf: 22074758 bytes, checksum: 702cc3f01b20335c0a4d7438f5c6a479 (MD5) Previous issue date: 2015-08-14 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / The impacts of the Madden?Julian Oscillation (MJO) on precipitation over Northeast Brazil (NEB, also known as Nordeste) are evaluated based on daily raingauge data from 492 stations over 30-year period (1981-2010). Composites of precipitation, outgoing longwave radiation and moisture-flux anomalies are performed for each phase of the MJO based on the Jones?Carvalho MJO index. To distinguish the MJO signal from other patterns of climate variability, daily data are filtered using a 20 - 90 day band-pass filter; only days classified as MJO events are considered in the composites. A preliminary analysis based on precipitation data was conducted for a small scale area located in NEB?s semiarid interior, in an area known as Serid?. The Serid? is one of the driest regions in NEB, and is recognized by the United Nations Convention to Combat Desertification as particularly vulnerable to desertification. Composites of rainfall anomalies were computed for each of the eight phases of the MJO during February-May, which is Serid??s main rainy season. Results showed that the rainfall patterns in Serid? undergo substantial changes (from enhancement to suppression) as the convective center of the MJO propagates eastward. When combining the MJO signals for wet and dry phases, the difference represents about 50 - 150% modulation of the mean rainfall over Serid?. Then a comprehensive analysis of the role of the MJO in modulating the spatiotemporal variation of NEB?s precipitation was performed, considering all four seasons. The results showed strong seasonality of the MJO impact on precipitation. The most spatially coherent signals of precipitation anomalies occurred in the austral summer, when about 80% of the raingauge stations showed increased precipitation during phases 1 - 2 and suppressed precipitation in phases 5 - 6 of the oscillation. Although the MJO impacts precipitation on intraseasonal timescales in all seasons in most locations, these impacts vary in magnitude and depend on the phase of the oscillation. Precipitation anomalies over NEB are explained by the interaction of convectively coupled Kelvin-Rossby waves with the dominant climatic features in each season. During the austral summer and spring, westerly regimes increased precipitation over most NEB. In the austral winter and fall, precipitation anomalies exhibited more complex spatial variability. In these seasons precipitation anomalies in eastern coastal areas depended on the strength of the South Atlantic anticyclone, which is largely modulated by Rossby waves. The strengthening of the anticyclone intensified the convergence of the trade winds in coastal areas and precipitation windward of the coastal range. Conversely, the intensification of the subsidence was responsible for precipitation deficits in the lee side of the range. These conditions were typically observed when easterly regimes dominate over tropical South America and NEB, decreasing moisture flow from the Amazon. / Este estudo tem como objetivo investigar os impactos da oscila??o de Madden-Julian (OMJ) na precipita??o da regi?o Nordeste do Brasil (NEB). Para tanto foram utilizados dados di?rios de precipita??o baseados em 492 pluvi?metros distribu?dos na regi?o e cobrindo um per?odo de 30 anos (1981 ? 2010). As an?lises atrav?s de composi??es de anomalias de precipita??o, radia??o de onda longa e fluxo de umidade, foram obtidas com base no ?ndice da OMJ desenvolvido por Jones-Carvalho. Para distinguir o sinal da OMJ de outros padr?es de variabilidade clim?tica, todos os dados di?rios foram filtrados na escala de 20 ? 90 dias; portanto somente dias classificados como eventos da OMJ foram considerados nas composi??es. Uma an?lise preliminar baseada apenas nos dados de precipita??o foi feita para uma pequena ?rea localizada no interior semi?rido do NEB, conhecida como Serid?. Essa microrregi?o ? uma das ?reas mais secas do NEB e foi reconhecida pela Conven??o das Na??es Unidas para o Combate ? Desertifica??o e Mitiga??o dos Efeitos das Secas como particularmente vulner?vel ? desertifica??o. Composi??es de anomalias de precipita??o foram feitas para cada uma das oito fases da OMJ durante Fevereiro-Maio (principal per?odo chuvoso da microrregi?o). Os resultados mostraram a exist?ncia de varia??es significativas nos padr?es de precipita??o (de precipita??o excessiva ? deficiente) associados ? propaga??o da OMJ. A combina??o dos sinais de precipita??o obtidos durantes as fases ?midas e secas da OMJ mostrou que a diferen?a corresponde cerca de 50 ? 150% de modula??o das chuvas na microrregi?o. Em seguida, uma investiga??o abrangente sobre o papel da OMJ sobre toda a regi?o Nordeste foi feita considerando-se as quatro esta??es do ano. Os resultados mostraram que os impactos da OMJ na precipita??o intrassazonal do NEB apresentam forte sazonalidade. A maior coer?ncia espacial dos sinais de precipita??o ocorreram durante o ver?o austral, quando cerca de 80% das esta??es pluviom?tricas apresentaram anomalias positivas de precipita??o durante as fases 1 ? 2 da OMJ e anomalias negativas de precipita??o nas fases 5 ? 6 da oscila??o. Embora impactos da OMJ na precipita??o intrassazonal tenham sido encontrados na maioria das localidades e em todas as esta??es do ano, eles apresentaram varia??es na magnitude dos sinais e dependem da fase da oscila??o. As anomalias de precipita??o do NEB observadas s?o explicadas atrav?s da intera??o existente entre as ondas de Kelvin-Rossby acopladas convectivamente e as caracter?sticas clim?ticas predominantes sobre a regi?o em cada esta??o do ano. O aumento de precipita??o observado sobre a maior parte do NEB durante o ver?o e primavera austrais encontra-se associado com o fluxo de umidade de oeste (regime de oeste), o qual favorece a atividade convectiva em amplas ?reas da Am?rica do Sul tropical. Por outro lado, as anomalias de precipita??o durante o inverno e outono austrais apresentaram uma variabilidade espacial mais complexa. Durante estas esta??es, as anomalias de precipita??o observadas nas esta??es localizadas na costa leste do NEB dependem da intensidade do anticiclone do Atl?ntico Sul, o qual ? modulado em grande parte por ondas de Rossby. As caracter?sticas topogr?ficas do NEB parecem desempenhar um papel importante na variabilidade observada na precipita??o, principalmente nestas ?reas costeiras. A intensifica??o do anticiclone aumenta a converg?ncia dos ventos al?sios na costa contribuindo para a ocorr?ncia de precipita??o observada ? barlavento do planalto da Borborema. Por outro lado, o aumento da subsid?ncia parece ser respons?vel pelos d?ficits de precipita??o observados ? sotavento. Tais condi??es mostraram-se t?picas durante o predom?nio do regime de leste sobre a regi?o tropical da Am?rica do Sul e o NEB, durante o qual ocorre uma diminui??o no fluxo de umidade proveniente da Amaz?nia.