This study verified if the behavior since formation to dissipation on a Mesoscale Convective Complex (MCC) is somehow related to the sea level rising caused by ocean tide. The objective of this study is to find a possible link between ocean height variation and the MCC event. The ocean tide data were obtained from the Banco Nacional de Dados Oceanográficos (BNDO) between January 2005 and December 2009. The MCC event data in this period were collected in previous researches in UFAL Sinoptics Laboratory which add up the total of 41 cases. When relating the ocean tide forecast data with the MCC, a significant relationship was observed. A significant variation in sea surface temperature related with MCC was detected. There was an evident relationship between seasonality with tide behavior and lunar phase and duration of MCC. The major occurrence of the MCC are in Autumn with 63% of the cases. There are no records of a Winter MCC. The MCC events reached its maximum growth in 63% of cases in the flood tide. The dissipation occurred in 56% of the tidal flow. A probable association between the sea temperature variation with depth of 60 meters with the occurrence of MCC event was verified. A more detailed study of the temperature variations is needed to confirm the relationship. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este estudo verificou se o comportamento desde formação à dissipação dos Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM) está de alguma forma relacionado a elevação do nível do mar causada pela maré oceânica. O objetivo deste estudo é encontrar uma possível relação entre a variação da altura do oceano e o evento CCM. Foram utilizados os dados de previsão de maré oceânica, obtidos no Banco Nacional de Dados Oceanográficos (BNDO) entre Janeiro de 2005 e Dezembro de 2009. Os dados de eventos CCM no período de estudo, foram adquiridos em trabalhos anteriores do Laboratório de Sinótica da UFAL e somam o total de 41 casos. Ao cruzar os dados da previsão de maré oceânica com os de CCM, observou-se relações relevantes para o estudo. Foram observadas algumas situações de variação significativa na temperatura da superfície do mar com o evento CCM. Ficaram evidentes as relações de sazonalidade com comportamento da maré e fase lunar e duração do CCM. A maior ocorrência dos casos 63% é no Outono. Não existem ocorrências no Inverno. Os eventos de CCM atingiram seu máximo desenvolvimento em 63% dos casos na enchente da maré. A dissipação ocorreu em 56% na vazão da maré. Foi verificada uma possível relação entre a variação de temperatura do mar na profundidade de 60 metros com a ocorrência do evento CCM. Um estudo mais detalhado sobre as variações de temperatura se faz necessário para confirmar a relação.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This study presents a prototype of a deployable unit for automated surface weather observation, named Estação Mesomóvel, which is mounted on a tripod and portable in a small vehicle, allowing its installation in the path of oncoming convective storms. With a high frequency data sampling strategy, the Estação Mesomóvel is capable of monitoring adequately mesoscale surface features produced by convection. The challenges and solutions found during the conception of the prototype are discussed, as well as the results from the data comparison experiments conducted between the Estação Mesomóvel and an automated surface weather station from the operational network. The operation of the Estação Mesomóvel in storm interception mode is presented in the context of the weather analysis and forecasting strategies used, the deployment logistics, and the atmospheric data obtained in the field. Results from the analysis of the collected data showed the capability of the Estação Mesomóvel in sampling the evolution, at high frequency, of convective phenomena at the meso-g scale, such as gust fronts, cold pools, mesohighs and high precipitation rates, which are typically poorly represented by the synoptic-scale surface observing network. This investigation showed the feasibility of conducting storm interception in Brazil with the goal of collecting high-quality atmospheric data for scientific purposes. / Neste trabalho é apresentada a Estação Mesomóvel, que consiste no protótipo de uma unidade tática de observação meteorológica automática de superfície, montada sobre tripé e transportável em um veículo de pequeno porte, podendo assim ser instalada na trajetória de tempestades convectivas. Com sua amostragem em alta frequência, a Estação Mesomóvel é capaz de monitorar de maneira adequada circulações de mesoescala produzidas pela convecção. São apresentados os desafios e as soluções encontradas durante a concepção deste protótipo, e também os resultados de comparações feitas entre as medições da Estação Mesomóvel e de uma estação da rede operacional de observação em superfície. A operação da Estação Mesomóvel em modo de interceptação de tempestades é discutida em termos das estratégias de análise e previsão de tempo empregadas, da logística de deslocamento, e dos dados atmosféricos obtidos em campo. Resultados da análise dos dados coletados pela Estação Mesomóvel mostraram sua capacidade de amostrar a evolução, em alta frequência, de fenômenos convectivos da escala meso-g, como frentes de rajada, piscinas de ar frio, mesoaltas e altas taxas de precipitação, que tipicamente é mal representada pela rede de observação de superfície em escala sinótica. Esta pesquisa demonstrou que é factível realizar no Brasil a coleta de dados meteorológicos com qualidade científica através da estratégia de interceptação de tempestades convectivas.

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-06-21T22:08:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Luciana_Barros_Pinto.pdf: 788461 bytes, checksum: 91031890e85094911f326f58561b6c67 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-06-21T22:45:03Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Luciana_Barros_Pinto.pdf: 788461 bytes, checksum: 91031890e85094911f326f58561b6c67 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-21T22:45:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Luciana_Barros_Pinto.pdf: 788461 bytes, checksum: 91031890e85094911f326f58561b6c67 (MD5) Previous issue date: 2006-02-11 / Sem bolsa / Nesse trabalho, foi feito um estudo das características radiativas e morfológicas, utilizando a técnica ForTrACC (Vila, 2004) e um estudo do ambiente sinótico e dos perfis verticais de algumas variáveis, utilizando o modelo BRAMS, do caso de Sistema Convectivo de Mesoescala (SCM) mais precipitante sobre o Rio Grande do Sul, ocorrido entre novembro de 2002 a fevereiro de 2003. O caso selecionado foi o do dia 19 e 20/02/2003, onde apenas um sistema foi o responsável pela precipitação registrada nas estações meteorológicas em superfície. Esse teve o ciclo de vida de 23 horas, com início às 13 UTC do dia 19/02/03, maturação às 04 UTC e dissipação às 11:30 UTC do dia 20/02/03. Durante todo esse período, apresentou topos frios com núcleos com temperatura abaixo de 210 K. Ficou evidenciado também, que o sistema teve um comportamento semelhante ao modelo conceitual, onde primeiro sofre uma forte convecção, atingindo valores menores de temperatura, para depois se expandir no estágio de maturação. Pode-se concluir que a relação entre a temperatura mínima sobre as estações que foram mais afetadas pelo sistema, e a precipitação registrada em superfície foi inversa, com os maiores valores de precipitação coincidindo com os menores valores de temperatura mínima. Pela simulação feita com o modelo BRAMS, com saídas de 1 em 1 hora, pode-se detalhar todo o ambiente sinótico onde o SCM encontrava-se durante seu ciclo de vida, sendo capaz de reproduzir as condições favoráveis para sua iniciação, desenvolvimento e dissipação. Também foi possível descrever o comportamento dos perfis verticais do vento, umidade específica, velocidade vertical e temperatura potencial equivalente, para cada etapa do ciclo de vida do sistema. / In this work, it was made a study of a Convective Mesoscale System(CMS) more precipitant on Rio Grande do Sul, occurred between November 2002 and February of 2003, where it was analyzed the: i) radioactive and morphologic characteristics the CMS, using the technique ForTrACC (Torres, 2004) and ii) sinoptic environment and vertical profiles of some meteorological variables, using BRAMS model. The selected case occurred on 19 and 20 February 2003, where just one system was the responsible for the precipitation registered in the meteorological stations in surface. This CMS had a life cycle of 23 hours, with beginning at 13 UTC from 02/19/03, maturation at 04 UTC from 02/20/03 and dissipation at 11:30 UTC from 02/20/03. During that whole period, it presented cold tops with nuclei with temperature below 210 K. It was evidenced also, that the system had similar behavior to the conceptual model, where first suffers a strong convection, reaching smaller values of temperature, for later to expand in the maturation phase. It can be ended that the relationship between the minimum temperature on the stations that were more affected for the system, and the precipitation registered in surface was inverse, with the higher precipitation values coinciding with the smallest values of minimum temperature. For the simulation made with the BRAMS model, using an interval of exits of 1 hour, could be detailed the whole synoptic environment where CMS was during its life cycle, being able to reproduce the favorable conditions for its initiation, development and dissipation. It was also possible to describe the behavior of the vertical wind profiles, specific humidity, vertical speed and equivalent potential temperature, for each stage of the system life cycle.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, Escola de Engenharia, 2005. / Submitted by Lilian M. Silva (lilianmadeirasilva@hotmail.com) on 2013-04-20T21:03:34Z No. of bitstreams: 1 Estudo para o desenvolvimento de um previsor descargas elétricas atmosféricas aplicado à região costeira do estado do Rio de Janeiro.pdf: 5929611 bytes, checksum: 6d12186a0ae17fe81eca3382c1b88f42 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2013-06-04T16:31:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Estudo para o desenvolvimento de um previsor descargas elétricas atmosféricas aplicado à região costeira do estado do Rio de Janeiro.pdf: 5929611 bytes, checksum: 6d12186a0ae17fe81eca3382c1b88f42 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-04T16:31:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Estudo para o desenvolvimento de um previsor descargas elétricas atmosféricas aplicado à região costeira do estado do Rio de Janeiro.pdf: 5929611 bytes, checksum: 6d12186a0ae17fe81eca3382c1b88f42 (MD5) Previous issue date: 2005 / The atmospheric dynamics evidently is very complex. There are many macro and micron scales processes and meteorological variables involved in the atmospheric physical phenomena. The storms with electrical dischargesare distinguished, among these phenomena, by the damage consequences to the human beings, directly or indirectly. Many researchers have pursued the possibility of forecasting the occurrence of a storm with electrical discharges, principally in the last three decades. However, there are not improvements in forecast performance, mainly due to phenomenon complexity. The main objective of the present dissertation was to accomplish a study to determine the viability or not of constructing a forecast system of atmospheric electrical discharges from artificial intelligence techniques, specifically artificial neural networks (NN). The base of the system was constituted of numerical simulations results of the atmospheric dynamics obtained from the mesoscale model MM5. It was identified meteorological variables (outputs of MM5) that would have some correlation with the electrical discharges. These variables act as input in the NN, which generate the forecast, consisting in the number of electrical discharges that will reach the ground some posterior time to the relative time of the simulated atmospheric fields. The region chosen for this study includes the state of Rio de Janeiro, the south of Espírito Santo, the southeast of Minas Gerais and the AtlanticOcean. Besides possessing a detection system of electrical discharges, this region contains the most important concentration of oil platforms of Brazil, being strategic to better know the atmospheric behavior in this place. Before developing the forecast system based on NN, some comparative tests were made using the MM5 simulation results and GOES infrared imagery, in order to survey the model prognostic capability. The forecast system showed reasonable results, indicating that the NN application may be a promising way to the electrical discharge forecast. However, it is necessary a better investigation, mainly with relation to the accomplishment of others tests with a bigger set of electrical discharges real data. / A dinâmica da atmosfera é evidentemente bastante complexa. Muitos são os processos físicos de macro e micro escalas e as variáveis meteorológicas envolvidos nos fenômenos atmosféricos. As tempestades com descargas elétricas destacam-se, dentre estes fenômenos, pelas conseqüências danosas causadas aos seres humanos, direta ou indiretamente. Diversos pesquisadores têm procurado investigar a possibilidade de prever a ocorrência de tempestades com descargas elétricas, principalmente nas úl timas três décadas, entretanto, progressos na performance da previsão ainda não foram alcançados devido à complexidade do fenômeno. O principal objetivo da presente dissertação foi realizar um estudo para determinar a viabilidade ou não de construir um sistema de previsão de descargas elétricas atmosféricas a partir de técnicas de inteligência artificial, mais precisamente redes neurais artificiais (RNA). A base do sistema constituiu-se de resultados de simulações numéricas da dinâmica atmosférica obtidos com o modelo de mesoescala MM5. Variáveis meteorológicas (saídas do MM5), que teriam alguma correlação com as descargas elétricas, foram identificadas e selecionadas como entradas na RNA, a qual gera a previsão, isto é, o número de descargas elétricas que atingirá o solo algum tempo posterior ao tempo relativo dos campos atmosféricos simulados. A região escolhida para este estudo, abrangendo o Estado do Rio de Janeiro, o sul do Estado do Espírito Santo, o sudeste do Estado de Minas Gerais e o Oceano Atlântico, além de possuir um sistema de detecção e monitoramento de descargas elétricas, contém a mais importante concentração de plataformas de petróleo do Brasil, sendo, portanto, estratégico conhecer melhor o seu comportamento atmosférico. Antes de desenvolver o sistema de previsão baseado em RNA, alguns testes comparativ os foram realizados usando resultados de simulação do MM5 e imagens infravermelhas de satélite geoestacionário, a fim de aferir a capacidade preditiva do modelo. O sistema de previsão apresentou resultados razoáveis, indicando que a aplicação da RNA é um cami nho promissor na previsão de descargas elétricas. Contudo, faz-se necessária uma mel hor investigação, principalmente quanto à realização de outros testes com um conjunto maior de dados reais de descargas elétricas.

O meandramento da Corrente do Brasil (CB) ao sul da Bifurcação de Santos é investigada por meio de imagens satelitárias, dados quase-sinóticos, análise de funções ortogonais empíricas (EOF) de correntômetros de fundeios e um modelo analítico semi-teórico. A análise das imagens satelitárias revelam que em média 1,2 meandros ciclônicos de grande amplitude são formados anualmente nas vizinhanças do Cabo de Santa Marta (∼28,5°S). Os meandros parecem ser geostroficamente instáveis e a taxa de crescimento típica estimada é de 0,05 m s-1 . Eles ainda se propagam para sul com velocidade de fase de 0,07 m s-1 . A seção de velocidade, como a inferida por perfis de L-ADCP obtidos durante cruzeiros hidrográficos, revelam que os meandros do Cabo de Santa Marta possuem estrutura de velocidade distinta daquelas observadas em Cabo Frio (23°S) e Cabo de São Tomé (22°S). Os meandros alcançam profundidades maiores que 1400 m e recirculam Água Tropical, Água Central do Atlântico Sul, Água Intermediária Antártica e Água Circumpolar Superior. Ocasionalmente, a estrutura do vórtice se funde com a camada subjacente da Corrente de Contorno Oeste Profunda. O padrão geostrófico horizontal dos meandros foram mapeados usando dados de temperatura e salinidade de cruzeiros históricos e foi obtido que a estrutura ciclônica do meandro possui número de Rossby (∼0,07) e número de Burger (∼0,06) pequenos. Portanto, vorticidade de estiramento parece ter papel importante na dinâmica de meandramento e, consequentemente, instabilidade baroclínica é o fenômeno primariamente responsável pelo crescimento do ciclone. O número de Burger pequeno também sugere que a dinâmica do meandro é influênciada pela topografia. A análise de EOFs bidimensionais conduzida no transecto WOCE 28°S de fundeios históricos dos anos 90 mostram que o primeiro modo seccional explica cerca de 54% da variância das séries e está relacionado ao meandramento da CB. A amplitude do meandro ciclônico é aproximadamente 200 km uma vez que cruza o transecto e a onda de vorticidade baroclínica associada tem tipicamente 26 dias. Finalmente, um modelo de Dinâmica de Contornos idealizado de 2 camadas é construído para isolar o mecanismo de instabilidade baroclínica e para investigar as razões do crescimento e velocidade de fase para sul. A estrutura do fluxo básico do modelo é construído baseado no ajuste por mínimos quadrados das funções teóricas à média das observações nas espessuras das camadas. A simulação mostrou que o meandro evolui e se desenvolve devido ao fechamento de fase da camada inferior mais lenta relativo à camada superior mais rápida. Além disso, a propagação de fase para sul ocorre como uma consequência direta da componente barotrópica robusta, adquirida pela CB devido o ramo sul da Bifurcação de Santos. / The Brazil Current (BC) meandering south of the so-called Antarctic Intemediate Water\'s Santos Bifurcation is investigated by means of satellite imagery, quasi-synoptic data, empirical orthogonal function (EOF) analysis of currentmeter moorings and a semi-theoretical dynamical model. The analysis of the infrared imagery revealed that on average 1.2 large amplitude cyclonic meanders are formed annualy in the vicinities of Cape Santa Marta (∼28.5°S). The meanders seem to be geophysically unstable and the estimated typical growth rate is of 0.05 days-1 . They also propagate southward with phase speed of 0.07 m s-1 . The sectional velocity distributions, as inferred from L-ADCP profiles obtained during hydrographic cruises, revealed that the Cape Santa Marta meanders have a very distinct vertical structure from those observed off Cape Frio (23°S) and Cape São Tomé (22°S). The meanders reach much depths of 1400 m and recirculated Tropical Water, South Atlantic Central Water, Antarctic Intemediate Water and Upper Circumpolar Waters. Occasionally, the eddy structure melds with the underlying Deep Western Boundary Current. Geostrophic horizontal patterns of the meanders were mapped using T-S information from historical cruises and it is obtained that the meander is a low-Rossby number (∼0.07) and low-Burger(∼0.06) number cyclone feature. Therefore, stretching vorticity seems to play a major role on the meandering dynamics and, consequently, baroclinic instability is the phenomenon primairily responsible for the cyclone growth. The low-Burger number also suggests that the meander dynamics is influenced by the topography. The two-dimensional EOF analysis conducted on the historical 28°S WOCE mooring transect from the 90s shows that the first sectional mode explains about 54% of the series variance and is related to the BC meandering. The amplitude of the cyclonic meander is roughly 200 km as it crosses the transect and the associated baroclinic vorticity wave period is typically 26 days. Finally, an idealized 2-layer Contour Dynamics model is constructed to isolate the baroclinic instability mechanism and to investigate the reasons for the growth and the southward phase speeds. The model\'s basic flow structure is built based on least-square fits of the observations averaged within the two layer\'s vertical extensions. The simulation showed that the meander evolve and grow due to the phase-locking of the slower lower layer relative to the faster upper layer. Also, the southward phase speed occurs as a direct consequence of the robust barotropic component acquired by the BC due to the southern branch of the Santos Bifurcation of the Antarctic Intemediate Water.