Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2017-08-02T19:03:44Z No. of bitstreams: 2 Tese_final_Claudia.pdf: 11975437 bytes, checksum: ae28d4cd37aea6e09e40fead6c45edc1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-02T19:03:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese_final_Claudia.pdf: 11975437 bytes, checksum: ae28d4cd37aea6e09e40fead6c45edc1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-06-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Atmospheric moisture transport and moisture convergence characteristics of the monsoon regimes of the globe are obtained. Special emphasis is laid on the South American monsoon system. The NCEP/NCAR gridded analysis data for 62 years is used for the calculations. Seasonal cross-equatorial moisture transport in the sector of a given monsoon regime is seen to characterize the monsoon intensity. Whereas the lower tropospheric winds change their direction by almost 180 ° from winter season (DJF) to summer (JJA) over the South Asian and East African monsoon region, the trade winds over the tropical Atlantic and tropical South America east of the Andes remain basically easterlies in all seasons. However, the moisture transport across the equator in the South American monsoon region changes sign from JJA to DJF, being north to south in the DJF season. The mean yearly total cross-equatorial moisture transport from the Southern Hemisphere to Northern Hemisphere is approximately three times the discharge of water by the mighty Amazon River into the Atlantic, most of it happening in the Indian Ocean. Between the equator and 20ºN there is moisture convergence, which supplies moisture for the ITCZ. This explains its position to north of the equator. A comparison of different monsoon regimes reveals that the South Asian monsoon is wide and three times more intense than the South American monsoon. The Australian monsoon is weaker than the South American monsoon. There is an indication that the South American monsoon is stronger, on seasonal average, when the Australian monsoon is weaker. The convergence of moisture accounts for almost 70% of the total rainfall over the Amazon Basin, the remaining 30% is contributed by evapotranspiration over the Amazon forest. The sources of moisture for the Amazon Basin are situated in the Tropical North and South Atlantic Oceans away from the equator but equatorward of 35ºS and 35ºN. Moisture transport from the Tropical South Atlantic into the Amazon Basin passes over Northeast Brazil. However, there is net divergence of moisture over the Northeast. The regression showed a not very good relationship between the moisture convergence and precipitation over the Amazon basin in the wet season (October to April), where approximately 34% of the rainfall variability is explained by variability in moisture convergence over the basin. The level of the Rio Negro has a low correlation with the moisture convergence over the basin being 26% in DJF. The results of this study indicate that the atmospheric moisture transport can be used to identify the monsoon and characterize its intensity / As características do transporte e da convergência de umidade atmosférica dos regimes monçônicos do globo são obtidos. Especial ênfase é dada ao Sistema de Monção da América do Sul (MAS). Os dados em pontos de grade de reanálises do NCEP / NCAR para 62 anos são usados para os cálculos. O transporte sazonal de umidade que atravessa o equador no setor de um dado regime de monção é visto caracterizar a intensidade das monções. Enquanto, os ventos na troposfera inferior invertem sua direção da estação de inverno boreal (Dez-Jan-Fev, DJF) para estação de verão boreal (Jun-Jul-Ago, JJA) sobre as regiões monçônicas do Sul Asiático e o do Leste Africano, os ventos alísios sobre o Atlântico Tropical e América do Sul tropical, a leste dos Andes, permanecem basicamente de leste em todas as estações. No entanto, o transporte de umidade que atravessa o equador na região de MAS muda de sinal de JJA para DJF, sendo de norte para sul em DJF. A média do total anual do transporte de umidade equatorial do Hemisfério Sul (HS) para Hemisfério Norte (HN) é cerca de três vezes a descarga de água pelo rio Amazonas para o Oceano Atlântico. Entre o equador e 20ºN há convergência de umidade, a qual alimenta a região da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), isto explica sua posição ao norte do Equador. Uma comparação dos diferentes regimes de monção revela que a Monção do Sul Asiática é extensa e três vezes mais intensa do que a MAS. A Monção Australiana (MA) é mais fraca que a MAS e há uma indicação de que esta última seja mais forte, em média sazonal, quando a MA é mais fraca. A convergência de umidade responde por quase 70% do total de chuvas sobre a bacia Amazônica, os 30% restantes são fornecidos por evapotranspiração sobre a floresta Amazônica. As fontes de umidade para a bacia Amazônica estão situadas nos oceanos Atlântico Tropical Norte (ATN) e Atlântico Tropical Sul (ATS) longe do equador, precisamente nas saídas das Altas Subtropicais desses oceanos (35ºS e 35ºN). O transporte de umidade vindo do ATS para a bacia Amazônica passa sobre o Nordeste Brasileiro (NEB), no entanto, há divergência líquida de umidade sobre ele. A regressão mostrou uma relação não muito boa entre a convergência de umidade e a precipitação sobre a bacia Amazônica na estação chuvosa (outubro – abril), onde aproximadamente 34% da variabilidade da precipitação é explicada pela variabilidade da convergência de umidade sobre a bacia. O nível do rio Negro apresenta uma baixa correlação com a convergência de umidade sobre a bacia, sendo de 26% em DJF. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que o transporte de umidade pode ser utilizado como um índice confiável para identificar e caracterizar a intensidade de monção.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-05-31T20:42:21Z No. of bitstreams: 1 MayteDuarteLealCoutinho_TESE.pdf: 5311317 bytes, checksum: abfa1929995ae7c350372d6daa5498e6 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-03T20:03:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MayteDuarteLealCoutinho_TESE.pdf: 5311317 bytes, checksum: abfa1929995ae7c350372d6daa5498e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-03T20:03:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MayteDuarteLealCoutinho_TESE.pdf: 5311317 bytes, checksum: abfa1929995ae7c350372d6daa5498e6 (MD5) Previous issue date: 2015-06-18 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / No contexto de mudan?as clim?ticas sobre a Am?rica do Sul (AS) tem-se observado que a combina??o de altas temperaturas mais chuvas e altas temperaturas menos chuvas, provocam diferentes impactos como: eventos extremos de precipita??o, condi??es favor?veis para queimadas e secas. Com isto, estas regi?es enfrentam amea?a crescente de escassez de ?gua, local ou generalizada. Assim, a disponibilidade de ?gua no Brasil depende em grande parte, do clima e de suas varia??es em diversas escalas de tempo. Neste sentido, o objetivo principal desta pesquisa ? estudar o balan?o de umidade por meio de Regional Climate Models (RCM) do Project Regional Climate Change Assessments for La Plata Basin (CLARIS- LPB), assim como, combinar estes RCM por meio de duas t?cnicas estat?sticas, na tentativa de melhorar a previs?o sobre tr?s ?reas da AS: Amaz?nia (AMZ), Nordeste do Brasil (NEB) e Bacia do Prata (LPB) nos climas do passado (1961-1990) e do futuro (2071-2100). O transporte de umidade sobre AS foi investigado por meio do fluxo de umidade integrado verticalmente. Os principais resultados mostraram que os fluxos m?dios de vapor d??gua nas regi?es tropicais (AMZ e NEB) s?o maiores atrav?s das bordas leste e norte, assim indicando que as contribui??es dos ventos al?sios do Atl?ntico Norte e do Sul s?o igualmente importantes para a entrada de umidade durante os meses de JJA e DJF. Esta configura??o foi observada em todos os modelos e climas. Na compara??o dos climas verificou-se que a converg?ncia do fluxo de umidade no clima passado foi menor em rela??o ao futuro em diferentes regi?es e ?pocas. De forma semelhante, constatou-se que a precipita??o foi reduzida no clima futuro nas regi?es tropicais (AMZ e NEB), possivelmente devido os intensos fluxos de umidade que adentraram nas regi?es. Por interm?dio das t?cnicas de Regress?o M?ltipla por Componente Principal (C_RCP) e da combina??o convexa (C_EQM), analisamos e comparamos as combina??es dos modelos (ensemble). Os resultados indicaram que a combina??o por RCP foi melhor em representar a precipita??o observada em ambos os climas. Sendo que, al?m dos valores mostrarem ser pr?ximos aos observados, a t?cnica obteve coeficiente de correla??o de moderada ? forte magnitude, em praticamente todos os meses nos diferentes climas e regi?es. Al?m do mais, na avalia??o das t?cnicas de combina??o, a tend?ncia percentual (PBIAS) mostrou que em geral, a C_RCP obteve valores de baixa magnitude (PBIAS = 0%) indicando ter um desempenho ?muito bom? no clima passado e (PBIAS = -4% a 3%) para o clima futuro, sobre as regi?es de estudo. Enquanto a C_EQM mostrou no clima passado, que a AMZ obteve um desempenho ?bom? e nas regi?es do NEB e LPB obtiveram desempenho de ?bom a satisfat?rio?. Logo, os resultados mostraram que as t?cnicas tem um potencial promissor para aplica??es operacionais em centro de previs?o de tempo e clima. / In the context of climate change over South America (SA) has been observed that the combination of high temperatures and rain more temperatures less rainfall, cause different impacts such as extreme precipitation events, favorable conditions for fires and droughts. As a result, these regions face growing threat of water shortage, local or generalized. Thus, the water availability in Brazil depends largely on the weather and its variations in different time scales. In this sense, the main objective of this research is to study the moisture budget through regional climate models (RCM) from Project Regional Climate Change Assessments for La Plata Basin (CLARIS-LPB) and combine these RCM through two statistical techniques in an attempt to improve prediction on three areas of AS: Amazon (AMZ), Northeast Brazil (NEB) and the Plata Basin (LPB) in past climates (1961-1990) and future (2071-2100). The moisture transport on AS was investigated through the moisture fluxes vertically integrated. The main results showed that the average fluxes of water vapor in the tropics (AMZ and NEB) are higher across the eastern and northern edges, thus indicating that the contributions of the trade winds of the North Atlantic and South are equally important for the entry moisture during the months of JJA and DJF. This configuration was observed in all the models and climates. In comparison climates, it was found that the convergence of the flow of moisture in the past weather was smaller in the future in various regions and seasons. Similarly, the majority of the SPC simulates the future climate, reduced precipitation in tropical regions (AMZ and NEB), and an increase in the LPB region. The second phase of this research was to carry out combination of RCM in more accurately predict precipitation, through the multiple regression techniques for components Main (C.RPC) and convex combination (C.EQM), and then analyze and compare combinations of RCM (ensemble). The results indicated that the combination was better in RPC represent precipitation observed in both climates. Since, in addition to showing values be close to those observed, the technique obtained coefficient of correlation of moderate to strong magnitude in almost every month in different climates and regions, also lower dispersion of data (RMSE). A significant advantage of the combination of methods was the ability to capture extreme events (outliers) for the study regions. In general, it was observed that the wet C.EQM captures more extreme, while C.RPC can capture more extreme dry climates and in the three regions studied.

[pt] A dissertação apresenta um estudo da resolução de problemas de acoplamento termo-hidráulico através do uso técnicas numéricas. O estudo tem por objetivo a validação de implementações de efeitos de gradientes de temperatura no fluxo de umidade. Para isto utiliza-se o programa UNSATCHEM- 2D que simula o fluxo bidimensional de umidade em meios de saturação variável, transporte de calor, transporte de CO2 e transporte de solutos. O programa desenvolvido por Simunek e Suarez (1993), possui código aberto (escrito em Fortran 77), onde as equações governantes de fluxo e transporte de calor são resolvidas por elementos finitos. A partir do programa UNSATCHEM-2D, foram realizadas implementações no código a fim de permitir o acoplamento parcial (staggered) do fluxo de umidade e o fluxo de calor que reproduz o fenômeno descrito por de Vries (1958). Paralelamente, desenvolveram-se mudanças no programa MTool(Tecgraf/PUC- Rio), utilizado como pré- e pós-processador. Posteriormente, foram validadas as implementações realizadas no programa comparando-se os resultados da solução numérica com resultados experimentais a partir de um ensaio de coluna (Bach, 1989), com resultados considerados satisfatórios. Finalizando, são apresentadas simulações com fontes de calor interna e externa paralelamente com o emprego de condições de contorno atmosféricas que simulam coberturas de resíduos de minério. / [en] The dissertation presents a study of the resolution of thermo-hydraulic coupling problems, through the use of numerical techniques. The study has the objective the implementations validation of the temperature gradients effects in the moisture flux. For this, the program UNSATCHEM-2D is used to simulate the flow of water in mediums of variable saturation to two dimensions, transport of heat, transport of CO2 and solute transport. The program developed by Simunek and Suarez (1993), has open code (written in Fortran 77), where the governing equations of flow and transport of heat are solved for the method of the finite elements. Starting from the original program UNSATCHEM-2D, alterations were carried out in the code in order to allow the partial coupling (staggered) of moisture flow and heat flow as described by de Vries (1958). In parallel, changes were developed in the software MTool (Tecgraf/PUC-Rio), used as pre- and posprocessor. Later, the modifications carried out in the program were validated by the comparison of the numeric solution results with experimental results starting from a column test (Bach, 1989), with acceptable results. Concluding, simulations are presented with internal and external sources of heat together with the use of atmospheric boundary conditions, one that simulates covers for mining wastes.