Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-08-17T14:30:53Z No. of bitstreams: 1 EDICARLOS PEREIRS DE SOUSA - TESE (PPGMet) 2016.pdf: 7117312 bytes, checksum: 96b3ee401a9f1387b098676da0e967eb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-17T14:30:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EDICARLOS PEREIRS DE SOUSA - TESE (PPGMet) 2016.pdf: 7117312 bytes, checksum: 96b3ee401a9f1387b098676da0e967eb (MD5) Previous issue date: 2016-05-31 / Capes / O estado de Minas Gerais, localizado na região Sudeste do Brasil, possui um território planáltico, com áreas mais elevadas situadas na porção sul. O clima é predominantemente tropical e tropical de altitude, com temperaturas oscilando, normalmente, entre 17 e 20°C. Tais características o tornam, muitas vezes, susceptível a fortes chuvas, provocando transtornos diversos à população. Desse modo, buscou-se analisar a variabilidade da chuva mineira através de técnicas que fossem capazes de definir padrões espaciais e temporais de eventos secos e chuvosos, assim como modulá-los nas escalas tempo-frequência. Para isso, calculou-se o Índice de Precipitação Normalizada (IPN) mensal e trimestral no período 1977-2012. A fim de encontrar padrões espaço-temporais e regiões homogêneas (RH) do IPN mensal e trimestral, utilizaram-se as técnicas da Análise em Componentes Principais (ACP) e Agrupamentos (AA). A técnica da Transformada de Ondeletas (TO) foi aplicada para algumas localidades das diferentes RH em diversas escalas. A TO possibilitou encontrar oscilações importantes no sinal da precipitação, mostrando as componentes dominantes da variabilidade da chuva na área pesquisada. Nos espectros de fase e global de energia da TO, para a chuva mensal, predominou o ciclo anual em todas as localidades. Além da escala anual, observaram-se interações com escalas inferiores a doze meses, possivelmente decorrentes da sazonalidade da precipitação. A TO da precipitação e da Radiação de Onda Longa (ROL) diárias evidenciou frequências maiores que as da chuva mensal. A análise dos espectros de fase e de energia global, nas regiões centro-sul e oeste, apresentou maior energia no início das séries da precipitação e de ROL. Contribuições mais elevadas ocorreram nas escalas sinóticas e intrassazonais, principalmente nas localidades de Viçosa, Bom Despacho, Ituiutaba e Lavras. Esses padrões temporais estão associados com a Oscilação de Madden-Julian (OMJ), intensificando a atuação de sistemas moduladores do clima de Minas Gerais. Oscilações em escalas menores que dez dias foram detectadas nos anos de 2011 e 2012 e podem estar associadas aos sistemas de curto prazo que contribuíram para a chuva mineira. No caso de 2011, os eventos de chuva observados em meados de janeiro foram modulados pelos episódios da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) e reforçados pela atuação da OMJ. / The state of Minas Gerais, located in southeastern Brazil, has a plateaux area, with higher areas in the southern part. The climate is predominantly tropical and tropical altitude, with temperatures ranging normally between 17 and 20°C. These characteristics make it often susceptible to heavy rains, causing many disorders the population. Thus, it sought to analyze the variability of the rain of Minas Gerais through techniques that were able to define spatial and temporal patterns of dry and wet events, and modulate them in the time-frequency ranges. For this, we calculated the Standardized Precipitation Index (SPI) monthly and quarterly in the period 1977-2012. In order to find spatiotemporal patterns and homogeneous regions (HR) of the monthly and quarterly SPI, we used the techniques of Principal Components Analysis (PCA) and Cluster Analysis (CA). The technique of Wavelets Transform (WT) has been applied to some locations of the different HR at various scales. The WT possible find important variations in rainfall signal, showing the dominant components of rainfall variability in the studied area. In phase spectra and global energy of WT, for the monthly rainfall, dominated the annual cycle in all locations. In addition to the annual scale, there were interactions with scales less than twelve months, possibly due to the seasonality of precipitation. The WT of precipitation and Outgoing Longwave Radiation (OLR) daily reported higher frequencies than the monthly rainfall. Analysis of phase spectra and global power, in south-central and western regions, showed higher energy at the beginning of the series of precipitation and OLR. Higher contributions occurred in the synoptic and intraseasonal scales, especially in the localities of Viçosa, Bom Despacho, Ituiutaba and Lavras. These temporal patterns are associated with the Madden-Julian Oscillation (MJO), intensifying the activity of modulators systems climate of Minas Gerais. Oscillations at smaller scales than ten days were detected in 2011 and 2012 and may be associated with short-term systems that contributed to the Minas Gerais rainfall. In the case of 2011 rain events observed in mid-January they were modulated by episodes of South Atlantic Convergence Zone (SACZ) and reinforced by the performance of MJO.

The eastern coast of the Northeast Brazil (NEB) is a region where transient weather systems interact with local systems, modulating their frequency and intensity. Understanding the mechanisms of such interactions may be instrumental in explaining the observed precipitation patterns in this region. The objective of this work is quite within this scope and takes a new approach, namely the study of time series using spectral decomposition. The wavelet transform was adopted for it has proven to be a very powerful tool in dealing with local data in many areas. It furnishes a hierarchical frame that allows the double location in time and frequency domains. The hourly averaged series of wind speed and direction, air temperature, humidity and precipitation were taken at an observing tower at the 12.40 high during the October, 2004 October 2005 period in the Santa Rita island (mangrove area) at 9° 42 18 S e 35° 48 32 W. Relevant characteristics of the seasonality, transport and intensity of the breeze systems were noted, showing a clear distinction among the rainy, dry and transitional periods. Mesoscale systems are more active during the dry period because they are quite dependent of the daily cycle of heating and cooling. Large scale transient systems are more prominent during the rainy season, being responsible for the highest observed precipitation rates. The local wind system of sea land breezes shows a predominant southeast (SE) direction, thus evidencing the sea breeze. It was also noted that the highest amplitudes and wind persistency from SE were reinforced by the SE Trade Winds, creating a constructive interference in the signal. The prevailing winds from northwest (NW) were only observed during the dawn, thus characterizing the land breeze branch of the local circulation. The sea/land breeze variability affected the precipitation regime, by forming a surface convergence zone (rising motions) in accord with the time of the precipitations. These also showed a conic multifractal pattern in the periodgram, typical of high space-time variability. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / A costa leste do NEB é palco da ação simultânea de fenômenos transientes que interagem com os sistemas locais, modificando sua freqüência e intensidade. O conhecimento destas interações pode revelar o padrão das precipitações junto à costa do NEB. O objetivo desta dissertação se encaixa neste contexto e aborda os dados sob uma perspectiva nova, que consiste no estudo das séries temporais através de decomposição espectral. Para este fim, adotou-se a Transformada em Ondeletas (TO), que nas ultimas décadas tem alcançado notável êxito em diversas áreas da ciência. Trata-se de uma ferramenta matemática poderosa na detecção das freqüências e intensidades das séries temporais. Esta técnica fornece uma moldura hierárquica que permite a dupla localização em tempo e freqüência. Os dados horários de velocidade e direção do vento, temperatura do ar, umidade e precipitação foram medidos numa torre ao nível de 12,40m acima do solo, durante o período (Outubro de 2004 Outubro de 2005) numa área de proteção ambiental da Ilha de Santa Rita, localizada no mangue natural a 9° 42 18 S e 35° 48 32 W. Foram patenteadas características relevantes de transporte, sazonalidade e intensidade dos sistemas de brisas. As características do sinal mostraram a distinção entre as quadras seca e chuvosa, bem como as respectivas transições. Os sistemas de mesoescala atuam com mais intensidade no período seco, pelo fato de se ajustar ao ciclo diário da forçante térmica (radiação solar). Para a quadra chuvosa, predominam os sistemas transientes de grande escala, que são os responsáveis pelos maiores índices pluviométricos. O regime de ventos locais, caracterizado pelos sistemas das brisas de terra e mar, assinala que a direção do vento predominante é de sudeste (SE), o que caracteriza a brisa marítima. Foi verificado que as maiores amplitudes e persistência dos ventos de SE foram incrementadas pelos ventos Alísios de SE, que sopraram o ano inteiro, criando uma interferência construtiva no sinal. Os ventos predominantes de noroeste (NW) só foram observados no período da madrugada, distintivos da brisa terrestre. A mudança das brisas terrestres/marítimas apresentou intervenção no sistema de precipitação, criando uma zona de convergência em superfície (movimentos ascendentes) corroborando com os horários em que ocorreram as precipitações. Estas exibiram uma configuração multifractal cônica no periodograma, típica da sua alta variabilidade espaço-temporal.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-08-15T16:36:49Z No. of bitstreams: 1 ANTONIO MARCOS DELFINO DE ANDRADE – TESE (PPGMet) 2017.pdf: 3321439 bytes, checksum: 641b9755396203a4dd27ac62503ca9e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-15T16:36:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANTONIO MARCOS DELFINO DE ANDRADE – TESE (PPGMet) 2017.pdf: 3321439 bytes, checksum: 641b9755396203a4dd27ac62503ca9e8 (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / Capes / A radiação de onda longa incidente (L↓) é seguramente a componente do balanço de radiação mais difícil de ser medida. Portanto, diferentes formulações têm sido propostas para estimá-la. Desta maneira, avaliou-se neste estudo o desempenho de várias formulações para a estimativa dos fluxos de L↓ e sua a interação com outras variáveis medidas, bem como as interações da temperatura do ar e da pressão de vapor d’água junto à L↓. Neste estudo foi utilizada a análise pela transformada em ondeletas (TO) como ferramenta matemática para a análise de variações locais de energia dentro das séries temporais aqui estudadas, pela sua decomposição no tempo-frequência-espaço. Para investigar a correlação entre duas séries (L↓ com a temperatura do ar e da L↓ medida com as estimadas por cada modelo), empregou-se transformada cruzada em ondeletas e a coerência e fase em ondeletas. Os dados deste estudo compreendem o período de 01 de janeiro a 31 de dezembro de 2009, e são provenientes da torre micrometeorológica (K34) pertencente ao Experimento de Grande Escala da Biosfera Atmosfera na Amazônia (LBA) em Manaus, Amazonas. A TO revelou que no período de 36 horas, para todo período analisado, um persistente, homogêneo e forte espectro energético entre a L↓ e a temperatura do ar, onde se constatou uma sinergia entre essas variáveis. Constatou -se ainda que a precipitação e a pressão de vapor d’água exercem bastante influencia nos fluxos de L↓, principalmente na estação chuvosa. A análise através da transformada cruzada e de coerência e fase em ondeletas no período de 32 a 64 horas. Já nos modelos ajustados foram no período de 16 a 64 horas. Os modelos propostos para condições de céu claro, com o uso de seus coeficientes originais, mostraram tendência em subestimar os fluxos de L↓ medidos. Com os ajustes nos coeficientes, os modelos expuseram uma melhora nas estimativas nos fluxos de L↓.Para os modelos propostos para condições de céu nublado, estes exibiram um desempenho regular. / The downward longwave radiation (L↓) component really is difficult of the net radiation the measured. Therefore, different parameterizations have been proposed to estimate it. Thus, in this study we evaluated the performance of various parameterizations for the L↓ flows estimated and their interaction with other variables measured as well as the air temperature and water vapour pressure interactions with L↓. In this study we used by wavelet transform (WT) analysis as mathematical tool for energy of local variations analysis in the studied time series here by their frequency time-space decomposition. To investigate the correlation between two series (L↓ with air temperature and between L↓ measured with estimated), we used crosswavelet transform and coherency wavelets and phase angle. The datasets used in this study are of the January 01 to December 31 of 2009, measured from micrometeorological tower (named K34) controlled by Large Scale Biosphere Atmosphere experiment in Amazonia (LBA) from Manaus city, Amazonas. The WT showed that in 36 hours period, for the entire period analyzed, a persistent, smooth and strong energy spectrum between L↓ and the air temperature, which demonstrated a synergy between these variables. It was also found that precipitation and water vapour pressure exert enough on L↓ flows influence, especially in the wet season. The crosswavelet transform and coherency wavelets and phase angle analysis at 32 to 64 hours period. Already in adjusted models were in the 16-64 hours period. With the adjustable coefficients, according to the environmental study area conditions, the models presents an improvement in the L↓ flows estimates. The cloudy skies models proposed, they exhibited a regular performance.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-05-14T20:21:01Z No. of bitstreams: 1 ADRIANA DE SOUZA COSTA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2016.pdf: 6197666 bytes, checksum: 77b57b9618b2649efa4e6fbe2526f94f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-14T20:21:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ADRIANA DE SOUZA COSTA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2016.pdf: 6197666 bytes, checksum: 77b57b9618b2649efa4e6fbe2526f94f (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Capes / O Estado do Maranhão está localizado numa zona de transição entre o semiárido nordestino, a Amazônia quente e úmida e os chapadões do Brasil central, dando ao Estado características peculiares. Embora, o Estado não se encontre no contexto do polígono das secas, por apresentar condições climáticas bem definidas, a distribuição espacial e temporal das chuvas são bastantes irregulares, o que submete o sistema agrícola da região a sérios problemas, com impactos econômicos e sociais significativos. Diante dessas particularidades, o objetivo do estudo foi analisar e compreender a variabilidade da precipitação e relacioná-la com a TSM e outros sistemas meteorológicos que influenciem as chuvas no Estado. Para tal, empregou-se o método da Transformada de Ondeletas (TO) para identificar em diferentes escalas de oscilações o sinal da precipitação e da TSM, e assim apontar os sistemas que contribuem nas diferentes nas escalas de tempo. Os resultados mostraram no espectro global de energia da ondeleta que o ciclo anual é o dominante em todas as localidades analisadas. E, que além da escala anual observam-se também interações com as escalas sazonal, intrasazonal, semi-anual, bianual e até decadal. No tocante a TSM do Pacífico Equatorial, a escala anual é mais intensa no setor leste do oceano, decrescendo no sentido leste-oeste, onde a escala decadal se torna mais acentuada. A relação entre a chuva nas regiões homogêneas (RH) do Maranhão e a TSM do oceano Pacífico Equatorial mostrou que existe correlações importantes entre as mesmas. Ou seja, as áreas do Niño que apresentaram as maiores correlações com as RH foram: Niño 3 com a RH1(correlação r = -0,72), com a RH2 (correlação r = -0,65), com a RH3 (correlação r = -0,69), com a RH4 (correlação r = -0,53), e Niño 1+2 com a RH5 (correlação r = -0,52). / The State of Maranhão is located in a transition zone between the semi-arid northeast, the hot and humid Amazon and the plains of central Brazil, giving the state peculiar characteristics. Although the state is not in the polygon the context of drought, have welldefined climatic conditions, the spatial and temporal distribution of rainfall is quite irregular, which submits the agricultural system of the region to serious problems, with significant economic and social impacts . Given these characteristics, the objective of the study was to analyze and understand the variability of precipitation and relate it to the TSM and other weather systems that influence rainfall in the state. To this end, we used the method of Wavelet Transform (TO) to identify different scales fluctuations sign of precipitation and TSM, and thus point the systems involved in the different time scales. The results showed the overall spectrum of the wavelet energy that the annual cycle is the dominant in all analyzed locations. And that in addition to the annual scale also observe up interactions with seasonal scales, intraseasonal, semi-annual, bi-annual and decadal up. Regarding the TSM Equatorial Pacific, the annual scale is more intense in the east of the ocean sector, decreasing from east to west, where the decadal scale becomes more pronounced. The relationship between rainfall in homogeneous regions (HR) of Maranhao and the ocean TSM Equatorial Pacific showed that there is significant correlation between them. Ie areas of Niño with the highest correlations with HR were: Niño 3 with RH1 relationship (r = -0.72), with RH2 relationship (r = -0.65), with RH3 (correlation r = -0.69), as RH4 (correlation r = -0.53) and Nino 1 + 2 with RH5 relationship (r = -0.52).