A regionalização hidrológica é uma técnica que permite transferir informação de regiões hidrologicamente monitoradas, para regiões com pouco ou sem monitoramento. Sendo assim, é uma ferramenta útil, a qual permite uma avaliação dinâmica dos recursos hídricos. No Brasil e no Estado de Santa Catarina as leis que são as principais referências para a gestão de recursos hídricos utilizam critérios anuais de disponibilidade hídrica, impossibilitando um maior uso em épocas onde a disponibilidade é maior e, assim, afetando o desenvolvimento econômico. As previsões sazonais servem de base para uma gestão e utilização sustentável dos recursos hídricos. A justificativa de não se usar critérios sazonais, talvez seja pelo fato de não existir trabalhos ou ferramentas que contemplam o estado da arte da regionalização hidrológica. O objetivo deste trabalho é fazer a regionalização hidrológica do Estado de Santa Catarina, mediante uma abordagem geoestatística baseada em modelos e na sazonalidade. Foram utilizados estações pluviométricas e fluviométricas disponibilizadas, respectivamente, pela Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM) e Agência Nacional das Águas (ANA). As estações são distribuídas regularmente e em alta densidade sobre o Estado. Para a modelagem geoestatística, inicialmente foi verificada algumas suposições a serem consideradas, entre elas, a normalidade e a estacionaridade espacial dos dados. Após as suposições terem sido aceitas foi verificado, por meio de testes estatísticos em função da verossimilhança, se a estrutura de dependência espacial do modelo geoestatístico aumentava o desempenho do mesmo, justificando o uso dessa estrutura para a espacialização das variáveis pluviométricas e fluviométricas. Para verificar os pressupostos de uma boa predição, foi avaliada a dispersão dos resíduos das interpolações espaciais, mediante uma validação cruzada. Os resultados mostraram um melhor desempenho para os modelos geoestatísticos com a estrutura de dependência espacial, para todas as variáveis; assim, esses modelos foram utilizados para a interpolação espacial, no qual foi observado pela dispersão dos resíduos uma boa predição. Este trabalho contribui para uma melhor representação espacial de variáveis sazonais no Estado de Santa Catarina e permite um avanço no estado da arte, uma vez que está embasado em critérios de verossimilhança para escolha de modelos que representam melhor o fenômeno estudado no espaço. / Hydrologic regionalization is a technique that allows the transfer of information from regions hydrologically monitored, for regions with little or no monitoring. Therefore, this technique allows a dynamic evaluation of water resources being a useful tool. In Brazil and in Santa Catarina state, the laws that are the main references for the management of water resources use annual criteria of water availability. Thus, using a greater amount of resources when availability is greater is infeasible and affects economic development. Seasonal forecasts provide the basis for sustainable management and use of water resources. The justification for not using seasonal criteria may be because there are no works or tools that contemplate the state of the art of hydrologic regionalization. The aim of this work is to make the hydrologic regionalization of Santa Catarina state, using a geostatistical approach based on models and in seasonality. Data from rain gauge and streamflow stations made available by the Mineral Resources Research Company (CPRM) and National Water Agency (ANA), respectively, were used. These stations have regular distribution and high density within the state. For the geostatistical modeling, some basic assumptions such as data normality and spatial stationarity were verified. After accepting the assumptions it was verified through statistical tests regarding its likelihood, if the structure of spatial dependence of the geostatistical model increase its performance, justifying the use of this structure for the precipitation and streamflow spatialization. To check the assumptions of good prediction, the residue dispersion of the spatial interpolations was evaluated through cross-validation. The results showed a better performance for the geostatiscal models with the spatial dependence structure, both for precipitation and streamflow. Thus, these models were used to the spatial interpolation, observing a good prediction through the residue dispersion. This work contributes to a better spatial representation of seasonal variables in Santa Catarina state and allows an advance in the state of the art, since it is based on likelihood criteria to choose models that better represent the phenomenon studied in space.

Vários estudos fornecem evidências de que os oceanos Atlântico e Pacífico desempenham papel significativo nas flutuações climáticas que ocorrem no Brasil. O objetivo desta pesquisa é avaliar a relação entre a temperatura da superfície do mar, TSM, dos oceanos Pacífico e Atlântico e a vazão de rios localizados no oeste do estado de São Paulo. Foram analisados 30 anos de dados, de 1979 a 2008. Os dados de vazão foram obtidos da Agência Nacional de Águas, os dados da temperatura da superfície do mar e radiação de onda longa emergente, do CDC/NOAA, e as variáveis climáticas (temperatura mínima, média e máxima, precipitação e umidade relativa) foram obtidos do INMET e referem-se aos dados observados na estação meteorológica da cidade de Presidente Prudente. Os resultados foram obtidos pela estimativa da correlação linear entre as séries mensais de vazão e dos dados climáticos com a temperatura da superfície do mar nos oceanos, com e sem defasagem temporal. Áreas com correlação alta e significativa foram encontradas no oceano Pacífico e Atlântico. Os padrões oceânicos obtidos para os quatro postos de vazão se assemelham entre si, sugerindo que a variabilidade climática dos postos é parecida. O padrão de ferradura no Oceano Pacífico Tropical está presente em todos os casos avaliados, assim como áreas meridionalmente adjacentes com sinais trocados no setor norte do Atlântico Norte. No Oceano Atlântico, as principais áreas de correlações linear foram encontradas no hemisfério sul, indicando valores positivos. As correlações entre a TSM e as variáveis climáticas (temperaturas, umidade relativa, precipitação e ROLE) também apresentaram correlações significativas no Pacífico Tropical, indicando o padrão de ferradura. O modelo estocástico construído para simulação da vazão trimestral, em Presidente Prudente, com base em regressão linear múltipla forneceu um ajuste com explicação da variância igual a 49%. O modelo construído considerando-se as variáveis oceânicas e continentais fornece uma explicação da variância igual a 69%. Tal resultado sugere que seja possível considerar apenas variáveis oceânicas na elaboração de um modelo prognóstico para a vazão trimestral. Os períodos com anomalias positivas de vazão estiveram associados a maior convergência (divergência) do ar em baixos (altos) níveis, à intensificação do movimento vertical ascendente e movimento vertical ascendente intensificado. / Several studies provide evidence that the Atlantic and Pacific oceans play a significant role inclimate fluctuations that occur in Brazil. The objective of this research is to evaluate the relationship between sea surface temperature, SST, on Pacific and Atlantic oceans, and the observed river outflow in the western state of Sao Paulo. We analyzed 30 years of data, from 1979 to 2008. The river outflow data were obtained from the National Water Agency, the data of sea surface temperature and emergent longwave radiation, from the CDC / NOAA, and climatic variables (minimum, mean and maximum temperature, precipitation and relative humidity) were obtained from INMET. The latter refers to observed data in the meteorological station of the city of Presidente Prudente. The results were obtained by estimating the linear correlation between monthly series of river outflow data, climate data and sea surface temperature in the oceans, with and without lag. Areas with high and significant correlations were found in the Pacific and Atlantic oceans. The ocean patterns obtained for the four river outflow stations resemble each other, suggesting that the variability of the climate stations is similar. The pattern of \"horseshoe\" in the Tropical Pacific Ocean is present in all cases investigated, as well as areas meridionally adjacent and presenting opposite signs at the northern of North Atlantic. In the Atlantic Ocean, the main areas of linear correlations were found at the southern hemisphere, indicating positive values. The correlations between SST and climatic variables (precipitation and ROLE) also presented significant correlations values on Tropical Pacific, depicting the horseshoe pattern. The stochastic model built to simulate the quarterly river outflow, in Presidente Prudente, based on multiple linear regression, provided a fit that explained 49% of river outflow variance. The built model considering oceanic and continental variables provides an explanation of 69%. This result suggests that it is possible to consider only oceanic variables in the development of prognostic models for quarterly river outflow atthe region.The periods with positive river outflow anomalies were associated with greater air convergence (divergence) at low (high) levels and intensified upward movement.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-08-14T14:56:36Z No. of bitstreams: 1 DANIELLE CAGLIARI DE LIMA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2017.pdf: 3778584 bytes, checksum: 74013e9f2e77f7e02dbb6be83101aaf0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-14T14:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DANIELLE CAGLIARI DE LIMA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2017.pdf: 3778584 bytes, checksum: 74013e9f2e77f7e02dbb6be83101aaf0 (MD5) Previous issue date: 2017-08-29 / Capes / Estudos recentes mostram que o ciclo solar influencia os sistemas meteorológicos estratosféricos e troposféricos, proporcionando assim um novo quadro conceitual que reconsidera a evidência da influência solar no clima. Portanto, a principal proposta desse trabalho é investigar os possíveis efeitos dos ciclos solares nas anomalias da Temperatura da Superfície do Mar (ATSM). Para tanto, utilizou-se dados do número de manchas solares (NMS), proveniente do Royal Observatory of Belgium, de ATSM das áreas dos Niños 1+2, 3, 3.4 e 4, no Pacífico, e das áreas do Atlântico Tropical Norte e Sul, obtidos nos sites do CPC/NCEP/NOAA e do ESRL/NOAA, respectivamente, e de Oscilação Decenal do Pacífico (ODP), do ESRL/NOAA, todos dados mensais no período de dezembro/1949 a janeiro/2017. Objetivando filtrar as oscilações de escala intrasazonal, foi realizada a média móvel de três meses, com valor centrado no mês intermediário para todas as séries. Empregou-se o método dos quantis para classificar os períodos frios, neutros e quentes de cada área, considerando os 25% menores valores como períodos frios, os 25% intermediários como neutros e os 25% superiores como quente. Foram calculadas as médias e os desvios padrões do NMS para cada período e realizado o teste t de Student para comparar estas médias. Dessa forma verificou-se que, nos períodos de máximos do NMS, as ATSM no Pacífico e Atlântico Norte tendem para as condições neutras e as do Atlântico Sul para as frias. Para se verificar detalhes da relação entre as séries de ATSM e NMS, aplicou-se a análise espectral de transformadas Ondaletas Contínuas, Cruzadas e de Coerências, tendo como base a Ondaleta de Morlet. Os resultados demostraram haver influências dos ciclos solares de Hale (256 meses), de Schwabe (128 meses) e do seu segundo harmônico (64 meses) no comportamento das ATSM. Também foi observado que as ATSM nos oceanos Pacífico e Atlântico respondem de forma diferente ao forçante solar. Concluiu-se que os efeitos dos ciclos solares sobre as ATSM se dá de forma não linear, pois ocorreram mudanças de fases entre as séries ao longo do tempo. Quanto à diferença de resposta das ATSM do Pacífico e do Atlântico, ao forçante solar, acredita-se que seja devido à Anomalia Geomagnética do Hemisfério Sul e a fenômenos atmosféricos associados, mas não houve estudos contundentes a esse respeito, tanto que se sugerem pesquisas sobre a influência dos ciclos solares na circulação atmosférica, principalmente, para a região do Atlântico Sul. / Recent studies show that the solar cycle influences stratospheric and tropospheric meteorological systems, thus providing a new conceptual framework that reconsiders the evidence of solar influence on climate. Therefore, the main proposal of this work is to investigate the possible effects of solar cycles on Sea Surface Temperature Anomalies (SSTA). In order to do so, we used data of sunspot number (SN) from the Royal Observatory of Belgium, SST anomalies in the areas of Niños 1 + 2, 3, 3.4 and 4 in the Pacific, and North Atlantic and South Atlantic, in the Atlantic, obtained from the CPC/NCEP/NOAA and ESRL/NOAA sites, respectively, and Pacific Decadal Oscillation (PDO), from the ESRL/NOAA, all monthly data during the period of December/1949 to January/2017. A three-month moving average filter was applied on all series to remove the intraseasonal oscillations. The quantile method was used to classify the cold, neutral and warm periods of each area, considering the 25% lower values as cold periods, the 25% intermediate as neutral and the 25% higher as warm. The means and standard deviations of the SN were calculated for each period and Student's t-test was performed to compare these means. It was verified that, in periods of SN maxima, the SSTA in the Pacific and North Atlantic tended to neutral conditions and those from the South Atlantic to the cold. In order to verify details of the relation into the series of SSTA and SN, the spectral analysis of the Continuous Wavelet Transform, Cross-Wavelet Transform and Wavelet Coherence was used, based on Morlet wavelet. The results showed that there were influences of solar cycles of Hale (256 months), Schwabe (128 months) and its second harmonic (64 months) in the behavior of SSTA. It has also been observed that the SSTA in the Pacific and Atlantic oceans respond differently to the solar forcing. It was concluded that the solar cycles effects on SSTA occur in a non-linear way, as there were phase changes between the series over time. As for the difference in the response of the Pacific and Atlantic SSTA to the solar forcing, it is believed to be due to the Southern Hemisphere Geomagnetic Anomaly and associated atmospheric phenomena, but there have been no conclusive studies on this matter, so much so that researches are suggested on the influence of solar cycles on the atmospheric circulation, most importantly for the South Atlantic region.

The present work focused on the interdecadal variability of precipitation in the Western Brazilian Amazon in order to help improve this knowledge and, in addition, to analyze, study and evaluate the low-frequency variability of the hydrological cycle in this region. To this end, we used data collected from conventional rain gauge stations 5, available at the National Climatic Data Center (NCDC), reanalysis data of the following meteorological variables: long-wave radiation emerging (ROLE), temperature of the sea surface (SST) , vertical motion (Omega), zonal wind, as well as data series of the climate index of the Pacific Decadal Oscillation (ODP), and rainfall data of the project at the University of Delaware (UDEL), available at the Climate Diagnostic Center / National Oceanic and Atmospheric Administration (CDC / NOAA). Related to the local climate and the global level, particularly with the El Nino-Southern Oscillation (ENSO) and Pacific Decadal oscillation (ODP). It was noted that at the crucial stage of the ODP was a 8.1% increase in precipitation over the cold phase, mainly in the south-central axis of the western Amazon, while in the northwest basin of Rio Negro, it was noticed that at the hot rained 5.9% less when compared to the cold phase. Evidence indicates that since 1999, the ODP has entered into a new cold phase. Then, we analyzed the SST of the Pacific Ocean for the period 1999-2008 and observed the new configuration should last for 20 years, possibly causing significant changes in rainfall in this region. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / No presente trabalho dissertou-se sobre a variabilidade interdecadal da precipitação na Amazônia Ocidental Brasileira com o objetivo de contribuir para melhorar esse conhecimento e, em adição, analisar, estudar e avaliar a variabilidade de baixa freqüência no ciclo hidrológico dessa região. Para tal, foram utilizados dados observados de 5 estações pluviômetricas convencionais, disponíveis no site do National Climatic Data Center (NCDC), dados de reanálises das seguintes variáveis meteorológicas: radiação de ondas longas emergente (ROLE), temperatura da superfície do mar (TSM), movimento vertical (Omega), vento zonal, como também dados da série do índice climático da Oscilação Decadal do Pacífico (ODP), e dados de precipitação do projeto da University of Delaware (UDEL), disponíveis no site do Climate Diagnostic Center/National Oceanic and Atmospheric Administration (CDC/NOAA). Relacionou-se o clima local com o global, em particular com o fenômeno El Nino-Oscilação Sul (ENOS) e a Oscilção Decadal do Pacifico (ODP). Notou-se que na fase quente da ODP houve um aumento de 8,1% na precipitação em relação a fase fria, principalmente no eixo centro-sudoeste da Amazônia ocidental, enquanto no noroeste, bacia do Rio Negro, percebeu-se que na fase quente choveu 5,9% a menos quando comparado a fase fria. Evidências, indicam que desde 1999, a ODP tenha entrado em uma nova fase fria. Então, analisou-se a TSM do Oceano Pacifico para o período 1999-2008 e observou-se a nova configuração que deve perdurar pelos próximos 20 anos, possivelmente provocando mudanças significativas no regime pluviométrico desta região.

The water availability is the amount of flow that can be used by the society for its development. Various types of use depend on this portion, for example, minimum conditions for dilution of effluent, ecosystem sustainability, irrigation, water supply, power generation, among others. As other hydrological variables, water availability varies in space and time, including by climatic influence. Studies show that climate teleconnection cause hydrological anomalies in different parts of the earth. In these studies, climate indices have been more used, as they allow a better understanding of the physical relationships between atmospheric and hydrological systems. Though some studies have assessed the climate influence on hydrology, there is no literature an assessment of climate effects on the levels of water availability. In this context, this study, we chose to evaluate the effects of climate through its teleconnection the spatiotemporal variability of water availability rates in a watershed in climate transition (semiarid/tropical). As the object of study was chosen the Mundaú River Basin (MRB), located in the Northeast of Brazil. For estimation of availability indices (Q7, Q90 and Q95) hydrologic modeling rainfall- runoff for gap filling and series extension was used. The calibration of the hydrological model the Nash-Sutcliffe coefficient ranged between 0.84 and 0.86 because validation ranged between 0.75 and 0.81. After calibration and validation sets was possible to extend for a period of 48 years (1963-2010) and estimate the levels of availability. Next, were assessed significant correlations by Spearman and Wavelets, considering a 95% confidence interval between the availability indices and climatic indices: North Atlantic Oscillation (NAO), Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO), Pacific Decadal Oscillation (PDO) and Southern Oscillation Index (SOI). It was found that the spatio-temporal variability of water availability, can be explained by phenomena active in climate transition region (semiarid/hot and humid tropical). In some cases, the climate performance was similar to other not. In addition, the combination of events La Niña and El Niño with AMO and PDO phenomena can influence more strongly the variability of water availability. It stands out in detail that all significant effects of climate on availability, leading or included wet period from March to August (70% of the annual precipitation), very influential period in storage. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A disponibilidade hídrica é a parcela de vazão que pode ser utilizada pela sociedade para seu desenvolvimento. Diversos tipos de uso dependem dessa parcela, por exemplo: condições mínimas para diluição de efluentes, a sustentabilidade dos ecossistemas, a irrigação, o abastecimento de água, a geração de energia, dentre outros. Assim como outras variáveis hidrológicas, a disponibilidade hídrica varia no espaço e no tempo, inclusive por influência climática. Estudos evidenciam que as teleconexões climáticas provocam anomalias hidrológicas em diversas partes do globo. Nesses estudos, os índices climáticos têm sido mais utilizados, pois possibilitam uma melhor compreensão das relações físicas envolvias entre sistemas atmosféricos e hidrológicos. Embora alguns estudos tenham avaliado a influência climática na hidrologia, não existe na literatura uma avaliação dos efeitos climáticos sob os índices de disponibilidade hídrica. Diante desse contexto, nesse estudo, optou-se por avaliar os efeitos do clima através de suas teleconexões na variabilidade espaço-temporal dos índices de disponibilidade hídrica em uma bacia hidrográfica sob transição climática (semiárido/tropical). Como objeto de estudo, foi escolhida a Bacia Hidrográfica do Rio Mundaú (BHRM), localizada no Nordeste do brasileiro. Para estimação dos índices de disponibilidade (Q7, Q90 e Q95) foi utilizada a modelagem hidrológica chuva-vazão para o preenchimento de falhas e extensão de séries. Na calibração do modelo hidrológico o coeficiente de Nash-Sutcliffe variou entre 0,84 e 0,86, já na validação variou entre 0,75 e 0,81. Após a calibração e validação foi possível estender as séries para um período de 48 anos (1963-2010) e estimar os índices de disponibilidade. A seguir, foram avaliadas correlações significativas por Spearman e Wavelets, considerando um intervalo de confiança de 95%, entre os índices de disponibilidade e os climáticos: Oscilação do Atlântico Norte (OAN), Oscilação Multidecal do Atlântico (OMA), Oscilação Decadal do Pacífico (ODP) e Índice de Oscilação Sul (IOS). Constatou-se que a variabilidade espaço-temporal da disponibilidade hídrica, pode ser explicada pelos fenômenos atuantes na transição climática da região (semiárido/tropical quente e úmido). Em alguns casos, a atuação climática foi semelhante, para outros não. Além disso, a combinação de eventos La Niña e El Niño com os fenômenos OMA e ODP podem influenciar de forma mais intensa a variabilidade da disponibilidade hídrica. Destaca-se em detalhes que, todos os efeitos significativos do clima na disponibilidade, antecederam ou incluíram o período úmido de março-agosto (70% da precipitação anual), período de grande influência no armazenamento.

A regionalização hidrológica é uma técnica que permite transferir informação de regiões hidrologicamente monitoradas, para regiões com pouco ou sem monitoramento. Sendo assim, é uma ferramenta útil, a qual permite uma avaliação dinâmica dos recursos hídricos. No Brasil e no Estado de Santa Catarina as leis que são as principais referências para a gestão de recursos hídricos utilizam critérios anuais de disponibilidade hídrica, impossibilitando um maior uso em épocas onde a disponibilidade é maior e, assim, afetando o desenvolvimento econômico. As previsões sazonais servem de base para uma gestão e utilização sustentável dos recursos hídricos. A justificativa de não se usar critérios sazonais, talvez seja pelo fato de não existir trabalhos ou ferramentas que contemplam o estado da arte da regionalização hidrológica. O objetivo deste trabalho é fazer a regionalização hidrológica do Estado de Santa Catarina, mediante uma abordagem geoestatística baseada em modelos e na sazonalidade. Foram utilizados estações pluviométricas e fluviométricas disponibilizadas, respectivamente, pela Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM) e Agência Nacional das Águas (ANA). As estações são distribuídas regularmente e em alta densidade sobre o Estado. Para a modelagem geoestatística, inicialmente foi verificada algumas suposições a serem consideradas, entre elas, a normalidade e a estacionaridade espacial dos dados. Após as suposições terem sido aceitas foi verificado, por meio de testes estatísticos em função da verossimilhança, se a estrutura de dependência espacial do modelo geoestatístico aumentava o desempenho do mesmo, justificando o uso dessa estrutura para a espacialização das variáveis pluviométricas e fluviométricas. Para verificar os pressupostos de uma boa predição, foi avaliada a dispersão dos resíduos das interpolações espaciais, mediante uma validação cruzada. Os resultados mostraram um melhor desempenho para os modelos geoestatísticos com a estrutura de dependência espacial, para todas as variáveis; assim, esses modelos foram utilizados para a interpolação espacial, no qual foi observado pela dispersão dos resíduos uma boa predição. Este trabalho contribui para uma melhor representação espacial de variáveis sazonais no Estado de Santa Catarina e permite um avanço no estado da arte, uma vez que está embasado em critérios de verossimilhança para escolha de modelos que representam melhor o fenômeno estudado no espaço. / Hydrologic regionalization is a technique that allows the transfer of information from regions hydrologically monitored, for regions with little or no monitoring. Therefore, this technique allows a dynamic evaluation of water resources being a useful tool. In Brazil and in Santa Catarina state, the laws that are the main references for the management of water resources use annual criteria of water availability. Thus, using a greater amount of resources when availability is greater is infeasible and affects economic development. Seasonal forecasts provide the basis for sustainable management and use of water resources. The justification for not using seasonal criteria may be because there are no works or tools that contemplate the state of the art of hydrologic regionalization. The aim of this work is to make the hydrologic regionalization of Santa Catarina state, using a geostatistical approach based on models and in seasonality. Data from rain gauge and streamflow stations made available by the Mineral Resources Research Company (CPRM) and National Water Agency (ANA), respectively, were used. These stations have regular distribution and high density within the state. For the geostatistical modeling, some basic assumptions such as data normality and spatial stationarity were verified. After accepting the assumptions it was verified through statistical tests regarding its likelihood, if the structure of spatial dependence of the geostatistical model increase its performance, justifying the use of this structure for the precipitation and streamflow spatialization. To check the assumptions of good prediction, the residue dispersion of the spatial interpolations was evaluated through cross-validation. The results showed a better performance for the geostatiscal models with the spatial dependence structure, both for precipitation and streamflow. Thus, these models were used to the spatial interpolation, observing a good prediction through the residue dispersion. This work contributes to a better spatial representation of seasonal variables in Santa Catarina state and allows an advance in the state of the art, since it is based on likelihood criteria to choose models that better represent the phenomenon studied in space.

Vários estudos fornecem evidências de que os oceanos Atlântico e Pacífico desempenham papel significativo nas flutuações climáticas que ocorrem no Brasil. O objetivo desta pesquisa é avaliar a relação entre a temperatura da superfície do mar, TSM, dos oceanos Pacífico e Atlântico e a vazão de rios localizados no oeste do estado de São Paulo. Foram analisados 30 anos de dados, de 1979 a 2008. Os dados de vazão foram obtidos da Agência Nacional de Águas, os dados da temperatura da superfície do mar e radiação de onda longa emergente, do CDC/NOAA, e as variáveis climáticas (temperatura mínima, média e máxima, precipitação e umidade relativa) foram obtidos do INMET e referem-se aos dados observados na estação meteorológica da cidade de Presidente Prudente. Os resultados foram obtidos pela estimativa da correlação linear entre as séries mensais de vazão e dos dados climáticos com a temperatura da superfície do mar nos oceanos, com e sem defasagem temporal. Áreas com correlação alta e significativa foram encontradas no oceano Pacífico e Atlântico. Os padrões oceânicos obtidos para os quatro postos de vazão se assemelham entre si, sugerindo que a variabilidade climática dos postos é parecida. O padrão de ferradura no Oceano Pacífico Tropical está presente em todos os casos avaliados, assim como áreas meridionalmente adjacentes com sinais trocados no setor norte do Atlântico Norte. No Oceano Atlântico, as principais áreas de correlações linear foram encontradas no hemisfério sul, indicando valores positivos. As correlações entre a TSM e as variáveis climáticas (temperaturas, umidade relativa, precipitação e ROLE) também apresentaram correlações significativas no Pacífico Tropical, indicando o padrão de ferradura. O modelo estocástico construído para simulação da vazão trimestral, em Presidente Prudente, com base em regressão linear múltipla forneceu um ajuste com explicação da variância igual a 49%. O modelo construído considerando-se as variáveis oceânicas e continentais fornece uma explicação da variância igual a 69%. Tal resultado sugere que seja possível considerar apenas variáveis oceânicas na elaboração de um modelo prognóstico para a vazão trimestral. Os períodos com anomalias positivas de vazão estiveram associados a maior convergência (divergência) do ar em baixos (altos) níveis, à intensificação do movimento vertical ascendente e movimento vertical ascendente intensificado. / Several studies provide evidence that the Atlantic and Pacific oceans play a significant role inclimate fluctuations that occur in Brazil. The objective of this research is to evaluate the relationship between sea surface temperature, SST, on Pacific and Atlantic oceans, and the observed river outflow in the western state of Sao Paulo. We analyzed 30 years of data, from 1979 to 2008. The river outflow data were obtained from the National Water Agency, the data of sea surface temperature and emergent longwave radiation, from the CDC / NOAA, and climatic variables (minimum, mean and maximum temperature, precipitation and relative humidity) were obtained from INMET. The latter refers to observed data in the meteorological station of the city of Presidente Prudente. The results were obtained by estimating the linear correlation between monthly series of river outflow data, climate data and sea surface temperature in the oceans, with and without lag. Areas with high and significant correlations were found in the Pacific and Atlantic oceans. The ocean patterns obtained for the four river outflow stations resemble each other, suggesting that the variability of the climate stations is similar. The pattern of \"horseshoe\" in the Tropical Pacific Ocean is present in all cases investigated, as well as areas meridionally adjacent and presenting opposite signs at the northern of North Atlantic. In the Atlantic Ocean, the main areas of linear correlations were found at the southern hemisphere, indicating positive values. The correlations between SST and climatic variables (precipitation and ROLE) also presented significant correlations values on Tropical Pacific, depicting the horseshoe pattern. The stochastic model built to simulate the quarterly river outflow, in Presidente Prudente, based on multiple linear regression, provided a fit that explained 49% of river outflow variance. The built model considering oceanic and continental variables provides an explanation of 69%. This result suggests that it is possible to consider only oceanic variables in the development of prognostic models for quarterly river outflow atthe region.The periods with positive river outflow anomalies were associated with greater air convergence (divergence) at low (high) levels and intensified upward movement.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica, Escola de Engenharia, 2004. / Submitted by Lilian M. Silva (lilianmadeirasilva@hotmail.com) on 2013-04-19T22:49:03Z No. of bitstreams: 1 Elementos da Variabilidade Climática no Extremo Sul do Brasil, no Período de 1990 a 2001..pdf: 17940864 bytes, checksum: 36cb3aef5938e868c38a69767e658fa2 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2013-06-10T18:09:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Elementos da Variabilidade Climática no Extremo Sul do Brasil, no Período de 1990 a 2001..pdf: 17940864 bytes, checksum: 36cb3aef5938e868c38a69767e658fa2 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-10T18:09:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elementos da Variabilidade Climática no Extremo Sul do Brasil, no Período de 1990 a 2001..pdf: 17940864 bytes, checksum: 36cb3aef5938e868c38a69767e658fa2 (MD5) Previous issue date: 2004 / A variabilidade climática,por exercer grande influência nas civilizações ao longo do tempo, tem atraído a atenção dos pesquisadores contemporâneos que buscam o desenvolvimento de modelos climáticos que consigam reproduzi-la. O objetivo deste estudo é a determinação dos sistemas atmosféricos que causam maior variabilidade climática no extremo sul do Brasil, a fim de prover informações para a elaboração futura de um modelo climático regional. Paratanto, empregou-se a transformada de ondeleta a dois conjuntos de dados, um medido na estação meteorológica convencional situada a 32º04’S e 52º10’W, no período de 1º de janeiro de 1990 a 19 de março de 2001, e outro medido em uma bóia de fundeio localizada aproximadamente a 32º54’S e 50º48’W no oceano Atlântico sudoeste, no período de 1º de junho de 2001 a 8 de maiode 2002. Observou-se que a maior variância de ondeleta em todas as variáveis atmosféricas esteve associada ao ciclo anual, com exceção das componentes zonal e meridional da velocidade do vento e da precipitação. Nestas três variáveis a maior energia foi relacionada à passagem de massas de ar e a formação de sistemas frontais e estes sistemas, por sua vez,assumiram maior importância quando o ciclo anual foi descontado das demais variáveis. Portanto, pode-se inferir que o ciclo anual é o responsável pela maior parte da variabilidade climática no extremo sul do Brasil juntamente com as massas de ar e sistemas frontais. Entretanto, o clima desta região também é afetado pelas oscilações de Madden-Julian, bloqueios atmosféricos e fenômeno El Niño-Oscilação Sul. A associação dos períodos observados na transformada de ondeleta com os eventos atmosféricos foi possível devido a grande eficiência desta metodologia em decompor os sinais em ambos os domínios de tempo e escala. / Climate variability has called the attention of contemporary researchers due to the fact that it exerts large influence on the civilizations throughout time. The development of climatic models aims at reproducing it. The purpose of this study is to establish the atmospheric systems which cause the largest climate variability in the extreme south of Brazil,in order to provide information for the future elaboration of a regional climate model. The wavelet transform was applied to two sets of data: one measured in the conventional meteorological station located at 32º04’S and 52º10’W, from January 1st, 1990 to March 19th, 2001, and the other one measured on a buoy approximately at 32º54’S and 50º48’W in the southwestern Atlantic, from June 1st, 2001 to May 8th, 2002. The largest wavelet variance in all atmospheric variables was associated with the annual cycle, except the zonal and meridional components of the wind velocity and precipitation. In these three ones, the largest variance was related to the passage of air masses and the frontal systems formation. When the annual cycle was subtracted from the series, the largest energy was associated with the passage of air masses and the frontal systems formation. Therefore, it could be inferred that the annual cycle is responsible for most of the climate variability in the region along with the air masses and the frontal systems. However, the climate in this region is also affected by Madden-Julian oscillation, atmospheric blocking, and the El Niño – Southern Oscillation. The wavelet transform is a powerful metodology for signal decomposition, because itallows determining the periodicity and the temporal location of the phenomena. Thus, an association with atmospheric events can be accomplished.

Esta pesquisa tem como objetivo avaliar a relação existente entre o comportamento anual dos oceanos e o da vazão na Bacia do Rio São Francisco, Brasil, para o período de 1968 a 2004. Foram construídos modelos de regressão linear múltipla para simular o valor da vazão anual em Ponte da Taquara, Alto São Francisco, com base em índices climáticos e no valor médio da Temperatura da Superfície do Mar (TSM) em áreas específicas dos oceanos Pacífico e Atlântico. Os índices climáticos considerados foram a Oscilação Decadal do Pacífico (ODP), Indice de Oscilação Sul (IOS) e anomalias de TSM nas regiões de Niño. Os padrões oceânicos de correlação linear entre a TSM do Pacífico e a vazão dos postos do Alto São Francisco e o Médio São Francisco, indicam valores positivos em toda a costa oeste da América do Norte e do Sul e região equatorial e fortes sinais negativos na costa leste da Ásia e Austrália. Este padrão é bastante semelhante ao padrão espacial do primeiro modo obtido pela aplicação de análise multivariada à TSM no Oceano Pacífico, que é associado à Oscilação Multidecadal do Pacífico. A consideração de defasagem mensal no cálculo do coeficiente de correlação linear entre os valores de vazão e TSM indicam que a TSM dos meses mais próximos ao da vazão têm maior potencial para serem considerados como seus preditores. Observa-se a diminuição da correlação linear entre TSM do Pacífico e a vazão dos postos do Médio e Baixo São Francisco em relação aos postos do Alto São Francisco. O que sugere que o Oceano Pacífico apresenta maior influência na variabilidade da vazão nos postos localizados mais ao sul da Bacia do São Francisco. Por outro lado, observa-se o aumento dos valores do coeficiente de correlação linear no Atlântico Sul principalmente para a vazão dos postos do Médio e Sub-Médio, indicando possivelmente a maior influência do Oceano Atlântico na vazão de postos localizados mais a nordeste da bacia hidrográfica considerada. O padrão oceânico indicado pelos valores de correlação linear entre a TSM e os postos do Sub- Médio São Francisco indica a presença de um dipolo meridional, com anomalias negativas e positivas na bacia do Atlântico Sul tropical e subtropical. O IOS e ODP apresentam maior valor de correlação para a vazão observada no Alto e Médio São Francisco. As regiões selecionadas nos oceanos Pacífico, Atlântico e Índico e os índices Niño1+2, Niño 3 e Niño 4 para a construção do modelo linear para a simulação da vazão anual suavizada explicam 96% da variância total da vazão. No caso da vazão sem suavização as variáveis selecionadas pelo modelo elaborado explicam 52% da variância total. O padrão atmosférico anômalo associado aos dois primeiros subperíodos da vazão em Ponte da Taquara, de 1968 a 1978 e de 1979 a 1988, caracterizados em média por anomalias negativas e positivas, respectivamente, apresenta condições atmosféricas específicas às anomalias observadas da vazão. Em geral, anomalias negativas (positivas) de vazão em Ponte da Taquara são acompanhadas por ODP negativa, com anomalias negativas (positivas) de TSM no Pacífico Equatorial. / This research concerned to propose a valuation about the relationship between annual oceanic behavior and river outflow at São Francisco Hydrographic Basin, in Brazil, for the period from 1968 to 2004. Linear model based on multiple regression were built for annual river outflow at Ponte da Taquara, located at High São Francisco sub-basin. Climatic indexes and Sea Surface Temperature (SST) averages for selected areas over Pacific and Atlantic oceans were taken as independent variables in the modeling. Pacific Decadal Oscillation (PDO), Southern Oscillation Index (SOI) and SST anomalies at the Niño regions were also considered as independent variables in the modeling. The specific oceanic areas were selected through linear correlation calculation between river outflow at High São Francisco and SST. Oceanic patter represented by linear correlation between Pacific SST and river outflow at High São Francisco and Medium São Francisco shows positive values throughout the west coast of North and South America and the equatorial areas and, high negative values at oceanic areas to the east of Asia and Australia. This patter is quite similar to that obtained as the first mode of multivariate analysis applied over Pacific basin, and is related to the PDO. The consideration of temporal lag between SST river outflow monthly values showed that the smaller interval provide the best linear correlation. Linear correlation patter over Pacific is more significant for river outflow observed at the southern area of São Francisco Basin in relation to those located at northern areas. This aspect suggests that Pacific Ocean plays a more significant role to determination of river outflow observed at the south of the hydrographic basin. On the other hand, linear correlation values are greater at South Atlantic when river outflow for Sub-Medium São Francisco is considered. This result suggests that South Atlantic Ocean can play a greater role for the determination for climatic variability for river outflow observed at northern areas of São Francisco Basin. The oceanic correlation pattern for South Atlantic Ocean also shows a dipole mode, between tropical and subtropical latitudes, for fluvial stations located at the northern areas of the hydrographic basin. SOI and PDO present greater correlation values for river outflow observed at High and Medium São Francisco Basin. Ocean Pacific, Atlantic and Indian and the indexes Niño1+2, Niño 3 e Niño 4 variables, selected for the linear model elaboration to river outflow simulation, explain 96% of the total variance. In the case of not smoothed data, the variance explained by the linear model is equal to 52%. The atmospheric averaged patterns for the considered two first subperiods, from 1968 to 1978 and from 1979 to 1988, that are characterized by negative and positive river outflow anomalies at High São Francisco, present atmospheric conditions closely related to the observed river outflow anomalies. In general, river outflow negative (positive) anomalies at High São Francisco are related to negative PDO and SST negative anomalies (positive) at equatorial Pacific.

Nos últimos anos, tem-se observado que na RMSP o ozônio troposférico foi o poluente responsável pela maior parte das ultrapassagens dos padrões de qualidade do ar estabelecidos pela CETESB. Supõe-se que diferentes padrões atmosféricos possam interferir nas concentrações de ozônio, devido à influência na variabilidade da concentração de poluentes, já estudada, e devido ao fato deste poluente ser formado pela interação entre seus precursores e a radiação solar. Dados horários de ozônio, provenientes de 17 estações da rede de monitoramento de poluentes da CETESB, foram utilizados para a construção de séries de médias anuais, mensais e diárias. O ciclo sazonal médio do ozônio, para a região de estudo, indicou um máximo em meados da primavera e mínimo no final do outono, o que é fortemente influenciado pelo ciclo médio de radiação solar e cobertura de nuvens. As estações situadas em áreas com reduzida atividade urbana e longe do centro da mancha urbana apresentaram ciclo sazonal mais bem definido e concentrações sobremaneira mais altas, sugerindo que as concentrações absolutas e o ciclo sazonal do ozônio sejam influenciados pelo uso do solo no entorno da estação. Os meses com anomalias positivas e negativas intensas de ozônio foram selecionados, e as anomalias climáticas e os padrões atmosféricos predominantes em alguns destes meses foram analisados, em escala mensal e diária. Os resultados indicaram, na análise dos padrões atmosféricos mensais e de evolução diária, que as anomalias positivas de ozônio estiveram associadas a anomalias positivas de radiação solar e, negativas de umidade relativa, o que foi resultante da variabilidade dos sistemas atmosféricos atuantes em escala sinótica que contribuíam para o aumento da divergência em superfície, tais como os anticiclones na retaguarda de sistemas frontais, o anticiclone do Atlântico Sul, e VCANs provenientes do NE do Brasil. Para os meses com anomalias negativas, verificou-se maior frequência ou intensidade dos sistemas frontais, em comparação ao valor médio climatológico para a região, bem como anomalias positivas de nebulosidade e aumento da atividade convectiva, associada, algumas vezes, à ocorrência da ZCAS. Além disso, verificou-se que a maioria dos meses com anomalias negativas de ozônio foram também precedidos por meses com anomalias negativas, próximas de zero, ou períodos com tendência de queda da concentração. / In the past few years, tropospheric ozone has been noticed to exceed the states environmental agency (CETESB) air quality standards more than any other air pollutant in the Sao Paulo Metropolitan Area (SPMA), Brazil. Its assumed that different atmospheric patterns are responsible for different impacts on ozone concentrations, due to already known phenomena concerning atmospheric variability and air pollutants, but also to the fact that this specific pollutant is formed at surface level through interactions between its precursors and incoming shortwave solar radiation. Ozone hourly data from 17 CETESB air quality network stations were used to calculate annual, monthly and daily averages. The seasonal cycle observed for the area of study indicated a middle spring maximum and late autumn minimum, both visibly influenced by mean seasonal solar radiation and cloud covering cycles. Stations located in areas away from the urban center or with lesser urban activity showed a well characterized seasonal cycle and higher concentrations in general, thus suggesting that ozone absolute concentrations and its seasonal cycle are somewhat linked to the predominant land use in the stations surroundings. Months with intense positive and negative ozone anomalies were selected, and climatic anomalies and atmospheric patterns were evaluated in some of these months in the monthly and daily time scale. Results from the monthly atmospheric pattern analysis and daily variability analysis point out that positive ozone anomalies were associated with solar radiation positive anomalies and relative humidity negative anomalies, resulting from synoptic-scale variability of atmospheric systems that contributed to air divergence strengthening at surface level, such as high-latitude anticyclones that followed frontal systems, the Southern Atlantic semipermanent anticyclone and Upper Level Cyclonic Vortexes from Northeastern Brazil. For months displaying anomalous negative behaviour, a higher than average frequency or intensity of frontal systems was observed for the region, as well higher cloudiness and increased convective activity, sometimes associated with the ZCAS (Southern Atlantic Convergence Zone). Besides that, it was perceived that most months with ozone negative anomalies were preceded by months already showing negative anomalies, or either way, a decreasing tendency on concentrations.