As imagens de sensores termais (8 – 12 μm) apresentam uma grande importância para os estudos ambientais. O produto de emissividade (produto AST05) do sensor Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) vem sendo usado em vários destes estudos. Entretanto, em regiões de atmosfera úmida este produto tem apresentado problemas, como erros na estimativa da emissividade e grande quantidade de ruído periódico. Estudos concluíram que estes problemas estão associados principalmente ao processo de correção atmosférica, o qual tem se mostrado inadequado nestas regiões. Este trabalho apresenta um estudo a respeito da qualidade do produto AST05 e uma alternativa ao atual processo de correção atmosférica destes dados, através da utilização de perfis atmosféricos (radiossondagem) coletados próximos ao local e momento do imageamento para reduzir erros gerados pela interferência atmosférica. Apresenta também um estudo referente ao ruído periódico e como ele pode ser minimizado no domínio da frequência, através dos filtros notch. Os resultados demostraram que a utilização de perfis atmosféricos de radiossondas pode melhorar a qualidade das imagens de emissividade, em comparação ao produto AST05 e que o ruído periódico remanescente pode ser minimizado no processo de filtragem, produzindo imagens mais nítidas e com dados de emissividade de maior acurácia. / Thermal images (8-12 μm) held great importance for environmental studies. The emissivity product AST05 from sensor Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) has been used in several studies. However, in humid atmosphere areas this product has presented problems, such as errors in emissivity data and periodic noise. Studies have found that these problems are mainly associated to atmospheric correction process, which has proved inadequate in these regions. This work presents a study about the quality of AST05 product and also an alternative to the data correction process, using atmospheric profiles (radiosonde) near the place and time of imaging to perform the reduction of atmospheric interference. It also presents a study regarding the periodic noise and how it can be reduced in frequency domain, using notch filters. Results showed that the atmospheric correction process can be improved and the quality of the restored imagens compared to AST05 product is better. Remaining periodic noise can be minimized in the filtering process, producing sharper images and accurate data emissivity.

As imagens de sensores termais (8 – 12 μm) apresentam uma grande importância para os estudos ambientais. O produto de emissividade (produto AST05) do sensor Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) vem sendo usado em vários destes estudos. Entretanto, em regiões de atmosfera úmida este produto tem apresentado problemas, como erros na estimativa da emissividade e grande quantidade de ruído periódico. Estudos concluíram que estes problemas estão associados principalmente ao processo de correção atmosférica, o qual tem se mostrado inadequado nestas regiões. Este trabalho apresenta um estudo a respeito da qualidade do produto AST05 e uma alternativa ao atual processo de correção atmosférica destes dados, através da utilização de perfis atmosféricos (radiossondagem) coletados próximos ao local e momento do imageamento para reduzir erros gerados pela interferência atmosférica. Apresenta também um estudo referente ao ruído periódico e como ele pode ser minimizado no domínio da frequência, através dos filtros notch. Os resultados demostraram que a utilização de perfis atmosféricos de radiossondas pode melhorar a qualidade das imagens de emissividade, em comparação ao produto AST05 e que o ruído periódico remanescente pode ser minimizado no processo de filtragem, produzindo imagens mais nítidas e com dados de emissividade de maior acurácia. / Thermal images (8-12 μm) held great importance for environmental studies. The emissivity product AST05 from sensor Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) has been used in several studies. However, in humid atmosphere areas this product has presented problems, such as errors in emissivity data and periodic noise. Studies have found that these problems are mainly associated to atmospheric correction process, which has proved inadequate in these regions. This work presents a study about the quality of AST05 product and also an alternative to the data correction process, using atmospheric profiles (radiosonde) near the place and time of imaging to perform the reduction of atmospheric interference. It also presents a study regarding the periodic noise and how it can be reduced in frequency domain, using notch filters. Results showed that the atmospheric correction process can be improved and the quality of the restored imagens compared to AST05 product is better. Remaining periodic noise can be minimized in the filtering process, producing sharper images and accurate data emissivity.

As imagens de sensores termais (8 – 12 μm) apresentam uma grande importância para os estudos ambientais. O produto de emissividade (produto AST05) do sensor Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) vem sendo usado em vários destes estudos. Entretanto, em regiões de atmosfera úmida este produto tem apresentado problemas, como erros na estimativa da emissividade e grande quantidade de ruído periódico. Estudos concluíram que estes problemas estão associados principalmente ao processo de correção atmosférica, o qual tem se mostrado inadequado nestas regiões. Este trabalho apresenta um estudo a respeito da qualidade do produto AST05 e uma alternativa ao atual processo de correção atmosférica destes dados, através da utilização de perfis atmosféricos (radiossondagem) coletados próximos ao local e momento do imageamento para reduzir erros gerados pela interferência atmosférica. Apresenta também um estudo referente ao ruído periódico e como ele pode ser minimizado no domínio da frequência, através dos filtros notch. Os resultados demostraram que a utilização de perfis atmosféricos de radiossondas pode melhorar a qualidade das imagens de emissividade, em comparação ao produto AST05 e que o ruído periódico remanescente pode ser minimizado no processo de filtragem, produzindo imagens mais nítidas e com dados de emissividade de maior acurácia. / Thermal images (8-12 μm) held great importance for environmental studies. The emissivity product AST05 from sensor Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) has been used in several studies. However, in humid atmosphere areas this product has presented problems, such as errors in emissivity data and periodic noise. Studies have found that these problems are mainly associated to atmospheric correction process, which has proved inadequate in these regions. This work presents a study about the quality of AST05 product and also an alternative to the data correction process, using atmospheric profiles (radiosonde) near the place and time of imaging to perform the reduction of atmospheric interference. It also presents a study regarding the periodic noise and how it can be reduced in frequency domain, using notch filters. Results showed that the atmospheric correction process can be improved and the quality of the restored imagens compared to AST05 product is better. Remaining periodic noise can be minimized in the filtering process, producing sharper images and accurate data emissivity.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-07-21T11:57:21Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 24154733 bytes, checksum: cc65e7a2e3bb86ef5f818cdeda3abf25 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-21T11:57:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 24154733 bytes, checksum: cc65e7a2e3bb86ef5f818cdeda3abf25 (MD5) Previous issue date: 1990-07-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Desenvolveu-se um modelo para o cálculo de radiâncias, densidades de fluxo e taxas de resfriamento radiativo* para os diferentes níveis da atmosfera. O modelo possui altas resoluções espectral e vertical, utiliza as funções de transmissão do código computacional LOUTRAN 6 e o código computacional Mie de Wiscombe, para determinar as características óticas das gotículas. Para o cálculo do coeficiente monocromático de absorção das nuvens, utilizou-se neste trabalho o raio efetivo da distribuição de gotículas ao invés de se Proceder à integração da seção transversal das gotículas d'água em toda a sua população. Verificou-se que o raio eletivo pode ser usado para os cálculos, não implicando grandes discrepâncias em relação aos cálculos feitos quando se integram as seções transversais das gotículas em toda a sua população. A taxa de resfriamento radiativo atmosférico obtida para a nuvem A (com conteúdo de água líquida de 0,114 g/ms), próxima ao topo da nuvem, foi de 8,0 K/h e para a nuvem B (com conteúdo de água líquida de 1,034 g/m³) foi de 34,9 K/h. Tais valores quando comparados com os obtidos por ALVES (1987), que utilizou um modelo mais detalhado, procedendo à integração da seção transversal das gotículas d'água em toda a população de gotículas, apresentaram discrepâncias aceitáveis para os principais tipos de modelagens atmosféricas. *Neste trabalho, o termo "radiativo" refere-se à radiação, e não à radioatividade.

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2016-02-24T21:09:58Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese_Ayres.pdf: 15719153 bytes, checksum: 53b0372c0a809dfc80c8f40fdd30735d (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-03-09T16:00:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese_Ayres.pdf: 15719153 bytes, checksum: 53b0372c0a809dfc80c8f40fdd30735d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-09T16:00:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese_Ayres.pdf: 15719153 bytes, checksum: 53b0372c0a809dfc80c8f40fdd30735d (MD5) Previous issue date: 2015 / CAPES / O objetivo principal deste trabalho foi o estudo do transporte atmosférico de PM10 e SO2 em regiões costeiras urbanas usando modelos WRF/CMAQ. Duas regiões foram contempladas neste estudo. Uma é a Região da Grande Vitória (RGV), no estado do Espírito Santo, Brasil; a outra é a Região da Grande Dunkerque (RGD), no Departamento Nord Pas-de-Calais, França. A RGV é cercada por uma cadeia de montanhas paralela à costa, resultando num topografia complexa e acidentada. Já a RGD possui uma topografia muito mais suave. As entradas de dados para os modelos WRF/CMAQ englobaram o inventário de emissões de poluentes atmosféricos do IEMA-ES para a RGV, e o inventário de emissões no nível do solo de Nord Pas-de-Calais denominado ―Cadastre_totaux_3km_A2008 _M2010_V2_SNAPN2‖ para a RGD. Ambos os inventários apresentaram restrições, todavia. O inventário da RGV apresentou valores de ressuspensão em vias de tráfego elevados, em comparação com diversos estudos, e teve esses dados modificados. Os dados no nível do solo e a grande área de das células da grade (9 km2) do inventário da RGD não permitiram resultados satisfatórios de modelagem. A validação dos modelos foi realizada por comparação com resultados obtidos em duas campanhas experimentais: uma na cidade de Dunkerque, no norte da França, em setembro de 2009; a outra na cidade de Vitória, no sudeste do Brasil, em julho de 2012. Esses dados foram obtidos pelo uso de sistemas de Light Detection and Ranging (LIDAR) e Sonic Detection and Ranging (SODAR), bem como de Estações Meteorológicas de Superfície (EMS) e de monitoramento atmosférico. Os resultados deste trabalho mostraram que: a) existe uma necessidade de melhorias contínuas nos inventários regionais de emissões, adaptando-os para condições locais específicas e focando na obtenção de parâmetros necessários para modelagem fotoquímica; b) os valores de módulo e direção das velocidades obtidas na modelagem meteorológica influenciam fortemente os resultados da modelagem de concentração de poluentes; c) a qualidade do ar tanto na RGV quanto na RGD merece atenção, sobretudo no que diz respeito às concentrações de MP10. De acordo com os dados das estações de monitoramento, a situação parece mais crítica na RGD; d) a modelagem da RGV apresentou resultados mais satisfatórios do que a da RGD, de acordo com os resultados das validações; e) a entrada da brisa do mar provocou alterações significativas na concentração dos poluentes, o que pôde ser observado na análise da dinâmica da dispersão de MP10 e SO2. Esse fenômeno foi mais marcante na RGV, onde a entrada da brisa marítima provocou um movimento oscilatório na pluma de poluição, levando-a para os bairros mais densamente povoados do conglomerado urbano. Na RGD, a entrada da brisa não foi cotidiana e, no dia em que ela aconteceu, houve uma alteração de quase 180º na direção do movimento da pluma de poluição. Além do aumento da turbulência vertical, o qual já foi estudado por diversos autores, este estudo focou também na influência brisa do mar na dinâmica da pluma de dispersão de poluentes atmosféricos em regiões costeiras. / This work's main objective is to study atmospheric transportation of MP10 and SO2 in urban coastal areas using WRF/CMAQ modeling. Two main areas were chosen for this purpose. One is Great Vitória Area (GVA), in Espírito Santo State, Brasil; the other is Great Dunkerque Area (GDA), in Nord Pas-de-Calais, France. GVA is surrounded by a mountain range parallel to the coast, which makes its topography complex and rugged. On the other hand, GDA's topography is much smoother. Modeling inputs encompassed IEMA-ES' inventory of atmospheric pollutants emissions for GVA, and Nord Pas-de-Calais' inventory of ground level emissions named " Cadastre_totaux_3km_A2008 _M2010_V2_SNAPN2" for GDA. Both inventories showed restrictions, however. GVA's showed high traffic lanes resuspension in comparison with several studies, so those data were altered. Ground level data and large grid area (9 km2) of GDA inventory didn't allow for satisfying modeling results. Modeled results were validated by comparing them with two experimental campaigns: one performed in the city of Dunkerque, North of France, on September 2009; the other in Vitória, Southeast of Brazil, on July 2012. Experimental data were obtained through the use of Light Detection and Ranging (LIDAR), Sonic Detection and Ranging (SODAR), Surface Meteorological Stations (SMS) and atmospheric monitoring stations. Results of this work showed that: a) there is a need for continuous improvement on regional inventories of emissions, adapting them to specific local characteristics and focusing on obtaining parameters required for photochemical modeling; b) the direction and magnitude of velocity vectors obtained from meteorological modeling have a high impact on pollutant concentrations modeling; c) air quality in both GVA and GDA deserve attention, especially regarding MP10 concentrations. Based on monitoring stations data, the situation seems more critical in GDA; d) modeling in GVA was better than in GDA according to validation results; e) sea breeze inflow caused significant alteration on pollutants concentration, which was observed analyzing MP10 and SO2 dispersion dynamics. This phenomenon was more distinctive in GVA, where the sea breeze caused an oscillatory motion on the pollution plume, moving it to the urban agglomeration most densely populated neighborhoods. In GDA, sea breeze inflow wasn`t a daily phenomenon, and on the day when it occurred there was a change of almost 180º in the pollution plume direction of movement. In addition to vertical turbulence increase, which has already been studied by many authors, this study also focus on influence of sea-breeze of plume dynamics effects on dispersing atmospheric pollutants in coastal areas.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-04-11T14:57:58Z No. of bitstreams: 2 Tese_Jurandir M. Dutra.pdf: 4679614 bytes, checksum: 65fa9faccfdf96b5ae945d98a0968c26 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-04-11T14:58:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese_Jurandir M. Dutra.pdf: 4679614 bytes, checksum: 65fa9faccfdf96b5ae945d98a0968c26 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-11T14:58:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese_Jurandir M. Dutra.pdf: 4679614 bytes, checksum: 65fa9faccfdf96b5ae945d98a0968c26 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-03-23 / Greenhouse gas emissions and air pollutants have been increasing currently in the face of human activities. The way of life based on comfort and consumption requires the adoption of the intensive use of fossil fuels. The transport sector is the main emitter, especially since a fleet of vehicles has grown at an accelerated pace in the last decades. These emissions are an important part of climate change and air pollution, which boosts global warming and reduces the health and well-being of the population. In this way, it is important to monitor the quality of urban air in order to avoid episodes that compromise human life. For all this, it is salutary to observe levels of tropospheric ozone and particulate matter, among other pollutants, in order to prevent degradation public health events and promote environmental management. Brazilian legislation guides the creation and implementation of State programs for air quality, with the purpose of controlling emissions to acceptable limits. However, the use of mathematical models of prediction instrumentalism as part of these programs. As an initial condition, to feed them, it is necessary to make available a set of meteorological variables, but also the concentrations of pollutants gases from fixed and mobile sources. In this work, we tried to analyze the impacts caused in the urban air from the emissions of the transport sector, only. For this purpose, it was essential to estimate the emissions of greenhouse and local gases from the city of Manaus, defining as the frontier of the inventory the sale of fuel in the urban perimeter. These estimates establish in protocols guided by the IPCC, but also in the recommendations of the Brazilian Government and in the experiences of other large urban centers. Then the space-time dispersion of pollutants resulting from emissions was simulated, so that it could be understood its behavior and distribution. However, in order to analyze an intervention scenario, it was also simulated the scenario of improvements proposed in the Urban Mobility Plan of Manaus, whose proposal suggests changes in the road system and in the public transportation system. The model used was the TAPM (The Air Pollution Model) because it is three-dimensional and suitable for modeling meso-regional scales and coherent to cover the studied area. Carbon dioxide emissions have increased substantially, although emissions of methane, non-methane hydrocarbons, nitrogen dioxide, aldehydes, carbon monoxide and particulate matter have declined substantially due mainly to the implementation of more advanced phases of Program for the Control of Air Pollution by Automotive Vehicles (PROCONVE) and Program for the Control of Air Pollution by Motorcycles and Similar Vehicles (PROMOT), but also the mixture of anhydrous ethanol in pure gasoline. The simulation of the impacts on air quality showed that the dispersion of all pollutants, with the exception of the particulate matter, follows the expected surface runoff and goes towards the west and the Negro river. However, only the ozone, in two distinct moments, exceeded the legal line established by CONAMA. For the improvement scenario, the results point to an improvement in air quality levels for all simulated pollutants. / As emissões de gases de efeito estufa e poluentes atmosféricos vêm sendo incrementada atualmente em face das atividades humanas. O modo de vida baseado no conforto e no consumo requer a adoção do uso intensivo de combustíveis fósseis. O setor de transportes é notório emissor, sobretudo, porque a frota de veículos cresceu em ritmo acelerado nas últimas décadas. Essas emissões são parte importante e responsáveis pelas mudanças climáticas e pela poluição do ar, que potencializam o aquecimento global e reduz a saúde e o bem-estar da população. Dessa forma, é importante monitorar a qualidade do ar urbano, de forma a evitar episódios que comprometam a vida humana. Por tudo isso é salutar observar os níveis de ozônio troposférico e material particulado, entre outros poluentes, a fim de impedir eventos degradativos da saúde pública e promover a gestão ambiental. A legislação brasileira orienta a criação e implementação dos programas estaduais de qualidade do ar, com o propósito de controlar as emissões a limites aceitáveis. Entretanto, instrumentaliza como parte desses programas o uso de modelos matemáticos de predição. Como condição inicial, para alimentá-los, é necessário disponibilizar um conjunto de variáveis meteorológicas, mas também as concentrações dos gases poluentes das fontes fixas e móveis. Neste trabalho, buscou-se analisar os impactos causados no ar urbano a partir das emissões do setor de transportes, tão somente. Para tal foi primordial estimar as emissões de gases de efeito estufa e local da cidade de Manaus, definindo como fronteira do inventário a venda de combustível no perímetro urbano. Essas estimativas foram estabelecidas em protocolos orientados pelo IPCC, mas também nas recomendações do governo brasileiro e nas experiências de outros grandes centros urbanos. Em seguida foi simulada a dispersão espaço-temporal dos poluentes resultantes das emissões, de modo tal que fosse possível compreender seu comportamento e distribuição. Contudo, com o intuito de analisar um cenário de intervenção foi, também, simulado o cenário de melhorias proposto no Plano de Mobilidade Urbana de Manaus, cuja proposição sugere mudanças no sistema viário e no sistema de transportes público. O modelo utilizado foi o TAPM (The Air Pollution Model) por ser tridimensional e adequado para modelar escalas meso-regional e, ainda, coerente para cobrir a área estudada. As emissões de dióxido de carbono cresceram substancialmente, embora as emissões de metano, hidrocarbonetos não-metânicos, dióxidos de nitrogênio, aldeídos, monóxido de carbono e material particulado tenham diminuído sensivelmente, devido, principalmente à implantação de fases mais avançadas do Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores (PROCONVE) e Programa de Controle da Poluição do Ar por Motocicletas e Veículos Similares (PROMOT), mas também a mistura de etanol anidro na gasolina pura. A simulação dos impactos na qualidade do ar mostrou que a dispersão de todos os poluentes, com exceção do material particulado, acompanha o escoamento superficial esperado e segue em direção a zona oeste e ao rio Negro. Contudo, apenas o ozônio, em dois momentos distintos, ultrapassou a linha de corte legal estabelecida pelo CONAMA. Para o cenário de melhorias, os resultados apontam melhora nos níveis de qualidade do ar para todos os poluentes simulados.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-09-30T18:30:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_ModelagemSistemasDeteccao.pdf: 13756425 bytes, checksum: 2e747293f2a879513bc927e0e071e3c0 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-10-06T12:53:26Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_ModelagemSistemasDeteccao.pdf: 13756425 bytes, checksum: 2e747293f2a879513bc927e0e071e3c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-06T12:53:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_ModelagemSistemasDeteccao.pdf: 13756425 bytes, checksum: 2e747293f2a879513bc927e0e071e3c0 (MD5) Previous issue date: 2013 / As descargas atmosféricas representam um dos maiores fatores de riscos para o setor elétrico, especialmente na Amazônia, uma região do mundo identificada com altas densidades de ocorrências e picos de corrente de raios. Nesse contexto, a rede STARNET (Sferics Timing And Ranging NETwork), único sistema de detecção de descargas elétricas atmosféricas, terrestre, gratuito, e contínuo, cobrindo toda a região Amazônica, foi escolhido para a geração de padrões de descargas atmosféricas necessários a otimização dos sistemas de proteção das linhas de transmissão por meio de sistema de monitoramento de descargas atmosféricas. Contudo, o funcionamento intermitente, observado nos diagramas operacionais das várias estações da rede STARNET, afeta o desempenho global do sistema, em especial a eficiência de detecção. Por isso, foi desenvolvido um modelo de uniformização dos dados de descargas atmosféricas em função da configuração da rede (número e localização dos sensores em operação), no objetivo final de editar mapas de índice ceráunico e densidades de raios confiáveis. Existem regiões da Amazônia que sempre apresentam anomalias positivas de densidade de raios como as regiões de Belém e Manaus, bem como o estado do Tocantins que afeitam as linhas de transmissão. Depois, a incidência de raios nas linhas de transmissão na Amazônia foi estimada a partir da distribuição de pico de correntes registrada pela RDR-SIPAM e da densidade de raios corrigida da rede STARNET. A avaliação do desempenho da rede STARNET tendo como referencia à rede de detecção de raios do Sistema de Proteção da Amazônia (RDR-SIPAM) mostrou também uma forte dependência da eficiência de detecção da rede STARNET em função do pico de corrente das descargas atmosféricas. / Lightning is one of the greater risk factors for the Electricity Sector, especially in the Amazon, a region of the world identified with high lightning densities and peak currents. In this context, the Sferics Timing And Ranging NETwork (STARNET), which is presently the only free and continuous lightning detection system covering the whole Amazon Region was chosen to generate lightning parameter products required for the optimization of protection for transmission lines systems through continuous lightning monitoring. However, the intermittent activity observed in the Operating Diagrams of the various STARNET stations, impacted the system performances in special its detection efficiency. As a consequence, a model of standardization of lightning data was developed as a function of the network configuration (number and location of sensors in operation), with the final objective of editing reliable keraunic parameter as well as lightning densities maps. We found that there are Amazon regions which always have positive lightning density anomalies like the regions of Belém and Manaus, and the state of Tocantins. Next, the lightning incidence on transmission lines in amazon region was estimate from the peak current distribution of the Lightning Detection Network of the Amazon Protection System (SIPAM-LDN) and the standardized stroke density from the STARNET network. A comparative performance evaluation of STARNET with reference to the SIPAM-LDN also showed a strong dependence of the lightning detection efficiency of STARNET network on the peak current of lightning events.

O objetivo deste trabalho foi o analisar o impacto da resolução dos conjuntos de dados topográficos nas simulações das concentrações de dióxido de enxofre (SO2) emitido por uma fonte localizada no Sul do Brasil. Para isso foram realizadas duas simulações aplicando o modelo regional Weather Research and Forecasting acoplado com a química (WRF/Chem), configurado com duas representações do terreno de diferentes resoluções espaciais. Foram utilizados os dados padrão do modelo com melhor resolução, Global 30 Arc-Second Elevation (GTOPO), com aproximadamente 1 km, e inserido no bancos de dados do modelo as informações de terreno em alta-resolução do Radar Shuttle Topography Mission (SRTM) (30 metros). Para as emissões antrópicas do modelo foi elaborado um programa capaz inserir os volumes do poluente SO2 de forma horária expelidos pela chaminé, de acordo com as taxas de emissão medidos diretamente na fonte. O programa representou a emissão do poluente no ponto de grade correspondente a localização e a altura acima da superfície da chaminé da fonte. As simulações foram configuradas com os seguintes esquemas de parametrização: para microfísica de nuvens foi utilizado o Goddard Cumulus Ensemble; os esquemas de radiação de onda longa e curta foram o Goddard e o Rapid Radiative Transfer Model para modelos de circulação geral da atmosfera (MCGA); para a parametrização de cumulus o esquema utilizado foi o Grell 3D Ensemble Scheme; e para os esquemas de camada superficial e camada limite planetária foram utilizados os da teoria da similaridade do Fifth-Generation National Center for Atmospheric Research/Penn State Mesoscale Model (MM5) e o Yonsey University, respectivamente. A escolha desta combinação de esquemas foi definida a partir de um estudo inicial da sensibilidade do modelo à mudança das parametrizações. Os resultados dos experimentos numéricos alterando a topografia foram validados a partir dos dados de monitoramento das estações meteorológica e da qualidade do ar pertencentes à empresa responsável pelo empreendimento associado à fonte. Foi observado que as simulações com os dados SRTM expressaram o terreno da região de estudo mais próximo à realidade, representando o aspecto heterogêneo do relevo, ressaltando os picos e os vales. Os resultados das validações meteorológicas utilizando os dados topográficos indicaram melhoras nas simulações das variáveis meteorológicas: temperatura, umidade relativa, velocidade do vento e precipitação. Os experimentos com os dados topográficos GTOPO e SRTM no modelo WRF/Chem, configurado com as emissões horárias da fonte de Candiota, reproduziram o comportamento dos ventos para transporte de SO2 até as estações de monitoramento conforme os dados observados. Porém foram identificados padrões diferentes na representação das concentrações do poluente entre as duas simulações do modelo, associados aos escoamentos dos ventos representados pelos experimentos. A resolução da topografia afetou na simulação de SO2 devido ao aumento da forçante superficial induzida pelo terreno. Este aumento na forçante, influenciou a advecção da pluma de SO2, resultando em diferentes padrões das concentrações de SO2 no ponto de grade correspondente às estações de monitoramento. Contudo, os resultados das simulações das concentrações de SO2, tanto de forma horária quanto na abordagem das médias diárias, não indicaram uma relação linear entre a utilização de dados em alta resolução e a melhora na representação do SO2 pelo modelo WRF/Chem. / The objective of this work was to analyze the impact of the higher resolution topographic data sets in the simulations of the Sulfur dioxide (SO2) concentrations emitted by a source located Southern Brazil. Two simulations were performed applying the Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry – WRF/Chem, configured with two representations of the terrain with different spatial resolutions. The standard data of the model with the best resolution (approximately 1 km), Global 30 Arc-Second Elevation (GTOPO), and was inserted in the model databases the high-resolution (30 meters) terrain information of the Radar Shuttle Topography Mission (SRTM). For the anthropic emissions of the model, a program was developed capable of inserting the hourly SO2 pollutant volumes expelled by the chimney, according to the emission rates measured directly at the source. The program inserted these emissions into the grid point corresponding to the location and height above the surface of the emission source. The simulations were configured with the following parameterization schemes: for cloud microphysics Goddard Cumulus Ensemble; for the long and short wave radiation treatment it was used the Goddard and the Rapid Radiative Transfer Model for general circulation models; for the cumulus parameterization the scheme it was used the Grell 3D Ensemble Scheme; and for the surface layer and planetary boundary layer schemes, the similarity theory of the Fifth-Generation National Center for Atmospheric Research/Penn State Mesoscale Model (MM5) and the Yonsey University, respectively. The choice of this combination of schemes was defined from an initial study of the sensitivity of the model to the change of parametrizations. The results of the numerical experiments altering the topography were validated from the monitoring data of the meteorological stations and the air quality belonging to the company responsible for the enterprise associated to the source. It was observed that the simulations with the SRTM data expressed the terrain of the region of study closest to reality, representing the heterogeneous aspect of the terrain, highlighting the peaks and valleys. The results of the meteorological validations using the new topographic data indicated an improvement in the simulations of the meteorological variables: temperature, relative humidity, wind speed and precipitation. The experiments with the GTOPO and SRTM topographic data in WRF/Chem model, configured with the hourly emissions of the Candiota source, reproduced the winds behavior that transported the SO2 to the monitoring stations according to the observed data. However, different patterns were identified in the pollutant concentrations between the two simulations of the model, associated to the wind flows represented by the experiments. The topography resolution affected in the simulation of SO2 due to the increase of the surface forcing induced by the terrain. This increase in the forcing influenced the advection of the SO2 plume, resulting in different patterns of SO2 concentrations at the grid point corresponding to the monitoring stations. However, the results of simulations of SO2 concentrations, both hourly and in the approach of daily averages, did not indicate a linear relationship between the use of high resolution data and the improvement in the representation of SO2 by WRF/Chem model.

O objetivo deste trabalho foi o analisar o impacto da resolução dos conjuntos de dados topográficos nas simulações das concentrações de dióxido de enxofre (SO2) emitido por uma fonte localizada no Sul do Brasil. Para isso foram realizadas duas simulações aplicando o modelo regional Weather Research and Forecasting acoplado com a química (WRF/Chem), configurado com duas representações do terreno de diferentes resoluções espaciais. Foram utilizados os dados padrão do modelo com melhor resolução, Global 30 Arc-Second Elevation (GTOPO), com aproximadamente 1 km, e inserido no bancos de dados do modelo as informações de terreno em alta-resolução do Radar Shuttle Topography Mission (SRTM) (30 metros). Para as emissões antrópicas do modelo foi elaborado um programa capaz inserir os volumes do poluente SO2 de forma horária expelidos pela chaminé, de acordo com as taxas de emissão medidos diretamente na fonte. O programa representou a emissão do poluente no ponto de grade correspondente a localização e a altura acima da superfície da chaminé da fonte. As simulações foram configuradas com os seguintes esquemas de parametrização: para microfísica de nuvens foi utilizado o Goddard Cumulus Ensemble; os esquemas de radiação de onda longa e curta foram o Goddard e o Rapid Radiative Transfer Model para modelos de circulação geral da atmosfera (MCGA); para a parametrização de cumulus o esquema utilizado foi o Grell 3D Ensemble Scheme; e para os esquemas de camada superficial e camada limite planetária foram utilizados os da teoria da similaridade do Fifth-Generation National Center for Atmospheric Research/Penn State Mesoscale Model (MM5) e o Yonsey University, respectivamente. A escolha desta combinação de esquemas foi definida a partir de um estudo inicial da sensibilidade do modelo à mudança das parametrizações. Os resultados dos experimentos numéricos alterando a topografia foram validados a partir dos dados de monitoramento das estações meteorológica e da qualidade do ar pertencentes à empresa responsável pelo empreendimento associado à fonte. Foi observado que as simulações com os dados SRTM expressaram o terreno da região de estudo mais próximo à realidade, representando o aspecto heterogêneo do relevo, ressaltando os picos e os vales. Os resultados das validações meteorológicas utilizando os dados topográficos indicaram melhoras nas simulações das variáveis meteorológicas: temperatura, umidade relativa, velocidade do vento e precipitação. Os experimentos com os dados topográficos GTOPO e SRTM no modelo WRF/Chem, configurado com as emissões horárias da fonte de Candiota, reproduziram o comportamento dos ventos para transporte de SO2 até as estações de monitoramento conforme os dados observados. Porém foram identificados padrões diferentes na representação das concentrações do poluente entre as duas simulações do modelo, associados aos escoamentos dos ventos representados pelos experimentos. A resolução da topografia afetou na simulação de SO2 devido ao aumento da forçante superficial induzida pelo terreno. Este aumento na forçante, influenciou a advecção da pluma de SO2, resultando em diferentes padrões das concentrações de SO2 no ponto de grade correspondente às estações de monitoramento. Contudo, os resultados das simulações das concentrações de SO2, tanto de forma horária quanto na abordagem das médias diárias, não indicaram uma relação linear entre a utilização de dados em alta resolução e a melhora na representação do SO2 pelo modelo WRF/Chem. / The objective of this work was to analyze the impact of the higher resolution topographic data sets in the simulations of the Sulfur dioxide (SO2) concentrations emitted by a source located Southern Brazil. Two simulations were performed applying the Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry – WRF/Chem, configured with two representations of the terrain with different spatial resolutions. The standard data of the model with the best resolution (approximately 1 km), Global 30 Arc-Second Elevation (GTOPO), and was inserted in the model databases the high-resolution (30 meters) terrain information of the Radar Shuttle Topography Mission (SRTM). For the anthropic emissions of the model, a program was developed capable of inserting the hourly SO2 pollutant volumes expelled by the chimney, according to the emission rates measured directly at the source. The program inserted these emissions into the grid point corresponding to the location and height above the surface of the emission source. The simulations were configured with the following parameterization schemes: for cloud microphysics Goddard Cumulus Ensemble; for the long and short wave radiation treatment it was used the Goddard and the Rapid Radiative Transfer Model for general circulation models; for the cumulus parameterization the scheme it was used the Grell 3D Ensemble Scheme; and for the surface layer and planetary boundary layer schemes, the similarity theory of the Fifth-Generation National Center for Atmospheric Research/Penn State Mesoscale Model (MM5) and the Yonsey University, respectively. The choice of this combination of schemes was defined from an initial study of the sensitivity of the model to the change of parametrizations. The results of the numerical experiments altering the topography were validated from the monitoring data of the meteorological stations and the air quality belonging to the company responsible for the enterprise associated to the source. It was observed that the simulations with the SRTM data expressed the terrain of the region of study closest to reality, representing the heterogeneous aspect of the terrain, highlighting the peaks and valleys. The results of the meteorological validations using the new topographic data indicated an improvement in the simulations of the meteorological variables: temperature, relative humidity, wind speed and precipitation. The experiments with the GTOPO and SRTM topographic data in WRF/Chem model, configured with the hourly emissions of the Candiota source, reproduced the winds behavior that transported the SO2 to the monitoring stations according to the observed data. However, different patterns were identified in the pollutant concentrations between the two simulations of the model, associated to the wind flows represented by the experiments. The topography resolution affected in the simulation of SO2 due to the increase of the surface forcing induced by the terrain. This increase in the forcing influenced the advection of the SO2 plume, resulting in different patterns of SO2 concentrations at the grid point corresponding to the monitoring stations. However, the results of simulations of SO2 concentrations, both hourly and in the approach of daily averages, did not indicate a linear relationship between the use of high resolution data and the improvement in the representation of SO2 by WRF/Chem model.

O objetivo deste trabalho foi o analisar o impacto da resolução dos conjuntos de dados topográficos nas simulações das concentrações de dióxido de enxofre (SO2) emitido por uma fonte localizada no Sul do Brasil. Para isso foram realizadas duas simulações aplicando o modelo regional Weather Research and Forecasting acoplado com a química (WRF/Chem), configurado com duas representações do terreno de diferentes resoluções espaciais. Foram utilizados os dados padrão do modelo com melhor resolução, Global 30 Arc-Second Elevation (GTOPO), com aproximadamente 1 km, e inserido no bancos de dados do modelo as informações de terreno em alta-resolução do Radar Shuttle Topography Mission (SRTM) (30 metros). Para as emissões antrópicas do modelo foi elaborado um programa capaz inserir os volumes do poluente SO2 de forma horária expelidos pela chaminé, de acordo com as taxas de emissão medidos diretamente na fonte. O programa representou a emissão do poluente no ponto de grade correspondente a localização e a altura acima da superfície da chaminé da fonte. As simulações foram configuradas com os seguintes esquemas de parametrização: para microfísica de nuvens foi utilizado o Goddard Cumulus Ensemble; os esquemas de radiação de onda longa e curta foram o Goddard e o Rapid Radiative Transfer Model para modelos de circulação geral da atmosfera (MCGA); para a parametrização de cumulus o esquema utilizado foi o Grell 3D Ensemble Scheme; e para os esquemas de camada superficial e camada limite planetária foram utilizados os da teoria da similaridade do Fifth-Generation National Center for Atmospheric Research/Penn State Mesoscale Model (MM5) e o Yonsey University, respectivamente. A escolha desta combinação de esquemas foi definida a partir de um estudo inicial da sensibilidade do modelo à mudança das parametrizações. Os resultados dos experimentos numéricos alterando a topografia foram validados a partir dos dados de monitoramento das estações meteorológica e da qualidade do ar pertencentes à empresa responsável pelo empreendimento associado à fonte. Foi observado que as simulações com os dados SRTM expressaram o terreno da região de estudo mais próximo à realidade, representando o aspecto heterogêneo do relevo, ressaltando os picos e os vales. Os resultados das validações meteorológicas utilizando os dados topográficos indicaram melhoras nas simulações das variáveis meteorológicas: temperatura, umidade relativa, velocidade do vento e precipitação. Os experimentos com os dados topográficos GTOPO e SRTM no modelo WRF/Chem, configurado com as emissões horárias da fonte de Candiota, reproduziram o comportamento dos ventos para transporte de SO2 até as estações de monitoramento conforme os dados observados. Porém foram identificados padrões diferentes na representação das concentrações do poluente entre as duas simulações do modelo, associados aos escoamentos dos ventos representados pelos experimentos. A resolução da topografia afetou na simulação de SO2 devido ao aumento da forçante superficial induzida pelo terreno. Este aumento na forçante, influenciou a advecção da pluma de SO2, resultando em diferentes padrões das concentrações de SO2 no ponto de grade correspondente às estações de monitoramento. Contudo, os resultados das simulações das concentrações de SO2, tanto de forma horária quanto na abordagem das médias diárias, não indicaram uma relação linear entre a utilização de dados em alta resolução e a melhora na representação do SO2 pelo modelo WRF/Chem. / The objective of this work was to analyze the impact of the higher resolution topographic data sets in the simulations of the Sulfur dioxide (SO2) concentrations emitted by a source located Southern Brazil. Two simulations were performed applying the Weather Research and Forecasting model coupled with Chemistry – WRF/Chem, configured with two representations of the terrain with different spatial resolutions. The standard data of the model with the best resolution (approximately 1 km), Global 30 Arc-Second Elevation (GTOPO), and was inserted in the model databases the high-resolution (30 meters) terrain information of the Radar Shuttle Topography Mission (SRTM). For the anthropic emissions of the model, a program was developed capable of inserting the hourly SO2 pollutant volumes expelled by the chimney, according to the emission rates measured directly at the source. The program inserted these emissions into the grid point corresponding to the location and height above the surface of the emission source. The simulations were configured with the following parameterization schemes: for cloud microphysics Goddard Cumulus Ensemble; for the long and short wave radiation treatment it was used the Goddard and the Rapid Radiative Transfer Model for general circulation models; for the cumulus parameterization the scheme it was used the Grell 3D Ensemble Scheme; and for the surface layer and planetary boundary layer schemes, the similarity theory of the Fifth-Generation National Center for Atmospheric Research/Penn State Mesoscale Model (MM5) and the Yonsey University, respectively. The choice of this combination of schemes was defined from an initial study of the sensitivity of the model to the change of parametrizations. The results of the numerical experiments altering the topography were validated from the monitoring data of the meteorological stations and the air quality belonging to the company responsible for the enterprise associated to the source. It was observed that the simulations with the SRTM data expressed the terrain of the region of study closest to reality, representing the heterogeneous aspect of the terrain, highlighting the peaks and valleys. The results of the meteorological validations using the new topographic data indicated an improvement in the simulations of the meteorological variables: temperature, relative humidity, wind speed and precipitation. The experiments with the GTOPO and SRTM topographic data in WRF/Chem model, configured with the hourly emissions of the Candiota source, reproduced the winds behavior that transported the SO2 to the monitoring stations according to the observed data. However, different patterns were identified in the pollutant concentrations between the two simulations of the model, associated to the wind flows represented by the experiments. The topography resolution affected in the simulation of SO2 due to the increase of the surface forcing induced by the terrain. This increase in the forcing influenced the advection of the SO2 plume, resulting in different patterns of SO2 concentrations at the grid point corresponding to the monitoring stations. However, the results of simulations of SO2 concentrations, both hourly and in the approach of daily averages, did not indicate a linear relationship between the use of high resolution data and the improvement in the representation of SO2 by WRF/Chem model.