Neste trabalho, a partir de dados rotineiramente medidos em estações meteorológicas de superfície, estimamos os parâmetros de escala da Camada Limite Planetária (CLP) do experimento OLAD (Over Land Atmospheric Dispersion). Esses parâmetros são muito importantes no processo de dispersão, especialmente no cálculo das parametrizações para os modelos de dispersão atmosférica. Simular o processo de dispersão de poluentes na atmosfera sob a condição de vento fraco é uma tarefa difícil. Nesse sentido, realizamos a implementação e avaliação de um modelo de partícula lagrangeano semi-analítico, denominado ILS-LW (Iterative Langevin Solution for Low Wind) para investigar o processo de dispersão atmosférica em situações de vento fraco. A avaliação foi feita mediante comparação entre os resultados das simulações numéricas e os dados de concentração obtidos no experimento OLAD. Os dados experimentais foram coletados em um sítio experimental localizado no West Desert Test Center (WDTC), Utah, nos Estados Unidos, com a colaboração do exército americano e supervisões do National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e Air Resources Laboratory Field Research Division (ARLFRD), em setembro de 1997. Concluímos que o modelo ILS-LW reproduz satisfatoriamente o conjunto de dados testado. / In this work, we present estimates for Boundary Layer Planetary's scaling parameters for the data obtained by superficial meteorological stations of the Over Land Atmospheric Dispersion (OLAD) experimento These parameters are very important, specially for the estimate of parametrizations for the atmospheric dispersion models. The simulation of the atmospheric pollutant dispersion under low wind speed is not a trivial task. We have tested and evaluated a semi-analytic model with lagrangean particles, that we refer to as the Iterative Langevin Solution for Low Wind (ILS-LW), in order to investigate the atmospheric dispersion process in low wind speed conditions. The evaluation was done by comparing the results generated by the numerical simulations and the concentration dataset from OLAD experimento The experimental data were obtained on an experimental site at the West Desert Test Center (WDTC), Utah, USA, under colaboration ofthe american army and supervision by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) and Air Resources Laboratory Field Research Division (ARLFRD) in September, 1997. We conclude that the model ILS-LW reproduces reasonably the tested data.

No presente trabalho foi desenvolvido um modelo para o decaimento da energia cinética turbulenta em uma camada limite planetária convectiva. O ponto de partida foi a equação de balanço para a função espectro de energia cinética turbulenta. Para parametrizar o termo de tranferência inercial foi considerado que a energia é transferida de grandes para pequenos turbilhões até a escala de Kolmogorov, onde a energia é dissipada na forma de calor. O termo de fonte ou perda de energia cinética por efeito térmico foi parametrizado considerando que se pode escrevê-lo como o produto de duas funções, onde o decaimento no tempo pode ser expresso por uma função cosseno. O termo de produção de turbulência por efeito mecânico foi parametrizado a partir de análise dimensional e considerando-se a teoria de similaridade de Monin-Obukov. Foi observado que a função espectro de energia decai de forma mais lenta quando se considera a fonte de turbulência mecânica do que quando predomina a turbulência gerada por convecção. A energia cinética turbulenta obtida pelo modelo proposto foi comparada com resultados de LES (Large Eddy Simulation). / In this present work a model for decline of the turbulent kinetic energy in the Convective Boundary Layer was developed. The starting point was the budget equation of the turbulent kinetic energy spectrum. To parametrize the term of inertial transfer, it was considered that the energy is transferred of great to small eddies until the scale of Kolmogorov, where the energy is dissipated in the heat form. In the buoyancy effect term was considered that it can written as the commodity of two functions, where the decline in the time can be express as a cosine function. The turbulence production term generated by shear of the wind (mechanics turbulence) was parametrized from the dimensional analysis and considering it the theory of the similarity of Monin-Obukhov. It was observed that the energy spectrum function to decays slower when is considered the mechanic source of what when predominates the turbulence generated by convection. The turbulent kinetic energy gotten by considered model was compared with results of LES (Large Eddy Simulation).

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-12T19:49:30Z No. of bitstreams: 1 2017_KhalilAliGanem.pdf: 7800118 bytes, checksum: 7922fe6795a865561d79dc0353d14fe4 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-16T17:02:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_KhalilAliGanem.pdf: 7800118 bytes, checksum: 7922fe6795a865561d79dc0353d14fe4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-16T17:02:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_KhalilAliGanem.pdf: 7800118 bytes, checksum: 7922fe6795a865561d79dc0353d14fe4 (MD5) Previous issue date: 2017-05-16 / O projeto intitulado Mapeamento Anual da Cobertura e Uso do Solo no Brasil -MapBiomas - é um projeto atual voltado para a classificação da cobertura do solo a nível nacional. As diversas classes abordadas no âmbito do projeto estão sendo identificadas e mapeadas com base em imagens das séries Landsat. Após a seleção de duas cartas, a SC-24-V-C e a SD-23-X-D, com base em critérios específicos, foi feito um comparativo entre o dado com correção atmosférica obtido por meio dos algoritmos FLAASH e QUAC, e o produto em reflectância no topo da atmosfera (LC8_L1T_TOA), sem correção atmosférica. Este último é o dado atualmente utilizado pelo MapBiomas para o Landsat-8 em classificações resultantes de uma árvore de decisão definida empiricamente pela equipe do projeto. Tal investigação se torna necessária pois o MapBiomas necessita obter um panorama acerca de qual dado apresenta o melhor ajuste às classificações, demonstrando-se mais realista ao contexto da Caatinga, o qual se trata do bioma proporcionalmente menos estudado dentre as regiões naturais brasileiras. As classificações foram geradas pelo Code Editor do Google Earth Engine, uma plataforma capaz de processar imagens de satélite na nuvem de forma distribuída e rápida, permitindo que ferramentas de alto desempenho interpretem e analisem uma gama de informações, as quais são visualizadas em mapas. A partir de análises visuais e da aplicação de testes estatísticos de exatidão global e por classe identificou-se o dado que melhor se ajustou ao contexto da Caatinga, nas cartas selecionadas, mostrando-se mais adequado para proceder com o mapeamento da cobertura do solo no bioma. A carta SC-24-V-C apresentou valores do coeficiente Tau para as classificações oriundas do dado sem correção atmosférica e com dados corrigidos pelo FLAASH e QUAC, de, respectivamente, 54,13%, 39,13% e 58,10%. Já a carta SD-23-X-D apresentou resultados para o mesmo índice de, respectivamente, 55,45%, 68,90% e 64,90%. Isso mostrou que o dado com correção atmosférica, de modo geral, mostrou melhor ajuste ao contexto da Caatinga em comparação com o dado em reflectância no topo da atmosfera. Além disso, dentre os dados utilizados, o FLAASH apresentou maior inconsistência, mostrando-se ora o melhor, ora o pior para cada carta, sendo ainda bem complexo para executar em comparação ao QUAC, que por sua vez é mais rápido no tempo de processamento e apresentou melhor desempenho. O dado sem correção atmosférica não demonstrou diferenças significativas em comparação com os dados corrigidos. E, apesar de ter sido mais baixo, mostrou resultados praticamente idênticos em ambas as análises, o que faz com que o dado não deva ser dispensado, devendo apenas ser feitos ajustes nos parâmetros da árvore de decisão para que seu uso seja mais eficiente. Apesar da variabilidade dos resultados estatísticos em função dos tipos de dados utilizados, constatou-se que a plataforma Google Earth Engine se demonstrou prática, rápida e satisfatória para proceder com a classificação da cobertura do solo na Caatinga. / The project entitled Mapping Annual Coverage and Land Use in Brazil - MapBiomas - is a current project focused on the classification of soil cover at a national level. The various classes addressed in the scope of the project are being identified and mapped based on Landsat images. After the selection of the SC-24-VC and SD-23-XD letters based on specific criteria, a comparison was made between the atmospheric correction data obtained using the FLAASH and QUAC algorithms, and the product of reflectance on the top of atmosphere (LC8_L1T_TOA), without atmospheric correction. The latter data is currently used by MapBiomas for Landsat-8 in the soil cover classifications based on a decision tree empirically defined by the project team. This is a necessary research because the MapBiomas project needs to obtain a panorama about which data represents the best adjustment to the classifications, proving to be more realistic to the context of the Caatinga, which is the biome proportionally less studied among the Brazilian natural regions. The classifications were generated by the Code Editor of Google Earth Engine, a platform capable of processing satellite images in the cloud in a distributed and fast way, allowing high performance tools to interpret and analyze a range of information, which is visualized in the form of maps. Based on the visual analysis and the application of statistical tests of global accuracy and accuracy by class, the data that best fit the context of the Caatinga was identified as the more appropriate to proceed with the mapping of the soil cover in the biome. The letter SC-24-V-C presented Tau values for the classifications from the TOA data and with data corrected by FLAASH and QUAC, of 54.13%, 39.13% and 58.10%, respectively. SD-23-X-D presented results for the same index of, respectively, 55.45%, 68.90% and 64.90%. This showed that the atmospheric correction data, in general, presented a better fit to the context of the Caatinga compared to the top-of-atmosphere reflectance data. In addition, among the data used, FLAASH presented a greater inconsistency, showing to be sometimes the best and in other times the worst for each image. And it is still quite complex to be used if compared to QUAC, which is faster in processing time and had a better performance. The data without atmospheric correction did not show significant differences in comparison with the corrected data. And, even though it had lower values, it showed almost identical results in both analysis, which means that the data should not be dispensed, being necessary only adjustments in the decision tree parameters to achieve more efficient results. In the end, despite the variability of the data, it was found that Google Earth Engine is a highly effective tool to proceed with the classification of the ground cover.

Tendo em vista o atual renascimento do Programa Nuclear Brasileiro, o presente objetivo ´e estudar a dispersão de poluentes em possíveis cenários de emissões acidentais. Para tanto, apresenta-se a solução analítica para a equação de advecção-difusão tridimensional transiente, com perfil de vento e coeficientes de difusão turbulenta variáveis com a altura, que modelam a dispersão de poluentes na atmosfera. A equação é resolvida pela combinação da transformada de Laplace e da técnica GILTT (Generalized Integral Laplace Transform Technique). S˜ao consideradas duas situações de liberação de poluente radioativo na atmosfera: controlada e acidental. Para o caso de uma libera,c˜ao controlada, o modelo é avaliado em condições moderadamente instáveis usando o experimento de Angra dos Reis. S˜ao apresentados os resultados numéricos e estatísticos, comparando os resultados obtidos com dados experimentais. Como um exemplo de liberação acidental foi simulado o acidente de Fukushima-Daiichi utilizando dados obtidos por um modelo de mesoescala. / Given the current revival of the Brazilian Nuclear Program, the present goal is study the dispersion of pollutants in possible scenarios of accidental releases. Therefore, we present an analytical solution for the three-dimensional transient advection-diffusion equation, with variable wind field and turbulent diffusion coefficients depending on height, that model the dispersion of pollutants in the atmosphere. The equation is solved combining the Laplace transform and GILTT technique (Generalized Integral Laplace Transform Technique). Two situations of radioactive pollutant release in the atmosphere are considered: controlled and accidental. For the case of a controlled release, the model is evaluated at moderately unstable conditions using the experiment of Angra dos Reis. Numerical results and statistical comparisons between the results obtained and experimental data are shown. As an example of accidental release was simulated the Fukushima-Daiichi accident using data obtained from a mesoscale model.

Neste trabalho é apresentada uma solução para a equação de difusão-advecção tridimensional transiente para simular a dispersão de poluentes na atmosfera. A novidade deste trabalho, baseia-se no caráter analítico da solução, não disponível anteriormente na literatura. Para atingir este objetivo a equação de difusão-advecção tridimensional é resolvida combinando o método ADMM (Advection Diffusion Multilayer Method) e a técnica GITT (Generalized Integral Transform Technique). O método GITT ´e um método híbrido que resolve uma ampla classe de problemas diretos e inversos principalmente na área de Transferência de Calor e Mecânica dos Fluídos. No presente trabalho, o problema transformado é resolvido pelo método ADMM, uma solução analítica da forma integral baseada na discretização da CLP em subcamadas onde a equação de difusão-advecção é resolvida pela técnica da transformada de Laplace. Esse novo método foi denominado GIADMT (Generalized Integral Advection Diffusion Multilayer Technique). / In this work, is presented a solution for the nonstationary three-dimensional advectiondiffusion equation in order to simulate pollutant dispersion in atmosphere. The novelty of this work relies on the analytical character of the solution, not available before in the literature. To accomplish this objective the three-dimensional advection-diffusion equation is solved combining the ADMM (Advection Diffusion Multilayer Method) method and GITT (Generalized Integral Transform Technique) technique. The GITT (Generalized Integral Transform Technique) is a hybrid method that solves a wide class of direct and inverse problems, mainly in the area of Heat Transfer and Fluid Mechanics. In this work, the transformed problem is solved by the ADMM (Advection-Diffusion Multilayer Model) method, an analytical integral solution based on a discretization of the PBL in sub-layers where the advection-diffusion equation is solved by the Laplace transform technique. That new method was denominated GIADMT (Generalized Integral Advection Diffusion Multilayer Technique).

Neste trabalho, a partir de dados rotineiramente medidos em estações meteorológicas de superfície, estimamos os parâmetros de escala da Camada Limite Planetária (CLP) do experimento OLAD (Over Land Atmospheric Dispersion). Esses parâmetros são muito importantes no processo de dispersão, especialmente no cálculo das parametrizações para os modelos de dispersão atmosférica. Simular o processo de dispersão de poluentes na atmosfera sob a condição de vento fraco é uma tarefa difícil. Nesse sentido, realizamos a implementação e avaliação de um modelo de partícula lagrangeano semi-analítico, denominado ILS-LW (Iterative Langevin Solution for Low Wind) para investigar o processo de dispersão atmosférica em situações de vento fraco. A avaliação foi feita mediante comparação entre os resultados das simulações numéricas e os dados de concentração obtidos no experimento OLAD. Os dados experimentais foram coletados em um sítio experimental localizado no West Desert Test Center (WDTC), Utah, nos Estados Unidos, com a colaboração do exército americano e supervisões do National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e Air Resources Laboratory Field Research Division (ARLFRD), em setembro de 1997. Concluímos que o modelo ILS-LW reproduz satisfatoriamente o conjunto de dados testado. / In this work, we present estimates for Boundary Layer Planetary's scaling parameters for the data obtained by superficial meteorological stations of the Over Land Atmospheric Dispersion (OLAD) experimento These parameters are very important, specially for the estimate of parametrizations for the atmospheric dispersion models. The simulation of the atmospheric pollutant dispersion under low wind speed is not a trivial task. We have tested and evaluated a semi-analytic model with lagrangean particles, that we refer to as the Iterative Langevin Solution for Low Wind (ILS-LW), in order to investigate the atmospheric dispersion process in low wind speed conditions. The evaluation was done by comparing the results generated by the numerical simulations and the concentration dataset from OLAD experimento The experimental data were obtained on an experimental site at the West Desert Test Center (WDTC), Utah, USA, under colaboration ofthe american army and supervision by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) and Air Resources Laboratory Field Research Division (ARLFRD) in September, 1997. We conclude that the model ILS-LW reproduces reasonably the tested data.

No presente trabalho foi desenvolvido um modelo para o decaimento da energia cinética turbulenta em uma camada limite planetária convectiva. O ponto de partida foi a equação de balanço para a função espectro de energia cinética turbulenta. Para parametrizar o termo de tranferência inercial foi considerado que a energia é transferida de grandes para pequenos turbilhões até a escala de Kolmogorov, onde a energia é dissipada na forma de calor. O termo de fonte ou perda de energia cinética por efeito térmico foi parametrizado considerando que se pode escrevê-lo como o produto de duas funções, onde o decaimento no tempo pode ser expresso por uma função cosseno. O termo de produção de turbulência por efeito mecânico foi parametrizado a partir de análise dimensional e considerando-se a teoria de similaridade de Monin-Obukov. Foi observado que a função espectro de energia decai de forma mais lenta quando se considera a fonte de turbulência mecânica do que quando predomina a turbulência gerada por convecção. A energia cinética turbulenta obtida pelo modelo proposto foi comparada com resultados de LES (Large Eddy Simulation). / In this present work a model for decline of the turbulent kinetic energy in the Convective Boundary Layer was developed. The starting point was the budget equation of the turbulent kinetic energy spectrum. To parametrize the term of inertial transfer, it was considered that the energy is transferred of great to small eddies until the scale of Kolmogorov, where the energy is dissipated in the heat form. In the buoyancy effect term was considered that it can written as the commodity of two functions, where the decline in the time can be express as a cosine function. The turbulence production term generated by shear of the wind (mechanics turbulence) was parametrized from the dimensional analysis and considering it the theory of the similarity of Monin-Obukhov. It was observed that the energy spectrum function to decays slower when is considered the mechanic source of what when predominates the turbulence generated by convection. The turbulent kinetic energy gotten by considered model was compared with results of LES (Large Eddy Simulation).

Neste trabalho é apresentada uma solução para a equação de difusão-advecção tridimensional transiente para simular a dispersão de poluentes na atmosfera. A novidade deste trabalho, baseia-se no caráter analítico da solução, não disponível anteriormente na literatura. Para atingir este objetivo a equação de difusão-advecção tridimensional é resolvida combinando o método ADMM (Advection Diffusion Multilayer Method) e a técnica GITT (Generalized Integral Transform Technique). O método GITT ´e um método híbrido que resolve uma ampla classe de problemas diretos e inversos principalmente na área de Transferência de Calor e Mecânica dos Fluídos. No presente trabalho, o problema transformado é resolvido pelo método ADMM, uma solução analítica da forma integral baseada na discretização da CLP em subcamadas onde a equação de difusão-advecção é resolvida pela técnica da transformada de Laplace. Esse novo método foi denominado GIADMT (Generalized Integral Advection Diffusion Multilayer Technique). / In this work, is presented a solution for the nonstationary three-dimensional advectiondiffusion equation in order to simulate pollutant dispersion in atmosphere. The novelty of this work relies on the analytical character of the solution, not available before in the literature. To accomplish this objective the three-dimensional advection-diffusion equation is solved combining the ADMM (Advection Diffusion Multilayer Method) method and GITT (Generalized Integral Transform Technique) technique. The GITT (Generalized Integral Transform Technique) is a hybrid method that solves a wide class of direct and inverse problems, mainly in the area of Heat Transfer and Fluid Mechanics. In this work, the transformed problem is solved by the ADMM (Advection-Diffusion Multilayer Model) method, an analytical integral solution based on a discretization of the PBL in sub-layers where the advection-diffusion equation is solved by the Laplace transform technique. That new method was denominated GIADMT (Generalized Integral Advection Diffusion Multilayer Technique).

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:06:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4805_1.pdf: 2322336 bytes, checksum: 477fa2d5091ee20b59a03f762f50c856 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Liquens da região nordeste, especialmente Cladonia verticillaris (Raddi) Fr., são reconhecidos como eficientes biomonitores da qualidade do ar. O Complexo Industrial Portuário de Suape, por não possuir forma alguma de aferição de poluição atmosférica, foi avaliado em 7 pontos, usando C. verticillaris como biomonitor por 12 meses. A cada coleta bimestral, as amostras foram avaliadas no ponto de vista fisiológico (avaliação de pigmentos e fenóis) e, danos à estrutura externa (lupa estereoscópica e microscopia eletrônica de varredura). Foi possível estabelecer os pontos com melhor qualidade do ar, ou áreas críticas, observando a direção predominante dos ventos e pluviosidade. Nas áreas mais poluídas, próximas a indústria Pamesa os teores do principal composto de C. verticillaris, o ácido fumarprotocetrárico, foram bastante reduzidos, com acúmulo de produtos intermediários de sua biossíntese, o que ratifica a ação dos poluentes na célula. Isto pode ser também verificado na quantificação dos pigmentos e danos à estrutura externa. Foram consideradas como áreas críticas os pontos denominados de Viveiro, Bonesa e PC1, todos localizados próximos à indústria Pamesa (fabricante de cerâmicas). Os outros pontos, variaram de má, medianos e bons em termos de qualidade do ar, merecendo também atenção para que exista em Suape a implantação de políticas que garantam bons índices de pureza atmosférica, onde os dados poderão ser utilizados para futuros planejamentos de gestão ambiental na área

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:58:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10961_Disseracao_Juan_Felipe_Medina versão final.pdf: 5540921 bytes, checksum: 29cb30573a68de47e98e5815dd80a49b (MD5) Previous issue date: 2017-04-05 / Este trabalho tem como objetivo principal avaliar o desempenho das diferentes parametrizações físicas da Camada Limite Atmosférica (CLA) disponíveis no modelo meteorológico Weather Research and Forecasting (WRF) 3.6.1., com o fim de identificar qual delas representa melhor as condições meteorológicas da Região Metropolitana da Grande Vitória (RMGV) em dois meses pertences aos dois períodos estacionais mais representativos da região, inverno e verão. Para lograr dito objetivo, foram realizadas 34 simulações, onde 17 ocorreram no período de inverno (07/2010) e 17 para o período de verão (02/2010), com as quais foram avaliadas todas as parametrizações da CLA, excetuando a QNSE (Quasinormal Scale Elimination) e as MYNN (MellorYamada Nakanishi Niino) nível 2.5 e 3, com suas respectivas parametrizações da Camada Limite Superficial (CLS) disponíveis no modelo. Nestas simulações foram utilizados dois domínios aninhados onde o domínio maior tem uma resolução espacial de 5 km, formando um domínio de 5 x 5 km com 49 x 49 células que cobre todo o estado do Espírito Santo, parte do Minas Gerais, Rio de Janeiro e Bahia e o domínio menor tem uma resolução espacial de 1 km, formando um domínio de 1 x 1 km com 120 x 120 células que compreende toda a RMGV. Ambos domínios contam com uma estrutura vertical representada por 21 camadas verticais e encontram-se centrados nas coordenadas 20,25°S e 40,29°W. Foram comparados, utilizando uma série de parâmetros estatísticos, os dados simulados pelo modelo WRF obtidos nas diferentes modelagens com as variáveis meteorológicas de temperatura superficial (2 m), velocidade e direção do vento (10 m) com os dados reais medidos pelas estações pertences a Rede Automática de Monitoramento da Qualidade do Ar (RAMQAr) e o aeroporto da RMGV. Os resultados mostraram que a parametrização que melhor representou os valores das variáveis meteorológicas anteriormente mencionadas para o período de verão foi a parametrização utilizada na modelagem M_1 que corresponde aos esquemas YSU para a CLA e a MM5 melhorado para a CLS, sendo a estação Carapina a que apresenta valores simulados mais pertos aos valores reais observados. Por outro lado, para o período de inverno, a parametrização que melhor representou os valores das variáveis meteorológicas mencionadas foi a parametrização utilizada na modelagem M_12 que corresponde aos esquemas UW para a CLA e a MM5 para a CLS, sendo Cariacica e aeroporto as estações que apresentaram uma acurácia maior entre os dados simulados e os dados reais medidos. Os resultados apresentados por ambas parametrizações mostram que os melhores resultados se apresentam para a velocidade do vento, seguida da temperatura superficial e a direção do vento. Estes resultados sugerem a necessidade de testar as outras parametrizações físicas disponíveis no modelo com o fim de melhorar os resultados das predições das variáveis meteorológicas para a RMGV e assim posteriormente ter melhores resultados no momento de utilizar estes dados em modelos de dispersão.