A Península Antártica (PA) é uma das regiões no planeta que apresentam as mais adversas condições do tempo devido à constante passagem de ciclones. O conhecimento das condições meteorológicas futuras é fundamental para o desenvolvimento de atividades operacionais e de pesquisa na região. Nos últimos anos a implantação e melhoramento dos modelos numéricos, que tem como foco a previsão do tempo na Antártica, têm sido alvo de diversos estudos pela comunidade acadêmica. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o desempenho do modelo BRAMS na simulação de parâmetros meteorológicos durante a passagem de ciclones na Península Antártica. Diversas simulações, que envolveram diferentes configurações estruturais e físicas do modelo foram realizadas para dois casos de passagem de ciclones na PA, um que ocorreu em fevereiro e outro em julho de 2009. A avaliação do desempenho do modelo BRAMS foi feita através de duas análises, uma qualitativa, analisado o comportamento de cada variável simulada pelo modelo em comparação com os dados de estações meteorológicas, e a outra uma análise de sensibilidade baseada em índices estatísticos. O desempenho do modelo BRAMS se mostrou altamente dependente das condições iniciais adotadas. A pressão ao nível médio do mar foi a variável melhor representada, mas o modelo não conseguiu prever adequadamente os aumentos de pressão que ocorrem após a passagem do ciclone pela PA, o que ficou evidente no evento de julho. Por outro lado, o BRAMS se mostrou ineficiente em representar as variações de temperatura que ocorrem durante o período de simulação, principalmente no evento de fevereiro. As temperaturas simuladas pelo BRAMS foram mais elevadas que aquelas observadas nas estações meteorológicas para os dois casos (fevereiro e julho). Além disso, o modelo não conseguiu prever as quedas abruptas de temperatura, observadas durante o avanço do ciclone no mês de julho, devido em grande parte à ausência de gelo marinho nas regiões onde, de fato, as observações mostravam que ele estava presente. O modelo BRAMS, de forma geral, não obteve bom desempenho na simulação do vento, principalmente em relação às variações de direção. O modelo capta as principais variações da componente zonal do vento no caso de verão, porém em algumas estações, quando o escoamento tornou-se meridional, o BRAMS simulou um vento de leste, demonstrando uma forte dependência das condições iniciais. Já no caso de inverno, após o ciclone cruzar a PA, os experimentos simulam um vento de oeste que não condiz com o observado nas estações meteorológicas. Já em se tratando do vento meridional notou-se que o BRAMS intensifica os fluxos de sul, principalmente após a passagem do ciclone pela PA. / The Antarctic Peninsula is one of the regions of the earth, which have the most adverse weather conditions due to the constant movement of cyclones. The knowledge of future meteorological conditions is essential for the operational activities and research developments on the region. In the last years, implantation and improvement of the numeric models, which focus is the weather forecasting on Antarctic, has been the subject of several studies of academic community. The main objective of this study is evaluating the model BRAMS performance, on the simulation of meteorological parameters in events of cyclones on Antarctic Peninsula. Several simulations with different structural and physics configurations on the model were performed in two events of cyclones on AP. One of them occurred in February e the other one in July of 2009. The evaluation of BRAMS model was performed by means of two analyses. The first analysis was qualitative, which analyzed the behavior of each variable simulated by the model in compared to weather stations data. The second analysis was related with the sensibility based on statistical indexes. The BRAMS model performance seems to be dependent on the initial conditions. The pressure at mean sea level was a well represented variable, however the model did not forecasted properly the pressure increase, which occurred after the cyclone event on the AP and it was more evident on event of July. Otherwise, the BRAMS seems to be inefficient for variations on temperatures during the simulation period, especially on February event. Temperatures simulated by BRAMS were higher than that observed on weather station for both cases (February and July). Furthermore, the model did not predicted the abrupt decrease in temperature, observed during the cyclone in July, due to the absence of ice sea in regions where, in fact, the observations showed that he was present. In general, the BRAMS model did not achieved good performance simulating winds, especially on changes of direction. The model captures the major variations of zonal wind during summer, however, in some stations, when the flow direction was changed to meridional, the BRAMS simulated an easterly wind, showing a strong dependence on initial conditions. During winter events, after the cyclone cross the AP, the experiments simulated a west wind, which is not consistent with that observed at meteorological stations. In the case of meridional wind, BRAMS intensified the south flows, especially after the cyclone on AP.

A Península Antártica (PA) é uma das regiões no planeta que apresentam as mais adversas condições do tempo devido à constante passagem de ciclones. O conhecimento das condições meteorológicas futuras é fundamental para o desenvolvimento de atividades operacionais e de pesquisa na região. Nos últimos anos a implantação e melhoramento dos modelos numéricos, que tem como foco a previsão do tempo na Antártica, têm sido alvo de diversos estudos pela comunidade acadêmica. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o desempenho do modelo BRAMS na simulação de parâmetros meteorológicos durante a passagem de ciclones na Península Antártica. Diversas simulações, que envolveram diferentes configurações estruturais e físicas do modelo foram realizadas para dois casos de passagem de ciclones na PA, um que ocorreu em fevereiro e outro em julho de 2009. A avaliação do desempenho do modelo BRAMS foi feita através de duas análises, uma qualitativa, analisado o comportamento de cada variável simulada pelo modelo em comparação com os dados de estações meteorológicas, e a outra uma análise de sensibilidade baseada em índices estatísticos. O desempenho do modelo BRAMS se mostrou altamente dependente das condições iniciais adotadas. A pressão ao nível médio do mar foi a variável melhor representada, mas o modelo não conseguiu prever adequadamente os aumentos de pressão que ocorrem após a passagem do ciclone pela PA, o que ficou evidente no evento de julho. Por outro lado, o BRAMS se mostrou ineficiente em representar as variações de temperatura que ocorrem durante o período de simulação, principalmente no evento de fevereiro. As temperaturas simuladas pelo BRAMS foram mais elevadas que aquelas observadas nas estações meteorológicas para os dois casos (fevereiro e julho). Além disso, o modelo não conseguiu prever as quedas abruptas de temperatura, observadas durante o avanço do ciclone no mês de julho, devido em grande parte à ausência de gelo marinho nas regiões onde, de fato, as observações mostravam que ele estava presente. O modelo BRAMS, de forma geral, não obteve bom desempenho na simulação do vento, principalmente em relação às variações de direção. O modelo capta as principais variações da componente zonal do vento no caso de verão, porém em algumas estações, quando o escoamento tornou-se meridional, o BRAMS simulou um vento de leste, demonstrando uma forte dependência das condições iniciais. Já no caso de inverno, após o ciclone cruzar a PA, os experimentos simulam um vento de oeste que não condiz com o observado nas estações meteorológicas. Já em se tratando do vento meridional notou-se que o BRAMS intensifica os fluxos de sul, principalmente após a passagem do ciclone pela PA. / The Antarctic Peninsula is one of the regions of the earth, which have the most adverse weather conditions due to the constant movement of cyclones. The knowledge of future meteorological conditions is essential for the operational activities and research developments on the region. In the last years, implantation and improvement of the numeric models, which focus is the weather forecasting on Antarctic, has been the subject of several studies of academic community. The main objective of this study is evaluating the model BRAMS performance, on the simulation of meteorological parameters in events of cyclones on Antarctic Peninsula. Several simulations with different structural and physics configurations on the model were performed in two events of cyclones on AP. One of them occurred in February e the other one in July of 2009. The evaluation of BRAMS model was performed by means of two analyses. The first analysis was qualitative, which analyzed the behavior of each variable simulated by the model in compared to weather stations data. The second analysis was related with the sensibility based on statistical indexes. The BRAMS model performance seems to be dependent on the initial conditions. The pressure at mean sea level was a well represented variable, however the model did not forecasted properly the pressure increase, which occurred after the cyclone event on the AP and it was more evident on event of July. Otherwise, the BRAMS seems to be inefficient for variations on temperatures during the simulation period, especially on February event. Temperatures simulated by BRAMS were higher than that observed on weather station for both cases (February and July). Furthermore, the model did not predicted the abrupt decrease in temperature, observed during the cyclone in July, due to the absence of ice sea in regions where, in fact, the observations showed that he was present. In general, the BRAMS model did not achieved good performance simulating winds, especially on changes of direction. The model captures the major variations of zonal wind during summer, however, in some stations, when the flow direction was changed to meridional, the BRAMS simulated an easterly wind, showing a strong dependence on initial conditions. During winter events, after the cyclone cross the AP, the experiments simulated a west wind, which is not consistent with that observed at meteorological stations. In the case of meridional wind, BRAMS intensified the south flows, especially after the cyclone on AP.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-08-13T20:28:06Z No. of bitstreams: 1 MILENA PEREIRA DANTAS – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2017.pdf: 2671336 bytes, checksum: 9905ca7f274eefdb2f18c8ba0f5c8796 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-13T20:28:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MILENA PEREIRA DANTAS – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2017.pdf: 2671336 bytes, checksum: 9905ca7f274eefdb2f18c8ba0f5c8796 (MD5) Previous issue date: 2017-02-16 / Capes / Este estudo teve como objetivo fazer uma análise comparativa dos fluxos de superfície, obtidas por simulações numéricas do modelo BRAMS 5.1, antes e depois, da incorporação dos dados de IVDN estimados pelo satélite do MODIS/Terra. Foram feitas duas simulações, no período mais seco, para áreas homogêneas selecionadas na região do cerrado do Amapá. O intuito foi avaliar o comportamento dos fluxos de superfície. Estimaram-se o Índice de vegetação por diferença normalizada (IVDN), o Saldo de Radiação (Rn) e o fluxo de calor no solo (G0). Os fluxos de calor sensível (H) e latente (LE) foram obtidos pelo o algoritmo S-SEBI, a partir de imagens de satélite MODIS/Terra no período de 13-20/08/2002, 29-05/09/2006, 21-28/08/2015. Na primeira simulação, utilizaram-se os dados de controle de vegetação da simulação e na segunda procedeu-se a incorporação dos dados de IVDN do MODIS/Terra (período 29-05/09/2006) ao modelo numérico. Os resultados do IVDN obtidos pelo satélite mostraram que as variabilidades ocorrem conforme o tipo de vegetação e cobertura do solo. A substituição do cerrado sensu stricto pela floresta de eucalipto ocasionou um aumento do Rn e LE, e uma redução do G0 e H. Ao se comparar os dados medidos de Rn pela torre com os dados obtidos pelo MODIS /Terra, o erro percentual foi da ordem de 4,46% e estão de acordo com outros trabalhos encontrados na literatura. Já os erros observados na validação das simulações do BRAMS para algumas variáveis do balanço de energia, em algumas áreas, foram elevados. Salienta-se que este estudo pode ser melhorado com o aperfeiçoamento de outras condições iniciais e configuração das simulações realizadas. / This study aims to make a comparative analyses of the surface flow, obtained by numeric simulations of BRAMS 5.1 model, before and after of the NVDI data incorporation, Estimated by Terra/MODIS / satellite. We performed two simulations, in the driest period, for homogeneous areas selected in the cerrado (Savana) region of Amapá. The aim was to evaluate the behavior of surface flows. We estimate the normalized difference vegetation index (NVDI), the Radiation Balance (Rn) and the heat flux in the soil (G0). The latent (H) and latent (LE) heat fluxes were obtained by the S-SEBI algorithm, from Terra/MODIS satellite images in the period of 13-20/ 08/2002, 29-05/09/2006, 21-28/ 08/2015. The results of the IVDN obtained by the satellite showed that they present variabilities according to vegetation type and soil cover. The substitution of cerrado sensu stricto for eucalyptus forest caused an increase of Rn and LE, and a reduction of G0 and H. When we comparing the Rn measured data obtained by the tower with the data obtained by Terra/MODIS, the percentage error was of the order of 4.4% and are in agreement with other works found in the literature. However, the errors observed in the validation of the BRAMS simulations for some energy balance variables in some areas were high. We emphasized that this study can be improved with the improvement of other initial conditions and configuration of the simulations.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-05-15T17:48:16Z No. of bitstreams: 1 JONATHAN CASTRO AMANAJÁS – TESE (PPGMET) 2015.pdf: 17371281 bytes, checksum: 8bb673ee45f8da3ea66276627f6cd251 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-15T17:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JONATHAN CASTRO AMANAJÁS – TESE (PPGMET) 2015.pdf: 17371281 bytes, checksum: 8bb673ee45f8da3ea66276627f6cd251 (MD5) Previous issue date: 2015-10-27 / CNPq / O objetivo deste estudo foi contribuir para a compreensão dos padrões meteorológicos, de fluxos de superfície e circulações atmosféricas locais, sobre ecossistemas naturais e mudanças de uso e cobertura do solo na Amazônia Oriental. Para isso foram realizados estudos sobre dois biomas representativos, floresta amazônica e cerrado, e um antrópico, silvicultura de eucalipto, a partir da análise de imagens do sensor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), a bordo do satélite Terra, e de simulações numéricas com o modelo atmosférico de mesoescala Brazilian Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS). A partir de três diferentes imagens MODIS/Terra foi possível observar que a vegetação exerce um papel importante sobre o microclima local, de modo que a conversão de cerrado para floresta de eucalipto, ocasionou redução no albedo (αs) e na temperatura da superfície (Ts); aumento no saldo de radiação (Rn) e no fluxo de calor latente (LE) e redução nos fluxos de calor no solo (G0) e calor sensível (H). De modo geral, os fluxos de calor sensível e latente estimados pelo algoritmo S-SEBI, com o uso de imagens MODIS/Terra, variaram de acordo com o tipo de uso e cobertura do solo e responderam às alterações biofísicas nas regiões em estudo, mostrando coerência na distribuição espacial e concordância com os valores encontrados por outros estudos. Nas simulações com o modelo BRAMS, os impactos mais significativos estatisticamente, seja de mudanças no uso do solo, como a substituição do cerrado por eucalipto, seja na cobertura do solo, como a redução da vegetação, ocorreram na razão de mistura do vapor d’água e na velocidade do vento, ambas sobre o cerrado. Foi observado ainda, em ambos os cenários, um aumento considerável na temperatura do ar, porém, sem significância estatística. A análise de sensibilidade do modelo BRAMS para três valores distintos de resistência estomática mínima de uma floresta de eucalipto (100, 200 e 500 s.m-1), na formação de circulações atmosféricas locais, demonstraram que este foi sensível as alterações propostas. No cenário com resistência estomática de 100 s.m-1, por exemplo, a circulação formada promoveu aumento na precipitação acumulada sobre o alvo ‘cerrado’, quando comparada a simulação controle. Diferente dos cenários com resistência estomática de 100 e 200 s.m-1, a circulação formada a partir do cenário com resistência estomática de 500 s.m-1 produziu um volume de precipitação sobre a floresta ombrófila densa, não observado nas demais simulações. / The aim of this study was to contribute to the understanding of weather patterns, surface fluxes and local atmospheric circulations over natural ecosystems and changes in use and cover of land in eastern Amazon. It was studied two representative biomes, Amazon forest and cerrado, and one anthropic biome, eucalyptus silviculture, using sensor images Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), aboard the Terra satellite, and numerical simulations with Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS). From three different images MODIS / Terra was observed that the vegetation plays an important role on the local microclimate, so that the cerrado conversion in eucalyptus forest reduced albedo (αs) and surface temperature (Ts); increased net radiation (Rn) and latent heat flux (LE) and reduced ground heat flux (G0) and sensible heat (H). Overall, the sensible and latent heat fluxes estimated by S-SEBI algorithm, using MODIS/Terra images, varied according to the type of land use/cover and responded to biophysical changes in the regions under study, showing coherence in spatial distribution and agreement with the values found in other studies. In the simulations with BRAMS, the most statistically significant impacts, either in changes in land use, as replacing the cerrado by eucalyptus, either in land cover, as reducing vegetation, occurred in the ratio of water vapor mixture and wind speed, both on the cerrado. It was also observed in both scenarios a considerable increase in air temperature, but without statistical significance. The BRAMS model sensitivity analysis for three different values of minimum stomatal resistance of a eucalyptus forest (100, 200 and 500 s.m-1), in the formation of local atmospheric circulations, showed that it was sensitive to changes proposals.In the scenario with stomatal resistance of 100 s.m-1, for example, the induced circulation promoted an increase in accumulated precipitation on the target 'cerrado' when compared with the control simulation. Different of scenarios with stomatal resistance of 100 and 200 s.m-1, the circulation formed in the scenario with stomatal resistance of 500 s.m-1, produced a volume of precipitation over tropical rain forest not observed in other simulations.