Este estudo avalia a Global Precipitation Index (GPI), Negri Adler Wetzel Technique (NAW) e duas versões adaptadas nas várias resoluções temporais e espaciais sobre áreas continental e oceânica. As escalas temporais variaram entre 3 h a mensal, enquanto que a espacial de 100 a 10000 Km2. No primeiro caso, foram utilizados imagens infravermelho do satélite meteorológico Geoestacionary Meteorological Satellite-4 (GMS-4) e dados Constant Altitude Plan Position Indicator (CAPPI) de dois radares a bordo de navios na área do experimento oceanográfico Tropical Ocean-Global Atmosphere Project - Coupled Ocean Atmosphere Response Experiment (TOGA COARE). No segundo caso, interior de São Paulo, utilizou-se imagens infravermelho do satélite Geoestacionary Operational Environmental Satellite 8 (GOES-8) dados CAPPI do radar meteorológico de Bauru. A obtenção das versões adaptadas das técnicas GPI e NAW, denominadas, respectivamente GPId e NAWd envolveram a modificação da temperatura limiar de chuva e não chuva e também as taxas ótimas de precipitação de cada técnica de acordo as diferentes resoluções espaciais e temporais. Além disso, definiram-se as técnicas padrões, GPIp e NAWp, que também envolveram a regionalização da temperatura limiar de chuva e não chuva e a substituição da taxa ótima de precipitação mensal para todas as outras resoluções temporais e todas as áreas estudadas. Posteriormente, foram calculadas a tendência, Root Mean Square Error (RMSE) médio e a correlação, para várias combinações temporais e espaciais, para três formas de amostragem espaciais diferentes: variação da área central da imagem; divisão da imagem em janelas de vários tamanhos sem sobreposição de linhas e colunas; e divisão da imagem em janelas de vários tamanhos mas com sobreposição de linhas e colunas. Para a maioria das combinações, as taxas ótimas encontradas apresentaram valores menores que os encontrados para a GPI e NAW. Os resultados obtidos indicaram que as taxas ótimas de precipitação sobre o oceano no TOGA COARE foram maiores do que sobre a área de abrangência do radar de Bauru. Além disso, as técnicas GPI e NAW superestimaram as taxas de precipitação em relação aos dados de radar, enquanto que as técnicas GPIp e NAWp superestimaram levemente as taxas de precipitação em relação aos dados de radar. Concluiu-se também que as técnicas GPId e NAWd; e GPIp e NAWp apresentaram menores valores de tendências e RMSE médios que os da GPI e NAW, para ambas as áreas de estudo, apesar das correlações serem constante para as técnicas GPI, GPId e GPIp e NAW, NAWd e NAWp. Este comportamento mostrou que a regionalização das técnicas GPI e NAW independe das correlações. As variáveis estatísticas mostraram que o desempenho das GPId e NAWd foi levemente superior aos das GPIp e NAWp, não compensando a utilização de taxas específicas para cada resolução. Assim, concluiu-se que com pequenas adaptações de temperatura limiar de chuva e não chuva e de taxa de precipitação pode-se estimar a precipitação com menores tendências e RMSE médios para resoluções temporais de 3 h a mensal e áreas de 100 a 10000 Km2, para as três formas de amostragem espacial analisadas.

Resumo: A presente pesquisa foi realizada com a finalidade de comparar e avaliar o desempenho de um balanço hídrico, denominado balanço hídrico distribuído - BHD devido a sua alta resolução espacial. Com base nos mapas pedológicos das áreas das quadrículas de Assis e Piracicaba, o BHD foi executado em 19 períodos decendiais, entre 21/outubro/2004 a 29/abril/2005, objetivando determinar o percentual de água disponível no solo (AD%) a cada 1 km². Como dado de entrada na equação do BHD, a chuva média nas áreas citadas foi quantificada de duas formas: pelos pluviômetros, através do método dos polígonos de Thiessen e pelo radar meteorológico, obtida através da relação Z-R específica, sendo Z fator de refletividade do radar e R a taxa de precipitação. Os dados de radar foram obtidos por meio de imagens do produto CAPPI (Constant Altitude Plan-Position Indicator) num raio de 240 km, com altura de 3,5 km, a cada 7,5 ou 15 minutos, amostradas pelo radar meteorológico Doppler, banda S, localizado em Bauru/SP e operado no IPMet/UNESP e foram processados permitindo que as chuvas fossem integradas em períodos decendiais sobre pixels do radar, com resolução de 1 km x 1 km. Para a avaliação do comportamento espacial da chuva medida com o radar, utilizou-se a técnica de análise de superfície de tendência (Trend Surface Analysis) com regressão polinomial de primeiro grau em um modelo de grade de 51 X 51, elaborado pelo programa SURFER®, v. 7, objetivando o mapeamento e a identificação dos resíduos positivos (excesso de chuva) e negativos (falta de chuva) nas áreas de Piracicaba e Assis. Os resultados do BHD executados com os dados do pluviômetro e radar, mostraram diferença do campo de distribuição de água disponível nas áreas de Assis e Piracicaba. / Abstract: The present research was carried out with the aim of assessing and comparing the performance of an specific water balance process, denominated Distributed Water Balance (acronym in Portuguese: BHD) due to its high spatial resolution. Based on pedological maps of unitary cell areas from Assis/SP and Piracicaba/SP regions, the BHD was computed for 19 dekadal periods between 21 October 2004 and 29 April 2005, to determine the percentage of soil water availability (designated AD%) for each 1 km² cell. The mean areal rainfall for both Assis and Piracicaba, used as input to the BHD equation, was quantified in this different ways, e.g., based on rain gage through Thiessen polygon method and weather radar through an appropriate Z (radar reflectivity) to R (rainfall intensity) conversion relationship. Radar data were from the CAPPI (Constant Altitude Plan Position Indicator) product covering an area of 240 km range, at a 3,5 km (agl) height, generated each 7,5 or 15 minutes from the observations of the Doppler S band weather radar operated by IPMet/ UNESP in Bauru-SP. Date were processed to provide rainfall accumulations over dekadal periods for radar pixels at 1 x 1 km² resolution. To evaluate the spatial behavior of the radar derived rainfall, the Trend Surface Analysis technique was employed with a first degree polynomial regression in a grid model of 51 x 51 dimension, elaborated with the version v.7 of the SURFER® program aiming to map and identify the positive (excess rainfall) and negative (rainfall deficit) residuals in the Assis and Piracicaba regions. BHD effected with rain gage data, and with radar data provided different results for the maps of available water distribution for both regions. In the BHD based in rain gage a more homogenous pattern is perceived in the AD distribution as compared to the BHD computed with radar observations where results show a more heterogeneous rainfall distribution. / Orientador: Paulo Milton Barbosa Landim / Coorientador: Roberto Vicente Calheiros / Banca: Orivaldo Brunini / Banca: Klaus Reichardt / Banca: José Silvio Govone / Banca: Chang Hung Kiang / Doutor

Resumo: A influência da chuva nas diversas áreas da atividade humana torna indispensável o seu monitoramento. A maioria das precipitacções pode ser classificada em dois grupos: sistemas convectivos e estratiformes. Os sistemas estratiformes são caracterizados por chuvas leves e moderadas e grande área de cobertura. Já os convectivos estão associados com altas taxas de precipitação. Devido às acentuadas diferenças que existem entre os dois sistemas, ser capaz de classificálos contribui para a melhora da estimativa de precipitação. Além disso, a classificação torna possível também a identificação, previsão e acompanhamento de tempestades severas (sistemas convectivos), resultados que podem ainda ser utilizados nos alertas de temporais, nchentes e inundações, com aplicações diretas em diversas áreas da atividade humana (energia, agricultura, turismo, defesa civil, entre outros). Tudo isso justifica a necessidade de um critério para separar e classificar os diferentes tipos de chuva que podem ocorrer na região de abrangência do radar. O objetivo deste trabalho é classificar os sistemas meteorológicos em convectivo ou estratiforme, de acordo com as características peculiares a cada evento. Para tanto, duas técnicas são aplicadas. A primeira é um método de reconhecimento de padrões, o chamado Support Vector Machine (SVM), técnica que, a partir de dados previamente classificados, cria um hiperplano separador entre as classes, através do qual novos dados podem ser classificados. Assumindo como padrão imagens de radar classificadas por especialista, os resultados obtidos pelo método apresentam um maior índice de acerto, quando comparados com as soluções obtidas por uma técnica de separação da chuva já existente. O segundo método bordado é uma técnica de análise de agrupamentos, o K-means, que classifica um conjunto de dados em um determinado número de grupos, baseado na similaridade ou dissimilaridade entre os dados. Em relação á classificação feita pelo especialista, o SVM apresenta melhores resultados. Porém, o K-means mostra resultados melhores quando a comparação é feita com a técnica de classificação já existente na literatura. Além disso, o K-means mostrou-se mais eficiente com relação a tempo de execução, e possui a vantagem de não necessitar de dados previamente classificados, já que a classificação, neste caso, é muito subjetiva. Quando a comparação é feita entre as duas técnicas propostas, observa-se que mais de 85% dos dados obtiveram a mesma classificação.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-06-29Bitstream added on 2014-06-13T19:02:02Z : No. of bitstreams: 1 held_amg_dr_botfca.pdf: 4163192 bytes, checksum: db80ee83ff94cbb037cbf6cd62d8a9f0 (MD5) / Foi realizada uma análise para se obter a caracterização das tempestades sob o aspecto climatológico para a área central do Estado de São Paulo cujos parâmetros foram obtidos com o software TITAN, desenvolvido no NCAR e implementado nos computadores do IPMet. Os parâmetros que caracterizam as propriedades das tempestades tais como volume médio, área média, altura dos topos dos ecos, refletividade máxima e média bem como velocidade e deslocamento dos sistemas precipitantes foram determinados considerando o limiar de refletividade>30 dBZ, e volume>30 km3. A distribuição espacial de parâmetros tais como volume médio, área média, refletividade média e máxima mostrou, pela primeira vez para a área central do Estado de São Paulo, como os mesmos se distribuíram pela área monitorada pelo radar de Bauru e também a existência de regiões preferenciais onde se concentra a maior atividade convectiva, durante os verões analisados. Todas as varreduras observadas pelo radar de Bauru foram também processadas para se determinar as áreas de tempestades definidas pelo limiar de refletividade maior que 25 dBZ, para a partir daí obter a integração dessas áreas para o tempo de duração de cada tempestade e calcular a IAT, que é a integral área-tempo. O método da Integral-Área-Tempo (IAT), para se medir precipitação volumétrica baseada na informação de cobertura da precipitação em área foi aplicado aos dados de radar meteorológico de Bauru, para dois períodos de verão, o de 1998-1999 e 1999-2000. A premissa de que a porção crescente do conglomerado convectivo seria suficiente para calcular uma IAT que ainda seria altamente correlacionada com o volume total de chuva resultando, portanto numa técnica para o nowcasting é testada e verificada para os dois períodos analisados. Os resultados das análises mostraram que as células de tempestade... / A climatological characterization of storm properties during two summer seasons, viz. 1998-1999 and 1999-2000, based on observations from the Bauru S-band Doppler radar, was obtained with the TITAN Software of NCAR, implemented at IPMet. Parameters, such as mean volume, mean area, mean and maximum echo tops, mean and maximum reflectivity, as well as speed and direction of precipitating systems were determined using the reflectivity> 30 dBZ and a volume> 30 km3 as a threshold for storm identification. The spatial distribution for parameters such as mean volume, mean area, mean and maximum reflectivity, mean and maximum echo top, etc, were determined for the first time in the central State of São Paulo, based on radar data information. It has shown some preferential areas where most of the convective activity was concentrated during the study period. The Area Time-Integration (ATI) method was then applied to these observations using the 25 dBZ thresholds, to determine the rainfall volume in the central area of the State of São Paulo, taking into account the entire lifetime of all observed storms that exceeded the threshold considered. Furthermore, it was also investigated, if it would be possible to estimate the ATIs only for the growth period of a convective storm and still obtain a good correlation. This method could then be applied to obtain the total rain volume of a convective system at the stage of its maximum development, which could be considered as a nowcasting tool to be explored in subsequent studies. The time span for the storms reaching their maximum area was found to be about 2 hours on average and this was reached within...(Complete abstract, click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-08Bitstream added on 2014-06-13T19:42:49Z : No. of bitstreams: 1 emidio_zpo_dr_rcla.pdf: 3443145 bytes, checksum: b7affe64ef9b7a6abfeb7b7b0eeac356 (MD5) / A presente pesquisa foi realizada com a finalidade de comparar e avaliar o desempenho de um balanço hídrico, denominado balanço hídrico distribuído – BHD devido a sua alta resolução espacial. Com base nos mapas pedológicos das áreas das quadrículas de Assis e Piracicaba, o BHD foi executado em 19 períodos decendiais, entre 21/outubro/2004 a 29/abril/2005, objetivando determinar o percentual de água disponível no solo (AD%) a cada 1 km². Como dado de entrada na equação do BHD, a chuva média nas áreas citadas foi quantificada de duas formas: pelos pluviômetros, através do método dos polígonos de Thiessen e pelo radar meteorológico, obtida através da relação Z-R específica, sendo Z fator de refletividade do radar e R a taxa de precipitação. Os dados de radar foram obtidos por meio de imagens do produto CAPPI (Constant Altitude Plan-Position Indicator) num raio de 240 km, com altura de 3,5 km, a cada 7,5 ou 15 minutos, amostradas pelo radar meteorológico Doppler, banda S, localizado em Bauru/SP e operado no IPMet/UNESP e foram processados permitindo que as chuvas fossem integradas em períodos decendiais sobre pixels do radar, com resolução de 1 km x 1 km. Para a avaliação do comportamento espacial da chuva medida com o radar, utilizou-se a técnica de análise de superfície de tendência (Trend Surface Analysis) com regressão polinomial de primeiro grau em um modelo de grade de 51 X 51, elaborado pelo programa SURFER®, v. 7, objetivando o mapeamento e a identificação dos resíduos positivos (excesso de chuva) e negativos (falta de chuva) nas áreas de Piracicaba e Assis. Os resultados do BHD executados com os dados do pluviômetro e radar, mostraram diferença do campo de distribuição de água disponível nas áreas de Assis e Piracicaba. / The present research was carried out with the aim of assessing and comparing the performance of an specific water balance process, denominated Distributed Water Balance (acronym in Portuguese: BHD) due to its high spatial resolution. Based on pedological maps of unitary cell areas from Assis/SP and Piracicaba/SP regions, the BHD was computed for 19 dekadal periods between 21 October 2004 and 29 April 2005, to determine the percentage of soil water availability (designated AD%) for each 1 km² cell. The mean areal rainfall for both Assis and Piracicaba, used as input to the BHD equation, was quantified in this different ways, e.g., based on rain gage through Thiessen polygon method and weather radar through an appropriate Z (radar reflectivity) to R (rainfall intensity) conversion relationship. Radar data were from the CAPPI (Constant Altitude Plan Position Indicator) product covering an area of 240 km range, at a 3,5 km (agl) height, generated each 7,5 or 15 minutes from the observations of the Doppler S band weather radar operated by IPMet/ UNESP in Bauru-SP. Date were processed to provide rainfall accumulations over dekadal periods for radar pixels at 1 x 1 km² resolution. To evaluate the spatial behavior of the radar derived rainfall, the Trend Surface Analysis technique was employed with a first degree polynomial regression in a grid model of 51 x 51 dimension, elaborated with the version v.7 of the SURFER® program aiming to map and identify the positive (excess rainfall) and negative (rainfall deficit) residuals in the Assis and Piracicaba regions. BHD effected with rain gage data, and with radar data provided different results for the maps of available water distribution for both regions. In the BHD based in rain gage a more homogenous pattern is perceived in the AD distribution as compared to the BHD computed with radar observations where results show a more heterogeneous rainfall distribution.

Resumo: O vento é o deslocamento do ar provocado pela diferença de pressão atmosférica. A velocidade do vento pode ser medida através de instrumentos chamados anemômetros e estimada por meio de radares meteorológicos entre outros sensores de sensoriamento remoto. A medição da velocidade do vento é importante para diversas áreas, seja na meteorologia, seja para alertas de tempestades. O problema a ser resolvido nesse trabalho é analisar métodos para a recuperação do vento e a apresentação de uma nova metodologia. Os métodos de correlação usam dois, ou três, dados consecutivos de radar. Eles baseiam-se na hipótese de que em um curto período de tempo existe uma conservação do sistema, assim é possível acompanhar o sistema e determinar a direção do vento. Já os métodos variacionais utilizam a geometria do radar para a determinação do campo de vento. Estes métodos são interessantes, pois são de rápida execução. Estes foram os métodos escolhidos como objetos de estudo. Apresenta-se aqui uma vertente dos métodos de correlação. Seria inserido no método de correlação um problema de programação linear para tentar alcançar melhores respostas. Esses três métodos foram implementados e testados, apresentando resultados bastante satisfatórios.

A Bacia do Alto Tiete abriga cerca de 50% dos habitantes do Estado de São Paulo e é afetada freqüentemente por eventos de inundações. Uma das principais fontes de problemas é a alta impermeabilização devida à ocupação da superfície nas últimas décadas. Um dos seus tributários secundários, a bacia do Rio Pirajuçara se insere neste contexto e sofre com problemas da mesma natureza. A modelagem hidrológica permite uma análise do escoamento superficial nestes ambientes e é útil na previsão de vazões por meio de redes telemétricas e sensoriamento remoto. Entretanto, redes telemétricas apresentam problemas de representatividade espacial e exposição, radares meteorológicos, apesar da maior resolução espaço-temporal das estimativas de precipitação, possuem várias fontes de erros e incertezas. A principal delas se refere à relação ZR. Deste modo, a integração dessas medições e estimativas pode minimizar erros de ambas. O objetivo deste estudo é analisar aspectos hidrológicos da Bacia do Rio Pirajuçara por meio do modelo TOPMODEL com medições de vazão e precipitação disponíveis para 18 eventos monitorados entre outubro de 2008 a outubro de 2009. O modelo TOPMODEL foi calibrado com dez eventos e verificado com os demais. A calibração foi realizada com os dados da telemetria da Bacia do Alto Tietê, radar meteorológico de São Paulo e a combinação de ambos por meio da análise objetiva estatística. Os resultados da calibração indicam que o melhor desempenho foi obtido com radar meteorológico, com número de NASH de 0,51, menor erro quadrático médio e menor viés médio absoluto. A verificação também indicou o mesmo resultado com número de NASH de 0,69. As simulações indicam que apesar da utilização da precipitação média, o modelo TOPMODEL simulou adequadamente cerca de 75% das vazões de alerta. O trabalho evidencia as limitações da telemetria e seus impactos na integração com os dados do radar. / The Alto Tiete watershed is home for about 50% of the inhabitants of São Paulo State and is affected by recurrent flashfloods. One major source of difficulties is the high rate of soil impermeabilization caused by dense surface occupation in the last decades. One of its secondary tributaries, the Pirajussara watershed suffers with similar problems. Hydrological modeling allows the analysis of runoff and other variables in these basins. It also useful for streamflow forecast based on telemetric networks and remote sensing measurements. However, surface networks lack spatial representativity and exposure is a also a issue, weather radars, in spite of their much higher spatial and temporal resolution rainfall estimation, are affect by several sources of errors and uncertainties; the most significant one being the ZR relationship. Thus, the integration of these measurements and estimates can minimize errors of both. The goal of the present work is to analyze the surface hydrology of the Pirajussara watershed based on the TOPMODEL, streamflow and rainfall measurements available for eighteen events between October 2008 and October 2009. The TOPMODEL was calibrated with ten events and verified with the remaining events. The calibration was performed with the Alto Tiete telemetric measurements of streamflow and rainfall only, the São Paulo weather radar (SPWR) only and a combination of both through the statistical analysis scheme. Calibration results show a better performance for the SPWR with a NASH number of 0.51, least SME and mean bias. On the other hand, the verification also indicated better results for the SPWR with a NASH number of 0.69. The simulations indicate that in spite of the use of the mean rainfall over the watershed, the TOPMODEL performed adequately for 75% of the streamflow alerts. It is also evident the limitation of the available network and its impacts on the integration to the SPWR rainfall data.

Orientadora: Iara Regina Nocentini André / Banca: José Gilberto de Souza / Banca: Antonio Carlos Tavares / Banca: Lucí Hidalgo Nunes / Banca: Nelson Jesuz Ferreira / Banca: Shigetoshi Sugahara / Banca: Lúcio Cunha / Resumo: Este trabalho analisa desastres naturais (desastres geológicos, meteorológicos, hidrológicos, climatológicos e biológicos) ocorridos em várias partes do globo terrestre, relacionado ao número de mortos. Em várias partes do mundo, as inundações (desastres hidrológicos) seguidas dos movimentos de massa (desastres geológicos) são os desastres que causaram grandes danos com vítimas fatais deflagrados pela precipitação, é o caso de algumas regiões no Brasil e em Portugal. Para a emissão de alerta, foi necessário estabelecer relações entre precipitação e os movimentos de massa para os municípios estudados, Coimbra - PT e Campina - SP/Brasil. Foi importante distinguir os eventos atmosféricos atuantes nas duas localidades, o efeitos da sua distribuição no tempo, precipitações prolongadas, de pequenos quantitativos e/ou de forte intensidade, assim como o comportamento da chuva ao longo de um certo período. O estudo levou em consideração a variabilidade climática, associado com ENOS e NAO no comportamento da precipitação, respectivamente em Campinas-SP e Coimbra-PT, e os sistemas meteorológicos atuantes em cada uma das regiões estudadas. Os resultados das análises demonstraram que o ENOS não apresentou alteração consistente nos volumes de precipitação em Campinas, enquanto que o NAO- contribuiu para os altos volumes de precipitação na região de Coimbra. A relação entre precipitação e movimentos de massa para os municípios de Campinas e Coimbra, foi estabelecido por critérios de volumes acumulados de precipitação em 3, 5 e 10 dias anteriores aos eventos nas estações meteorológicas, e 24, 48 e 72 horas anteriores aos eventos com o uso do radar meteorológico do IPMet somente para Campinas. Assim, foi possível estabelecer critérios para emissão de alerta mediante acompanhamento da precipitação por pluviômetro e por produtos de chuva acumulada gerados pelo radar meteorológico, para... / Abstract: This work analyzes natural disasters (geological, meteorological, hidrological, climatological and biological) which occurred in various parts of the world, related to number of deaths. In various parts of the world, the floods (hidrological disasters) followed by the mass movement (geological disasters) are the disasters which caused great damage with fatal victims triggered by precipitation, it is the case of some regions of Brazil and in Portugal. For warning issuance, it was necessary to establish the relationships between precipitation and mass movement for the studied locations, Coimbra - PT and Campinas - SP/Brazil.It was important to distinguish the effects of rain distribution in time: long-lasting rain, low rain and/or high intensity rain, as well as the behavior of rain over a certain period. The study took into account climate variability, associated with ENSO and NAO, in the behavior of rainfall respectively in Campinas-SP and Coimbra-PT, and weather systems operating in each of the studied regions. The tests results showed that ENSO has not consistently changed precipitation volumes in Campinas, while NAO has contributed to the high volumes of precipitation in the region of Coimbra. The relationship between rainfall and mass movements for the municipalities of Campinas and Coimbra was established by criteria of accumulated volumes of precipitation in 3,5 and 10 days prior to the events at meteorological stations, and 24, 48 and 72 hours prior to the events by use of weather radar IPMET only for Campinas. Thus, it was possible to establish criteria for alert issued by monitoring the rain gauge precipitation and by accumulated precipitation products generated by the weather radar for the city of Campinas. The weather radar proved to be an important tool for the mass movement risk management due to its high spatial and temporal resolution, besides monitoring precipitation, its intensity and its displacement / Doutor

Este projeto de mestrado apresenta uma caracterização das chuvas estimadas pelo radar meteorológico Doppler de dupla polarização banda S (SPOL) do Departamento de Águas e Energia Elétrica (DAEE) e Fundação Centro Tecnológico de Hidráulica (FCTH) durante eventos com ou sem alagamento para cada bairro da cidade de São Paulo durante o ano de 2015. A caracterização foi determinada a partir da função densidade de probabilidade (PDF) da chuva acumulada e da taxa de precipitação, duração da chuva e fração da área de cada bairro onde ocorreu a chuva. Na média, os eventos de alagamento estavam associados com um volume de chuva maior que 30mm e taxa precipitação máxima maior que 30mm/h. Com relação à duração não foi possível encontrar um padrão médio, pois a chuva teve duração mínima de 20 minutos e máxima de 23 horas. Por outro lado, eventos de alagamento tinham alcançado mais de 27% da área do bairro com taxa de precipitação maior que 30 mm/h e 50 mm/h. Destaca-se ao longo desta análise que os bairros localizados próximos aos rios Tietê e Pinheiros e a região central da cidade de São Paulo apresentaram maior probabilidade de ocorrência de alagamento com volumes de chuva mais baixos do que a média de 30 mm por dia e também registraram maior recorrência de pontos alagados. Por último foi desenvolvido um método de regressão logística binária para calcular a probabilidade de ocorrência de alagamentos nos diversos bairros da cidade São Paulo. Este modelo utiliza como parâmetros de entrada a duração da chuva, a taxa de precipitação máxima e a chuva acumulada nas últimas 24 horas. O modelo apresentou uma probabilidade de detecção (POD) média de 1% e uma taxa de falso alarme média (FAR) de 0,6 para os eventos de alagamento, já para eventos sem alagamento o POD médio foi de 96% e a FAR foi de 2,5%. Portanto o modelo consegue prever os casos sem alagamento. / This dissertation project presents a characterization of the rainfall estimated from a dual-polarization S-band Doppler meteorological radar (SPOL) of the Department of Water and Electric Energy (DAEE) and Foundation Technological Center of Hydraulics (FCTH) during with or without flooding events for each neighborhood of the city of São Paulo over the year 2015. The characterization was determined by the probability density function (PDF) of the accumulated rainfall and the precipitation rate, rainfall duration and rainfall-area fraction in the neighborhoods. In average, flood events were associated with a rainfall volume greater than 30mm and a maximum rainfall rate greater than 30mm/h. Regarding the duration, it was not possible to find an average pattern, because the rain had a minimum duration of 20 minutes and a maximum of 23 hours. On the other hand, flood events had reached more than 27% of the neighborhood\'s area with a precipitation rate greater than 30 mm/h and 50 mm/h. It is highlighted throughout this analysis that the neighborhoods located near the Tietê and Pinheiros rivers and central region of the city of São Paulo presented a higher probability of flood occurrence with rainfall volumes lower than the average of 30 mm per day and also recorded higher recurrence of flooded spots. Finally, a binary logistic regression method was developed to estimate the probability of occurrence of flooding in the various neighborhoods of the city of São Paulo. This model uses as input parameters rainfall duration, maximum rainfall rate and accumulated rainfall in the last 24 hours. The model presented a mean probability of detection (POD) of 1% and a mean false alarm rate (FAR) of 0,6 for flood events. On the other hand, for events without occurrence of flood a mean POD was 96% and FAR 2,5. Therefore, the model can predict the events without flooding.

A rotina operacional de monitoramento e previsão de tempo tem mudado bastante nos últimos anos. Além de informações convencionais existentes, que são bem conhecidas nos centros operacionais, os dados obtidos por sensoriamento remoto através de satélites, radares meteorológicos e sensores de detecção de descargas atmosféricas fornecem informações vitais e em tempo real, sendo estas as principais ferramentas para a detecção e previsão de tempestades severas. Na America do Sul, em especial o nordeste da Argentina, Paraguai, Uruguai e o sul do Brasil são regiões particularmente sujeitas a ocorrência de eventos severos (precipitação intensa, granizo, enchentes e intensa atividade elétrica, além de vendavais e tornados). No sul do Brasil, a distribuição mensal de chuvas é bastante uniforme, porém com alta variabilidade diária associada, principalmente, à passagem das frentes frias pela região e aos Sistemas Convectivos de Mesoescala, que se formam nessa região. A principal atividade econômica nessa região do Brasil é a agroindústria, diretamente dependente da distribuição da precipitação para a produção, como também susceptível aos fenômenos meteorológicos adversos associados. Além desta atividade, a região sul é responsável pela produção de, aproximadamente, 35% de toda a energia elétrica utilizada no país. O objetivo principal desta pesquisa foi estudar os aspectos espaciais e temporais da atividade elétrica durante os eventos de Sistemas Convectivos de Mesoescala (SCM) e examinar as possíveis relações entre o ambiente no qual essas tempestades se desenvolvem e as características elétricas e hidrometeorológicas desses, conforme observados por um radar meteorológico Doppler, e uma rede de detecção de relâmpagos, principalmente, e também com informações de satélites meteorológicos, dados de superfície e análises de modelos numéricos. Os resultados deste trabalho mostraram a importância das características dinâmicas na região, em especial a presença dos jatos em baixos níveis com a convergência de umidade na região para a organização dos eventos de SCM, como também a distribuição dos regimes de precipitação com características distintas de estrutura de refletividade observada por radar e também de atividade elétrica durante os eventos analisados. Espera-se que os resultados deste trabalho ajudem a entender melhor a relação dos sistemas convectivos de mesoescala e sua estrutura e evolução, como observados e detectados pelos sistemas remotos de monitoramento hidrometeorológico, além de um melhor entendimento e aperfeiçoamento de nossas habilidades de análise e previsão de tempo relacionados a esses eventos severos com precipitação intensa. / The operational routine in weather monitoring and forecasting has changed a lot in the past years. Besides conventional information, well known in operational centers, data from remote sensing such as satellite, weather radars and lightning detection network provide vital information in real time, as the main tools for severe weather detection and forecasting In South America, specially northeastern Argentina, Paraguay, Uruguay and southern Brazil are regions prone to severe weather (intense precipitation, hail, floddings, lightning, tornadoes and gust winds). In the South of Brazil, monthly precipitation distribution is very uniform, but with daily variability associated, mostly, with the passage of cold fronts through the region and to mesoscale convective systems, forming in this area. The major economical activity in this region of Brazil is agroindustry, directly dependent of precipitation distribution for production and also susceptible to diverse meteorological events associated with it. Besides this activity, the south region is responsible for the production of, approximately, 35\\% of all electric energy used in the country. The main goal of this research was to study spatial and temporal aspects of the electrical activity during MCS events, as observed by a weather radar and a network of ligthning detection sensors in the south of Brazil, and to examine possible relations between the environment in which these storms develop and electrical characteristics of these weather systems, using weather radar, lightning, satellite and numerical model information. The results of this work showed the importance of the dynamic characteristics in the regial, specially the presence of low level jets and humidity convergence in the region to organize MCS events, as well as a distribution of precipitation regimes whith distinct characteristics of radar reflectivity and electrical activity during the analysed events. With this work we expect to contribute with the understanding of the relation of MCS structure and evolution as observed and detected by hydrometeorological monitoring systems and to improve the comprehension and ability to analyse and forecast such severe weather systems.