SANTOS, Antônio Carlos Santana dos. Caracterização da Microfísica das Nuvens sobre a Amazônia Brasileira em Regiões de Pasto e Floresta Medida em Situ por Avião Instrumentado e sua Aplicação Direta no Modelo Regional Rams. 2005. 159 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-18T19:38:31Z No. of bitstreams: 1 2005_tese_acssantos.PDF: 6584804 bytes, checksum: 032023b09866b8ef3557c3accca46784 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-06-18T19:39:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_tese_acssantos.PDF: 6584804 bytes, checksum: 032023b09866b8ef3557c3accca46784 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-18T19:39:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_tese_acssantos.PDF: 6584804 bytes, checksum: 032023b09866b8ef3557c3accca46784 (MD5) Previous issue date: 2005 / Improving or knowledge on cloud microphysics is fundamental to understand the clouds dynamics, its role in the atmospheric general circulation and energy balance, as well as in weather and climate prediction applications using large-scale and mesoscale models. This work aims to verify the dynamic and microphysical behavior of clouds over the Amazon basin and, in particular, to compare those behaviors over pasture and forest areas in Rondônia State. Several thermodynamic and microphysics measurements obtained in situ with the University of North Dakota instrumented aircraft (Citation II) were analyzed, allowing us to reach some conclusions about the microphysical and dynamical characteristics of clouds over pasture and forest areas. Cloud-resolving simulations using RAMS model (Regional Atmospheric Model System) were performed in order to assess sensitivities regarding vegetation cover (pasture or forest). The simulations did not show significant differences in the average vertical profiles of cloud microphysics variables (such as mixing rations for the different hydrometeor species). On the other hand, simulations using different model setups (changes in initialization or average diameter or droplets concentration), produced significant differences in precipitation and hydrometeor concentration, per exempe. Finally, simulations in which the droplets concentrations were specified showed better agreement with observations obtained during ABRACOS experiment (Anglo-Brazilian Amazonian Climate Observation Study), than simulations in which average diameter were specified. / Conhecer a microfísica de nuvens é fundamental para o entendimento da dinâmica, bem como a sua aplicação direta em modelos regionais de tempo e clima. O trabalho proposto nesta tese tem o objetivo de verificar o comportamento dinâmico e microfísico de nuvens amazônicas e, em particular, comparar esse comportamento para nuvens sobre as regiões de pasto e floresta no Estado de Rondônia. Diversas medidas termodinâmicas e microfisicas obtidas in situ com o avião laboratório Citation II foram analisadas, sendo possível extrair algumas conclusões relativas ao comportamento microfísico das nuvens formadas sobre pasto e floresta. Também foram feitas diversas simulações com o modelo RAMS (Regional Atmospheric Model System): testes de sensibilidade em relação à cobertura vegetal (pasto ou floresta), que não apresentaram diferenças significativas no perfil vertical da microfísica das nuvens; simulações feitas inicializando o modelo com o diâmetro médio ou com a concentração de gotículas, cujos resultados apresentaram diferenças significativas. Os resultados obtidos nas simulações inicializadas com a concentração de partículas mostraram-se bastante próximos daqueles observados durante o experimento ABRACOS (Anglo-Brazilian Amazonian Climate Observation Study).

Atmospheric moist convection is one of the main topics discussed on weather and climate. This study purpose is to understand why different and similar cloud microphysics parameterizations produce different patterns of precipitation at the ground through several numerical sensitivity tests with the WRF model in the simulation of a squall line case observed on the Amazon region. Four different bulk microphysics parameterizations (Lin, WSM6, Morrison, and Milbrandt) were tested, and the main results show that statistical errors do not change significantly among each other for the four numerical domains (from 27 km up to 1 km grids). The correlations between radar rainfall data and the simulated precipitation fields show the double-moment parameterization Morrison scheme was the one that displayed better results in the overall: While Morrison scheme show 0.6 correlation in the western box of the 1 km domain, WSM6 and Lin schemes show 0.39 and 0.05, respectively. Nevertheless, because this scheme presents good correlations with the radar rain rates, it also shows a fairly better system lifecycle, evolution, and propagation when compared to the satellite data. Although, the complexity that the way microphysics variables are treated in both one-moment and double-moment schemes in this case study do not highly affect the simulatios results, the tridimensional vertical cross-sections show that the Purdue Lin and Morrison schemes display more intense systems compared to WSM6 and Milbrandt schemes, which may be associated with the different treatments of the ice-phase microphysics. In the specific comparison between double-moment schemes, the ice quantities generated by both Morrison and Milbrandt schemes highly affected thesystem displacement and rainfall intensity. This also affects the vertical velocities intensity which, in its, turn, changes the size of the cold pools. Differences in ice quantities were responsible for distinct quantities of total precipitable water content, which is related with the verticallly integrated ice mixing ratio generated by Morrison. The system moves faster in Milbrandt scheme compared to Morrison because the scheme generated more graupel quantities, which is smaller in size than hail, and it evaporates easier in the processes inside the cloud due to its size. This fact also changed the more intense cold pools intensity for Milbrandt scheme compared to Morrison. / A convecção atmosférica é um dos principais tópicos discutidos no tempo e clima. O objetivo deste estudo é entender por que diferentes e semelhantes parametrizações de microfísica de nuvens produzem diferentes padrões de precipitação no solo através de vários testes numéricos de sensibilidade com o modelo WRF na simulação de um caso de linha de instabilidade observado na região amazônica. Quatro diferentes parametrizações microfísicas de tipo bulk (Lin, WSM6, Morrison e Milbrandt) foram testadas, e os principais resultados mostram que os erros estatísticos não se alteram significativamente entre si para os quatro domínios numéricos (da grade de 27 km até a de 1 km). As correlações entre dados pluviométricos de radar e os campos de precipitação simulados mostram que o esquema Morrison de parametrização de duplo momento foi o que apresentou melhores resultados, no geral: enquanto o esquema de Morrison mostra correlação 0,6 na caixa oeste do domínio de 1 km, os esquemas WSM6 e Lin mostram 0,39 e 0,05, respectivamente. No entanto, como esse esquema apresenta boas correlações com as taxas de chuva do radar, ele também mostra um ciclo de vida, evolução e propagação do sistema relativamente melhores quando comparado aos dados de satélite. Embora a complexidade com que as variáveis microfísicas são tratadas nos esquemas de um momento e de duplo momento neste estudo de caso não afetam muito os resultados simulados, as seções transversais verticais tridimensionais mostram que os esquemas de Purdue Lin e Morrison exibem mais intensos em comparação com os esquemas WSM6 e Milbrandt, que podem estar associados aos diferentes tratamentos da microfísica da fase de gelo. Na comparação específica entre esquemas de momento duplo, as quantidades de gelo geradas pelos esquemas de Morrison e Milbrandt afetaram muito o deslocamento do sistema e a intensidade da chuva. Isso também afeta a intensidade das velocidades verticais que, por sua vez, altera o tamanho das piscinas frias. As diferençaas nas quantidades de gelo foram responsáveis por quantidades distintas de conteúdo total de água, que está relacionado com a razão de mistura de gelo verticalmente integrada gerada por Morrison. O sistema se move mais rápido no esquema de Milbrandt comparado a Morrison porque o esquema gerou mais quantidades de graupel, que é menor em tamanho do que o granizo, e evapora mais facilmente nos processos dentro da nuvem devido ao seu tamanho. Este fato também mudou a intensidade das piscinas frias mais intensas, porém menores em extensão horizontal, para o esquema Milbrandt em comparação com Morrison.

Esta dissertação analisou tempestades que produziram granizo na Região Metropolitana de Campinas com o objetivo de identificar fatores determinantes para a produção e precipitação de granizo. De forma inédita, uma rede de detecção de granizo instalada na região permitiu a identificação e determinação das intensidades das tempestades entre 2016 e 2017. O ciclo de vida, estrutura microfísica e cinemática de casos específicos foram estudados usando três radares meteorológicos instalados no estado de São Paulo e uma rede de detecção de raios, usando ferramentas como rastreamento de sistemas convectivos, identificação de hidrometeoros e recuperação de vento tridimensional por Multi-Doppler. Comparando com escalas de intensidade de granizo aplicadas ao continente europeu, os casos analisados apresentaram intensidade baixa, com granizo de no máximo 22,4 mm de diâmetro. O caso de 2017-03-14 apresentou o tempo de vida mais longo (6,2 h), queda de granizo em duas localidades (com diâmetro máximo de 11,8 mm) e atividade elétrica mais intensa (taxa máxima de 107 (31) flashes/min IC (CG)), enquanto que o caso de 2017-11-15, com tempo de vida mais curto (2,2 h), apresentou baixa atividade elétrica (total de 46 (20) flashes IC (CG)) porém com queda de granizo mais intensa (com diâmetro máximo de 22,4 mm). Todas as quedas de granizo dos casos específicos citados anteriormente estão associadas a uma extensa coluna de granizo identificada pelo radar polarimétrico e correntes ascendentes de até 30 m/s antes do evento; o granizo maior no caso de 2017-11-15 possivelmente tem contribuição da precipitação na forma líquida (associada à correntes descendentes mais intensas) que previne a diminuição de tamanho do granizo ao mesmo tempo que contribui para o seu crescimento mesmo abaixo da base da nuvem. Alguns fatores determinantes encontrados em ambos os casos foram o aumento da atividade elétrica antes ou depois da queda de granizo, a presença de granizo em uma camada extensa dentro da nuvem e a atuação da corrente ascendente dentro da região de fase mista contribuindo para a formação e crescimento do granizo. / This dissertation analyzed hail producing storms on the Metropolitan Region of Campinas to identify key factors for hailfall occurrence. For the first time, a hail detection network installed in the region allowed the identification and determination of thunderstorm intensity in the 2016-2017 period. The life cycle, microphysical structure and kinematics of specific cases were studied using three meteorological radars installed in São Paulo state and a lightning detection network, with tools such as tracking of convective systems, hydrometeor identification and Multi-Doppler 3D wind retrieval. The analyzed cases had low hailfall intensity when compared with scales applied in Europe, with 22.4 mm maximum hail diameter. The 2017-03-14 case presented the longest lifetime (6.2 h), hailfall in two locations (11.8 mm maximum hail diameter) and the most intense lightning activity (107 (31) flashes/min IC (CG) maximum rate), while the 2017-11-15 case, with a shorter lifetime (2.2 h), presented low electrical activity (46 (20) flashes IC (CG) total) with the most intense hailfall (22.4 mm maximum hail diameter). All hailfall cases of the specific cases mentioned earlier are associated with a extensive hail column identified by the polarimetric radar and up to $30 m/s updrafts before the events; the bigger hail in the 2017-11-15 case possibly had the contribution of liquid precipitation (associated with larger downdrafts) which prevents hail size decrease as well as contributes to its growth below the cloud base. Some key factors found in both cases were the increase in electrical activity before or after hailfall, the presence of hail in a extensive layer within cloud and the updrafts within mixed phase layer contributing to hail formation and growth.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-06-27T20:57:15Z No. of bitstreams: 1 JoseEduardoOliveira.pdf: 1638823 bytes, checksum: 25e34796c1a9c5e1d97707a32aaa9cc3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-27T20:57:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseEduardoOliveira.pdf: 1638823 bytes, checksum: 25e34796c1a9c5e1d97707a32aaa9cc3 (MD5) Previous issue date: 2016-06-28 / It is largely observed that the discipline and subjective processes are given at school by the devices present in this institution conciliated with time, it is in this environment that the individual remains the most of his formative years, considering that this period of development is increased, thereby enhancing the scope, the creation and improvement of political technologies of the body and subjectivity practices. This theoretical and empirical objective research deterritorialize / defamiliarize the analysis of these important subjectification devices which are the "educational practices", from the microphysics formulated by Foucault. It offers a reading power in terms of multiple relationships, which runs through the micro scale structuring activities of individuals in society and institutions. Power is present in all institutions, relationships and situations, so it is also present in the construction of scientific knowledge, in their statements, their applications, which expand and branch, reaching the sphere of education and scientific knowledge produced in this area. Thus, it was decided to move from the concept of microphysics to think about the pedagogical practice, watching their assemblages, truth games, lines of forces poured into the subjectivity of student and teacher. We have indeed come a long way throughout arch genealogical method path of UNESCO's official texts on education, as well as an epistemological way, noting that the pedagogical practice, although it is responsible for the collective production of knowledge has become a knowledge subjected. With regard to the field research a perspective was aimed, on one hand to the understanding which teachers have about teaching practice in the particular universe area of knowledge of each, and on the other one, unveiling pedagogical resistance, where there is power considering from Foucault, there must be a resistance to it, that is inventive, mobile and productive. From there, shifted these power resistance characteristics, to think pedagogical practices that can counteract the power structures that feed the focus of theory and practice and consolidate a pedagogical practice merely of instruction, detaching from a broader formation. Finally, it was observed as a result, the teaching practice has become a knowledge subjected responsible for teaching and student subjectivity and feeds the rift between theory and practice. / Observa-se que em grande medida os processos de disciplinarização e subjetivação se dão no espaço escolar pelos dispositivos presentes nessa instituição coadunando com o tempo, pois é neste ambiente que o indivíduo permanece a maior parte de sua vida formativa, considerando que cada vez esse tempo é acrescido, aumentando, assim, o alcance, a criação e aperfeiçoamento de tecnologias políticas do corpo e práticas de subjetivação. A presente pesquisa de natureza teórica e empírica, objetiva desterritorializar/desfamiliarizar as análises de um desses importantes dispositivos de subjetivação que são as “práticas pedagógicas”, a partir da microfísica formulada por Foucault. Este oferece uma leitura de poder em termos de múltiplas relações, que perpassa a escala micro estruturando atividades de indivíduos na sociedade e instituições. O poder se faz presente em todas instituições, relações e situações, assim ele está presente também na construção do conhecimento científico, em seus enunciados, suas aplicações, que se ampliam e ramificam-se, alcançando a esfera da educação e do saber científico produzido nessa área. Dessa feita, optou-se nessa pesquisa por deslocar a conceituação de microfísica para pensar a prática pedagógica, observando seus agenciamentos, seus jogos de verdade, suas linhas de forças vertidas à subjetividade do aluno e do professor. Percorreu-se ainda um trajeto arqueogenealógico de textos oficiais da UNESCO sobre educação, bem como um caminho epistemológico, observando que a prática pedagógica, embora seja responsável pela produção coletiva do conhecimento, se tornou um saber sujeitado. Quanto à pesquisa de campo, objetivou-se perspectivar por um lado o entendimento que os docentes têm sobre prática pedagógica no universo específico da área de saber de cada um, e por outro desvelar práticas pedagógicas de resistência, considerando a partir de Foucault que onde existe o poder, deve existir uma resistência a ele, que seja inventiva, móvel e produtiva. Dessa feita, deslocou-se essas características de resistência ao poder, para pensar práticas pedagógicas que possam se contrapor a estruturas de poder que alimentam o foço entre teoria e prática e consolidam uma prática pedagógica meramente de instrução, distanciando-se de uma formação mais ampla. Por fim, observou-se como resultado, que a prática pedagógica tornou-se um saber sujeitado, responsável pela subjetivação docente e discente e alimenta a fissura entre teoria e prática.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-08-13T17:06:59Z No. of bitstreams: 1 JEFFERSON APARECIDO ARESTIDES DE MELO – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2016.pdf: 4954301 bytes, checksum: 801b98838911a33f335fda02c77f585a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-13T17:06:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JEFFERSON APARECIDO ARESTIDES DE MELO – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2016.pdf: 4954301 bytes, checksum: 801b98838911a33f335fda02c77f585a (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Capes / A linha de instabilidade (LI) Amazônica que atingiu Belém, em 08 de junho de 2008, foi monitorada e analisada por meio de medições de superfície, altitude, satélite e radar. A LI foi identificada, inicialmente, através de imagens do satélite GOES 12. O evento ocorreu durante a campanha de Belém, do Projeto CHUVA, que foi realizada durante o período de 01-30 junho de 2011, durante máxima ocorrência das linhas de instabilidades na região. Através da análise dos dados pluviométricos disponíveis percebe-se que a chuva associada à linha de instabilidade do dia 08 corresponde, aproximadamente, 29% da precipitação acumulada durante todo o experimento. A LI foi monitorada pelo radar meteorológico Banda - XPOL e permitiu a avaliação dinâmica e microfísica do sistema. Esta ultima realizada por meio da classificação de hidrometeoros com as variáveis polarimétricas. As variáveis utilizadas foram: refletividade horizontal (Zh, dBZ), refletividade diferencial (Zdr, dB), fase diferencial específica (Kdp, ° km-1), coeficiente de correlação (ρhv) e, por fim, se realizou a classificação dos hidrometeoros. O sistema apresentou fortes núcleos de refletividade que indicam a região convectiva. Esta parte da LI também é caracterizada por colunas com, relativamente, fortes Zdr e Kdp. A co-localização de colunas de Zh, Zdr e Kdp sugerem que esta é uma zona de elevada concentração de gotas de chuva com um tamanho considerável. A classificação dos hidrometeoros apresentou um resultado bem condizente com o que pode ser observado por outros pesquisadores e com as características microfísicas de outros sistemas convectivos. / A squall line (SL) Amazon, which reached Belém on June 8, 2008, was monitored and analyzed by means of surface measurements, altitude, satellite and radar. The SL was identified initially through the satellite GOES 12 images. The event was during the campaign of Belém, the Chuva Project, which was held during the period 01-30 June 2011, during maximum occurrence of squall line in the region. Through the analysis of available rainfall data we can see that the rain associated with the squall line the day 08 corresponds to approximately 29% of rainfall accumulated during all the experiment. The LI was monitored by weather radar Band - X POL and allowed the dynamic evaluation and microphysics of the system. The latter performed by hydrometeors classification with variables polarimetric. The variables used were: horizontal reflectivity (Zh, dBZ), differential reflectivity (Zdr, dB), specific differential phase (Kdp, ° km -1), correlation coefficient (ρhv) and, finally, was held the classification of hydrometeors. The system showed strong core of reflectivity indicating the convective region. This part of LI is also characterized by columns relatively strong Zdr and Kdp. The co-location columns Zh, Zdr and Kdp suggest that this is an area of high concentration of raindrops with a considerable size. The classification of hydrometeors presented the result well consistent with which can be observed by other researchers and the microphysical characteristics of other convective systems.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-15T19:02:39Z No. of bitstreams: 1 RAFAEL CASTELO GUEDES MARTINS – TESE (PPGMet) 2014.pdf: 3362803 bytes, checksum: 5a99c28e73f6a95fef76f82f96d2edc4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-15T19:02:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RAFAEL CASTELO GUEDES MARTINS – TESE (PPGMet) 2014.pdf: 3362803 bytes, checksum: 5a99c28e73f6a95fef76f82f96d2edc4 (MD5) Previous issue date: 2014-12-12 / Um dos principais desafios atuais da modelagem numérica da atmosfera trata da previsão quantitativa da precipitação e do posicionamento das nuvens de chuva. Este trabalho tem com o principal objetivo avaliar o desempenho das arametrizações de microfísicas na modelagem regional com ênfase no papel da informação de grande escala e sua influência sobre as simulações, e no uso de dados observados de radiossondagens como forma de acrescentar informação à modelagem . Inicialmente, duas reanálises (NCEP2 e ERAI) foram estatisticamente comparadas com dados de PCDs do Estado do Ceará. Verificou - se qu e a ERAI apresentou maior semelhança com as observações, principalmente para as variáveis diretamente ligadas à convecção. Em seguida, a ERAI foi utilizada como forçamento de grande escala em simulações com o modelo WRF. Observou- se que o uso de microfísica detalhada não melhora necessariamente a previsão do modelo, caso não sejam utilizados dados observados no local de estudo. Por último, duas simulações de alta resolução foram realizadas. Uma forçada pela reanálise sem modificação e outra forçada pela reanálise modificada utilizando o método de análise objetiva do WRF, para incluir as séries temporais de radiossondagens coletadas durante campanha experimental do Projeto CHUVA, em Fortaleza- CE. As duas simulações foram comparadas com dados observados pelo radiômetro para o mesmo local e período das radiossondagens . Observou - se que a inclusão das observações de sondagens na modelagem possibilita melhor modelagem de um sistema convectivo ocorrido em abril de 2011, principalmente para as variáveis ligadas à convecção. Este trabalho aponta, utilizando análises comparativas e estatísticas, que a utilização de uma maior densidade de dados observacionais válidos no modelo pode melhorar de forma muito mais eficiente o resultado da modelagem, do que mesmo a utilização do downscaling dinâmico do dado de grande escala ou a utilização de esquemas de microfísica detalhada, que, em algumas situações, pode inclusive inserir mais erros nos sistema s modelados. / The quantitative prediction of precipitation and the positioning of the rain clouds is one of the main challenges of numerical modeling of the atmosphere in present days. This work aims to evaluate the performance of the microphysical parameterizations in regional modeling, with emphasis on the role of large- scale information and its influence on the simulations, and the use of observational data from radiosondes as a way to add information to modeling. Initially, two reanalysis (NCEP2 and ERAI) were statistically compared with data from PCDs from the Ceará State. It was found that the ERAI showed similarity to the observations, especially for variables directly linked to convection. Then, the ERAI is used as large scale forcing in simulations with the WRF model. It was observed that the use of detailed microphysics does not necessarily improve the model performance, if in situ data were not used. Finally, two high resolution simulations were performed. The first f orced by reanalysis without modification and other forced by reanalysis using the modified method of objective analysis of the WRF, to include the time series of radiosonde observations collected during the experimental campaign of the CHUVA Project in Fortaleza- CE. The two simulations were compared with data observed by the radiometer to the same place and period of the radiosonde. It was observed that the inclusion of radiosonde observations in to the model leads to a better simulation of a convective system that occurred in April 2011, mostly for the variables related to convection. Using comparative statistical analysis, t his work points that the use of a higher density of valid observational data in the model can improve much more efficiently the model results than the use of a dynamic downscal ing of large- scale data or the use of schemes with detailed microphysics, which in some circumstances may even introduce more errors into the modeled system s.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-07-26T16:32:49Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7200030 bytes, checksum: 5dfc015ed0fa32bec3a8f1b52a28a00e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-26T16:32:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 7200030 bytes, checksum: 5dfc015ed0fa32bec3a8f1b52a28a00e (MD5) Previous issue date: 1990-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Desenvolveu-se um modelo para o cálculo de radiâncias, irradiâncias, saldos de radiação, emitâncias médias e temperaturas efetivas, em presença de cobertura estratiforme de nuvens, com base no espalhamento sucessivo da radiação. Tal modelo foi validado mediante comparações com outros sofisticados modelos, como o de ordenadas discretas de Chandrasekhar (”16-stream”) e o de Neumann. Analisou-se a contribuição do espalhamento múltiplo da radiação infravermelha na janela atmosférica, de 8 a 13 μm, para a taxa de resfriamento radiativo* da região próxima do topo da camada de nuvens, com propriedades microfísicas idênticas às das nuvens C1 de Deirmendjian, considerando o conteúdo de água líquida constante em seu interior. Concluiu- se que o espalhamento de ordem igual ou superior à unidade contribui muito pouco, na ordem de 6,7%, para a taxa de resfriamento radiativo em nuvens, na referida faixa espectral, podendo ser desprezível no cálculo da divergência do saldo de radiação. *Neste trabalho, o termo ”radiativo” se refers à radiaçao e não à radiatividade.

Magíster en Meteorología y Climatología / La Cordillera de Nahuelbuta (CN, 37,7°S-73,0°O) es un macizo de 100 km de ancho y 180 km de largo, en donde la precipitación orográfica realiza una importante contribución durante el paso de sistemas frontales conectados a un flujo húmedo del NO. Las observaciones in-situ del proyecto CCOPE (2015), mostraron que más del 30% de precipitación fue generada por colisión coalescencia (lluvia cálida) y asociada a nubes orográficas someras. El resto, ocurrió en nubes profundas, originadas por ascenso a gran escala y mecanismos de crecimiento de hielo (lluvia iniciada por hielo). Dentro de una tormenta frontal, la precipitación puede transitar entre ambas fases y su incremento en la ladera de barlovento de la CN parece ser más marcado en los casos cálidos. Para verificar si dicha transición ocurre en toda la CN y evaluar la distribución de la precipitación instantánea y acumulada en cada fase para un mismo sistema frontal se simularon 5 eventos ocurridos el 2015 con WRF a alta resolución. Estas simulaciones contemplaron 4 configuraciones del modelo, las cuales consistieron en un aumento de los niveles verticales con respecto a la corrida de control, incorporación de un dominio externo y cambio del esquema de microfísica Thompson al WSM5. En 3 de los 5 eventos simulados WRF logró simular la transición entre ambos regímenes de precipitación en toda la CN. En uno de los eventos precipitó nieve y graupel en las cumbres de la CN, por lo cual no fue posible realizar la clasificación, mientras que en otro el modelo no simuló la fase de lluvia cálida que sí se observó en los datos MRR, posiblemente debido a una deficiencia en los datos de entrada del modelo. Los resultados indican que en ambas fases de lluvia existe un control orográfico, pero este es más marcado en la fase de lluvia cálida. En este régimen la precipitación se concentra sobre la CN organizada en bandas a lo largo del viento distribuidas heterogéneamente, con los montos de lluvia incrementándose hacia su ladera de barlovento y zonas más altas, ausentándose en la costa y mar adentro y sugiriendo el desarrollo de nubes orográficas. Dicho incremento (razón de ~1:3 entre la costa y la montaña) en el acumulado total de precipitación se asocia a una mayor duración efectiva de esta (razón ~1:2). Además, las nubes convectivas en esta fase se estructuran en bandas organizadas a lo largo del flujo húmedo. En la fase de lluvia iniciada por hielo en cambio, la precipitación se distribuye de manera homogénea a lo largo de una banda que cruza la CN con orientación NO-SE (asociada al frente frío). La precipitación tiene mayor simultaneidad en toda la CN y el mayor acumulado en la ladera de barlovento de esta se vincula a una mayor intensidad de la precipitación. Estos resultados son comunes a las diferentes configuraciones utilizadas en el modelo WRF, aun considerando variaciones en el esquema de microfísica, demostrando que los hidrometeoros y procesos considerados por aquellos utilizados en esta tesis, no alteran los rasgos distintivos de cada régimen de lluvia. Dichos procesos podrían ser considerados en el futuro como punto de partida para un nuevo método de clasificación de la precipitación líquida.

Nuvens desempenham um papel fundamental no balanço radiativo terrestre, e o conhecimento de suas propriedades micro e macrofísicas é importante para o estudo do clima global. O desenvolvimento convectivo de nuvens está intimamente relacionado ao comportamento microfísico de seus hidrometeoros, os quais são influenciados pela variação nas concentrações de aerossóis disponíveis na atmosfera. Este trabalho utiliza o sensoriamento remoto por satélites para analisar a evolução diurna de propriedades ópticas de hidrometeoros de nuvens sobre a Amazônia. Para tanto, medidas de radiância efetuadas pelos canais 1, 2 e 4 do satélite geoestacionário GOES 13 para os anos de 2012, 2013, 2014 e 2015 foram aliadas a códigos computacionais de transferência radiativa visando a obtenção de estimativas de raios efetivos de gotas e partículas de gelo em nuvens convectivas. A variação temporal de parâmetros microfísicos ao longo do dia foi analisada durante as estações seca e úmida em dois locais prístinos e outros dois locais significativamente atingidos pela fumaça de queimadas na Amazônia. A profundidade óptica de aerossóis ( a em 550 nm) variou de 0,1 a 0,2 na maior parte do ano (estação úmida) sobre todos os locais. Na estação seca nos sítios prístinos observou-se um a em torno de 0,5 unidades, e de cerca de 0,8 nos sítios degradados. Os resultados mostram que para todos os locais analisados há 32% mais pixels de nuvens durante a estação úmida do que na seca. As distribuições relativas de refletâncias em 0,63 m e da temperatura de brilho em 11 m indicam que em todos os sítios e épocas do ano há predominância de nuvens menos espessas e mais quentes sobre a Amazônia. A análise da refletância em 3,90 m indicou que nos quatro locais ocorre uma redução do raio efetivo de hidrometeoros de nuvens quentes na estação seca em relação à estação úmida. A distribuição de raios efetivos é bimodal para todos os sítios e estações analisados, sendo a variação diurna dessa distribuição consistente com processos de desenvolvimento vertical de nuvens e crescimento de hidrometeoros. Esse mecanismo ocorre de maneira distinta em locais mais e menos poluídos, sendo que para regiões mais poluídas e desmatadas o desenvolvimento vertical de tamanhos de partículas na época seca se dá de maneira mais lenta do que na úmida. Para as áreas mais atingidas pela pluma de fumaça durante a estação seca os raios efetivos de gotas/cristais de gelo com temperatura de brilho maior que -20°C praticamente não mudam, sofrendo uma variação máxima de 2 m num período de 2 horas. Para o mesmo intervalo de temperaturas e de tempo a estação seca em ambientes mais limpos apresenta uma variação de até 6 m nos raios efetivos das partículas. Esse resultado é parcialmente compatível com modelos conceituais que procuram explicar efeitos microfísicos de aerossóis sobre o tamanho de hidrometeoros em nuvens. O atraso no crescimento vertical de hidrometeoros é mais pronunciado perto do meio dia solar e em locais onde as concentrações de aerossóis provenientes de queimadas são maiores. / Clouds play a key role in Earths radiative balance. The knowledge of its micro and macrophysical properties is important for the study of global climate. The life cycle of convective clouds is closely related to the microphysics of its hydrometeors, which are influenced by many factors including variations in the concentration of atmospheric aerosols. This study uses remote sensing by a satellite to analyze the diurnal evolution of reflective properties of clouds over Amazon. Radiance measurements performed by channels 1, 2 and 4 of the imager instrument onboard GOES-13 geostationary satellite, from 2012 to 2015, were analyzed using radiative transfer and computational codes. This allowed deriving estimates of the effective radius of cloud droplets and ice particles in convective clouds. The temporal variation of microphysical parameters throughout the day was analyzed during the dry and wet seasons at two pristine sites and two other sites significantly affected by biomass burning smoke in the Amazon. The aerosol optical depth ( a at 550 nm) ranged from 0.1 to 0.2 for most of the year (wet season) over all sites. In the dry season at the pristine sites a a of about 0.5 units was observed, while about 0.8 units were measured at the degraded sites. The results show that for all analyzed sites there were 32% more cloudy pixels during the wet season than in the dry season. The relative distribution of reflectance at 0.63 m and the brightness temperature at 11 m indicate that at all sites and times of the year there is a predominance of shallow warm clouds in the Amazon. The analysis of the reflectance at 3.90 m indicated that at the four sites a reduction of the effective radius of hydrometeors in warm clouds occurs in the dry season in comparison to the wet season. The distribution of effective radius is bimodal for all sites and seasons. The diurnal variation of this bimodal distribution is consistent with processes of vertical cloud development and hydrometeor growth. This mechanism occurs differently in the pristine and degraded sites. At polluted and deforested regions the vertical development of particle sizes in the dry season occurs more slowly than in pristine ones. For the areas more affected by smoke plumes during the dry season the effective radius of drops/ice crystals of clouds with brightness temperature greater than -20°C show small changes with height, undergoing a maximum variation of 2 m in 2 hours. For the same temperature range and time interval in the dry season, clouds in cleaner environments showed a variation up to 6 m in the effective radius of particles. This result is partly compatible with conceptual models that seek to explain microphysical effects of aerosols on the size of hydrometeors. The vertical growth delay of hydrometeors is more pronounced near local solar noon and in places where the concentration of smoke aerosols is higher.

Este trabalho, sendo pioneiro no Brasil, teve o intuito de efetuar uma investigação das nuvens cirrus na região Metropolitana de São Paulo (23,33ºS / 46,44ºW), SP, através do sistema MSP-Lidar para o período de Junho à Julho de 2007. Durante este período, foi verificada uma ocorrência de cirrus de aproximadamente 54% sobre o total de medidas efetuadas pelo sistema Lidar. Medidas com Lidar nos forneceram uma alta resolução espacial e temporal destas nuvens, permitindo assim caracterizá-las e classificá-las de acordo com as suas propriedades macro- e microfísicas. Para obter tais parâmetros, uma metodologia própria foi desenvolvida na recuperação dos dados de Lidar e uma robusta estatística foi aplicada para determinar as diferentes classes de cirrus. A metodologia adotada se resumiu basicamente (a) na determinação de períodos estacionários (ou observações) durante a evolução temporal de detecção de cirrus, (b) determinação da base e topo através de um valor limiar para o cálculo das variáveis macrofísicas (altitudes, temperaturas, espessuras geométricas), (c) aplicação do método da transmitância para cada camada de nuvem e a determinação das variáveis microfísicas (profundidade óptica e razão de Lidar). Neste processo, a razão de Lidar é calculada iterativamente até que haja a convergência da mesma. Análises estatísticas de multivariáveis foram efetuadas para a determinação das classes de cirrus. Estas classes são baseadas na espessura geométrica, altitude média e sua respectiva temperatura, a altitude relativa (diferença entre a altura da tropopausa e topo da nuvem) e a profundidade óptica. O uso sucessivo da Análise de Componentes Principais (PCA), do Método de Cluster Hierárquico (MCH) e da Análise de Discriminantes (AD) permitiu a identificação de 4 classes. Vale ressaltar que tais métodos foram aplicados somente para os casos identificados como camadas únicas de nuvens, pois não se observou significativamente a ocorrência de nuvens com multicamadas. A origem de formação das classes de cirrus encontradas, embora apresentando propriedades macro- e microfísicas distintas, foi identificada basicamente como a mesma, isto é, provenientes da injeção de vapor dágua na atmosfera por meio de sistemas frontais e seu respectivo resfriamento para a formação dos cristais de gelo. O mesmo mecanismo de formação também é atribuído aos jatos subtropicais. Uma análise em relação ao perfil de temperatura e a comparação com a literatura mostrou que as cirrus classificadas apresentam possivelmente cristais em forma de placas e colunas hexagonais. As razões de lidar (RL) calculadas também estão de acordo com a literatura. / This pioneer work in Brazil, aimed at investigating cirrus clouds in the metropolitan region of São Paulo (23.33 ºS / 46.44 ºW), SP, observed by the MSP-Lidar system in June and July 2007. During this period, cirrus clouds were observed during approximately 54% of the time of all Lidar measurements available. The Lidar provided measurements with high spatial and temporal resolution measurements of these clouds that allowed characterizing and classifying them according to their macro-and microphysical properties. For such parameters, a unique methodology was developed for the Lidar data retrieval and a robust statistic was applied to determine the different classes of cirrus. The following steps were adopted to characterize the observations: (a) the determination of stationary periods (or observations) during the time evolution of cirrus detection, (b) determination of the base and top of clouds through a so called threshold value to derive the macrophysical variables (altitude, temperature, geometrical thickness), (c) the application of the transmittance method for each layer and the determination of cloud microphysical variables (optical depth and Lidar ratio). In this process, the Lidar ratio is calculated iteratively until a convergence of this value is achieved. Multivariate statistical analyses were performed to determine the classes of cirrus. These classes are based on geometric thickness, average altitude and the respective temperature, relative altitude (difference between tropopause height and cloud top) and optical depth. The successive use of Principal Component Analysis (PCA), Hierarchical Clustering Method (HCM) and Discriminant Analysis (DA) allowed the identification of four classes of cirrus. It is important to point out here that such methods were applied only to cases identified as single layers of clouds, due to the rare occurrence of multilayered clouds. The origin of formation for the four cirrus classes, though they have distinct macro-and microphysical properties, was found to be basically the same, i.e., from the injection of water vapor in the atmosphere provided by frontal systems, followed by the cooling process to form ice crystals. The same formation mechanism is also attributed to the subtropical jet. An analysis of the temperature profile and comparison with the literature showed that the cirrus crystals possibly have the form of hexagonal plates and columns. The Lidar Ratio (LR) was also found to be in accordance with the literature.