A test site for CO2 geological storage is situated in Hontomín (Burgos, northern Spain) with a reservoir rock that is mainly composed of limestone. The reservoir rock is a deep saline aquifer, which contains a NaCl- and sulfate-rich groundwater in equilibrium with calcite and gypsum, and is covered by a very low permeability formation composed of marls, marly limestone and bitominous shales which acts as a caprock. During and after CO2 injection, since the resident groundwater contains sulfate, the resulting CO2-rich acid solution may gives rise to the dissolution and precipitation may occur. These reactions that may imply changes in the porosity, permeability and pore structure of the rock could vary the CO2 seal capacity of the caprock. Therefore, performing reliable experiments and reactive transport modeling to gain knowledge about the overall process of gypsum precipitation at the expense of calcite dissolution in CO2-rich solutions and its implications for the hydrodynamic properties of the caprock is necessary. A first aim of this thesis is to better understand these coupled reactions by assessing the effect that PTotal, pCO2, T, mineralogy, acidity and solution saturation state exert on these reactions. To this end, flow-through experiments with illite powder samples and flow-through experiments and columns filled with crushed marly limestone are conducted under different PTotal-pCO2 conditions (atmospheric: 1-10-3.5 and subcritical: 10-10 bar), T (25 and 60 °C) and input solution compositions (gypsum-undersaturated and gypsum-equilibrated solutions). A second aim of this PhD study is to evaluate the interaction between the Hontomín marl and CO2-rich sulfate solutions under supercritical CO2 conditions (PTotal = 150 bar, pCO2 = 61 bar and T = 60 °C). Flow-through percolation experiments were performed using artificially fractured cores to elucidate (i) the role of the composition of the injected solutions (S-free and S-rich solutions) and (ii) the effect of the flow rate (0.2, 1 and 60 mL min-1) on fracture permeability. Major dissolution of calcite (S-free and S-rich solutions) and precipitation of gypsum (S-rich solution) together with minor dissolution of the silicate minerals contributed to the formation of an altered skeleton-like zone (mainly made up of unreacted clays) along the fracture walls. Dissolution patterns changed from face dissolution to wormhole formation and uniform dissolution with increasing Peclet numbers. The third aim is to study caustic magnesia (MgO) as an alternative to Portland cement, not only to be used in the space between the well casing and the rock but also to seal rock fractures (grouting). The overall MgO-carbonation process is considered to happen when MgO hydrates rapidly to form brucite (Mg(OH)2). When brucite dissolves in a Ca-rich and CO2-saturated solution, the solution supersaturates with respect to Ca and/or Mg carbonates (e.g., dolomite (CaMg(CO3)2), nesquehonite (MgCO3·3(H2O)), hydromagnesite (Mg5(CO3)4(OH)2·4(H2O)) and magnesite (MgCO3)). Different T and pCO2 conditions will determine the formation of these carbonates. The molar volumes of the implicated minerals (cm3 mol-1) [(Mg(OH)2 (24.63), CaCO3 (36.93), MgCO3 (28.02), CaMg(CO3)2 (64.37), Mg5(CO3)4(OH)2·4(H2O) (208.08), MgCO3·3(H2O) (75.47)], with large molar volumes for the secondary phases, favor a potential decrease in porosity and hence the sealing of cracks in cement structures, preventing CO2 leakage. MgO carbonation has been studied by means of batch experiments under subcritic (pCO2 of 10 and 50 bar and T of 25, 70 and 90 °C) and supercritic (pCO2 of 74 bar and T of 70 and 90 °C) CO2 conditions. In all cases, CrunchFlow numerical code was used to perform 1D, 2D and OD reactive transport simulations of the experiments to evaluate mineral reaction rates in the system and quantify the porosity variation in the columns, percolation and batch experiments respectively. / Una planta piloto para el almacenamiento geológico de CO2 se encuentra ubicada en Hontomín (España). El reservorio es un acuífero salino profundo, que contiene un agua subterránea rica en NaCl- y sulfato, dicha agua se encuentra en equilibrio con calcita y yeso. Este está cubierto por una formación que tiene muy baja permeabilidad y que está constituida principalmente de margas, las cuales actúan como roca sello. Durante y después de la inyección de CO2, ya que el agua subterránea residente contiene sulfato, la solución de acida rica en CO2 resultante da lugar a la disolución y precipitación de minerales. Estas reacciones que se producen pueden implicar cambios en la estructura (porosidad), la permeabilidad y de los poros de la roca podrían variar la capacidad de sellado de CO2 de la roca sello. Por lo tanto es indispensable realizar experimentos de laboratorio confiables y modelizar mediante transporte reactivo con el fin de adquirir los conocimientos sobre los procesos implicados. Un primer objetivo de esta tesis se basa en comprender el comportamiento de dichas reacciones acopladas y los efectos que la PTotal, pCO2, T, mineralogía y acidez de la solución ejercen sobre dichas reacciones. Para tal fin se llevan a cabo experimentos de flujo continuo con muestras de illita trituradas en polvo y experimentos de flujo a través de columnas rellenas con roca caliza triturada. Dichos experimentos se realizan bajo diferentes condiciones experimentales (PTotal-pCO2 atmosférica: 1-10-3.5 y subcríticas: 10-10 bar), T (25 y 60 ° C), así como diferentes soluciones de entrada (subsaturada con respecto a yeso y equilibrada con yeso). Un segundo objetivo de este estudio de doctorado es evaluar la interacción entre la marga de Hontomín y soluciones ricas en sulfato y CO2 bajo condiciones de CO2 supercrítico (PTotal = 150 bar, pCO2 = 61 bar y T = 60 °C). Para dicho estudio se realizaron experimentos de percolación de flujo a través de columnas usando muestras de cores fracturados artificialmente con el fin de dilucidar (i) el papel que juega la composición de las soluciones inyectadas (soluciones ricas y libres en sulfato), y (ii) el efecto de la velocidad de flujo (0,2, 1 y 60 ml min-1) que ejercen sobre la permeabilidad de la fractura. La disolución de calcita (en ambas soluciones de entrada), y la precipitación de yeso (en la solución rica en sulfato) junto a la disolución de los minerales de silicato (en menor proporción), contribuyen a la formación de una zona esquelética alterada (hecho principalmente de arcillas que no han reaccionado) a lo largo de las paredes de la fractura. Un crecimiento en el número de Pe rige los cambios en los patrones de disolución (disolución de cara, disolución de agujero y disolución uniforme). El tercer objetivo es el estudio de magnesia cáustica (MgO) como una alternativa al cemento Portland. El proceso general de carbonatación del MgO se basa en la hidratación para formar brucita, y posteriormente con se disuelve en una solución rica en Ca y CO2-saturado y la solución se supersatura con respecto a los carbonatos de Ca y/o Mg. Diferentes condiciones de pCO2 y T determinarán la formación de estos carbonatos. Los grandes volúmenes molares de las fases secundarias, favorecen una posible disminución de la porosidad y por lo tanto, el sellado de grietas en estructuras de cemento así como la prevención de fugas de CO2. La carbonatación del MgO ha sido estudiado por medio de experimentos por lotes bajo condiciones de CO2 subcritico (pCO2 de 10 y 50 bar y T de 25, 70 y 90 ° C) y supercrítico (pCO2 de 74 bar y T de 70 y 90 ° C). Los datos experimentales son reproducidos mediante simulaciones 1D, 2D y 0D de transporte reactivo utilizando el código numérico CrunchFlow con el fin de evaluar las velocidades de reacción de los minerales en el sistema y cuantificar la variación de la porosidad en los experimentos en columnas, de percolación y por lotes, respectivamente.

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

Orientador: Glauco de Souza Rolim / Banca: Alexandre Barcellos Dalri / Banca: Maurício dos Santos Simões / Resumo: O clima é o fator importante que influencia a cana-de-açúcar e seu estudo é fundamental para entender as exigências climáticas da safra. A estimativa é feita com dados históricos e representa uma condição atual, já a previsão é a estimativa feita para o futuro, ou seja, com dados disponíveis atuais simular uma condição futura. O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de modelos agro-meteorológicos regionais para fazer a previsão da produtividade em toneladas de cana por hectare (TCH) e qualidade da matéria prima em relação á total de açúcar recuperável (ATR) da cana em uma escala mensal. Foram utilizados dados climatológicos mensais (temperatura do ar, precipitação, deficiência e excesso hidricos, evapotranspiração potencial e real do solo, armazenamento de água no solo, radiação solar global) do ano anterior, para prever TCH e ATR do próximo ano por meio de regressão linear múltipla. A combinação de dados climatológica mensal foi feito buscando um menor erro médio percentual absoluto possível com valor-p inferior a 0,05, e modelos com maior antecipação possível. Dados de 12 anos da região de Jaboticabal, de um grande produtor de cana no Estado de São Paulo, foram utilizados para análise, sendo o período de 2002-2009 utilizados para calibração e 2010-2013 para validação. Observou-se que todos os modelos calibrados foram significativos e precisos, pois os maiores valores de erro médio percentual absoluto (MAPE) foram de 4,06% na previsão do TCH (C) de julho. O modelo calibrado para novembro teve a presença de variável déficit hídrico em todos os ambientes, mostrando a importância dessa variável na cultura. Modelos mensais testadas neste trabalho apresentaram desempenhos significativos em sua previsão. Por exemplo, a previsão do TCHMAI no ambiente AB (MAPE = 1,89% e R adj = 0,90), considerando um valor médio de 90,6 t ha-1 na região, o modelo erra cerca de... / Abstract: The climate is the important factor of influence for sugarcane and its study is fundamental for understanding the climatic requirements of the crop. The estimate is made with historical data and is a current condition, as the forecast is the estimate made for the future, ie, with current available data simulate a future state. The present work aimed developing regional agro-meteorological models to make the yield forecasting of tons of sugarcane per hectare (TCH) and quality in relation to total recoverable sugar (ATR) of sugarcane in a monthly scale. We used monthly climatological data (air temperature, Precipitation, Water Deficiency and Surplus, Potential and Actual evapotranspiration, Soil Water Storage, Solar Global irradiation) of the previously year to forecast TCH and ATR of the next year using multiple linear regression. The combination of monthly climatological data was made searching a small mean absolute percentage error possible with p-value less than 0.05, and models with greater possible anticipation. Data of 12 years of Jaboticabal, a major sugarcane producer in the State of São Paulo, were used for analysis, being the period from 2002 to 2009 used for calibration and from 2010 to 2013 for validation. We observed that all models calibrated were significant and accurate, because the higher values of mean absolute percentage error (MAPE) were of 4.06% in the forecasting of the TCH(C) of July. The model calibrated for November had the presence of water deficit variable in every environment, showing the importance of this variable in the crop. Monthly models tested in this work showed significant performances in their forecasting's. For example, the forecast of the TCHMAY in the AB environment (MAPE = 1.89% and R2 adj = 0.90) considering an average value of 90.6 t ha-1 in the region, the model misses about 1.7 t ha-1.In this case the anticipation for forecasting TCHMAY was eight months because the last climatological ... / Mestre

Orientador: João Francisco Galera Monico / Resumo: O posicionamento com GPS (Global Positioning System), consiste basicamente na determinação de distâncias entre satélites e receptores, obtidas por meio de observações de sinais de rádio-freqüência. Entre os vários erros que estão presentes nessas observações, encontra-se o atraso dos sinais causado pela influência do vapor d'água atmosférico. Depois de minimizados os demais erros, o atraso troposférico pode ser estimado a partir das observações GPS. Estas estimativas, além de serem utilizadas para avaliar os modelos que tratam os efeitos da troposfera, podem ser convertidas em estimativas do vapor d'água integrado na atmosfera (IWV-Integrated Water Vapor). Para essa conversão, utiliza-se uma relação entre essas quantidades baseada na temperatura média da coluna vertical troposférica. Este trabalho tem por objetivo apresentar a aplicação do GPS na quantificação do vapor d'água atmosférico e uma metodologia para avaliar a modelagem do atraso zenital troposférico. Para isso, campanhas de radiossondagens e coletas simultâneas de observações GPS foram realizadas. Os resultados, na estimativa do vapor d'água atmosférico, apresentaram boa compatibilidade com os valores fornecidos pelas radiossondas (EMQ de 2 kg/m2), e são similares aos valores encontrados na literatura. Quanto à avaliação da modelagem troposférica, os resultados indicam que a metodologia proposta apresentou-se adequada. / Abstract: The GPS (Global Positioning System) positioning basically consists on determining the distances between satellites and receivers that are obtained by observing radio-frequency signals. There are several errors present in these observations. Among them we can find the delay of those signals caused by atmospheric water vapor. The tropospheric delay can be estimated by GPS observations processing after minimizing other errors. These estimates can be used to evaluate the models that attempt to reduce the tropospheric effects and may also be transformed into estimates of integrated water vapor (IWV). In this transformation is used a relationship between the delay and IWV values based on the tropospheric mean temperature. The main aims of this work are to present the GPS application related to atmospheric water vapor quantification and to propose a methodology to evaluate the zenithal tropospheric delay modeling. Launching radiosonde campaigns with simultaneous collections of GPS observations were accomplished. The results obtained by comparison the IWV values derived by GPS and radiosondes presented good compatibility (EMQ 2 kg/m2), which are similar to those found in the literature. The results supplied in the evaluation of tropospheric models indicated that the proposed methodology is adequate. / Mestre

A radiação solar exerce papel determinante nos processos de troca de energia entre a atmosfera e a superfície terrestre e afeta todos os processos físicos, químicos e biológicos nos ecossistemas. Em áreas com topografia heterogênea a radiação incidente varia em função da altitude, da declividade e da orientação da superfície, bem como da posição da mesma em relação a superfícies vizinhas. Para estimar a radiação solar nessas condições, além da atenuação atmosférica, é necessário considerar a situação topográfica da superfície e sua interação com a radiação incidente. O objetivo geral deste estudo foi efetuar e avaliar a estimativa e o mapeamento da radiação solar incidente na zona de produção vitivinícola Serra Gaúcha, considerando simultaneamente a influência da atmosfera e da topografia. Foram utilizados dados de radiação solar global média decendial de 4 estações meteorológicas, um Modelo Digital de Elevação, receptores GPS e programas de Sistemas de Informação Geográfica (SIG). A atmosfera foi caracterizada pela fração difusa (Kd), estimada por meio de três relações empíricas a partir do índice de claridade (Kt), e pela transmitância direta, calculada por diferença e corrigida de três formas para o menor caminho óptico com base no ângulo zenital médio. A radiação incidente na superfície foi estimada para períodos decendiais, empregando o algoritmo Solar Analyst e os parâmetros atmosféricos acima citados. As estimativas foram verificadas com os registros das estações meteorológicas da área de estudo. O melhor desempenho foi obtido com Kd estimado pelo coeficiente linear da equação de Ångstrom, ajustado para a região, e transmitância direta corrigida pelo ângulo zenital médio excluindo as elevações do Sol inferiores a 10° no outono-inverno. O coeficiente de determinação entre os dados estimados e registrados foi de 0,8511, com uma subestimativa média de 4,59%. Os mapas estimados mostraram que o campo de radiação apresenta uma alta variabilidade espacial e temporal, em decorrência da topografia heterogênea. A irradiação global anual na área de estudo apresentou uma amplitude de 425 MJ.m-2 a 5.045 MJ.m-2. A variabilidade espacial foi menor na primavera e no verão e aumentou no outono e no inverno, com maiores variações observadas em encostas sul. A radiação direta foi a mais afetada pelas características topográficas da superfície, constituindo a maior determinante da variabilidade da radiação global estimada em superfícies com topografia heterogênea. A metodologia utilizada possibilitou estimar a radiação solar incidente com acurácia e com alta resolução espacial. / Solar radiation exerts major influence on energy exchange processes between atmosphere and Earth surface, and affects all the physical, chemical and biological processes in ecosystems. In areas with heterogeneous topography, incident radiation depends on elevation, slope, orientation, and position of the surface related to neighboring surfaces. Under such conditions, beside atmospheric attenuation, also surface topography and its effects on incident radiation must be taken into account to estimate solar radiation. The aim of this study was to estimate the solar radiation and to generate radiation maps of the Serra Gaúcha wine production zone, accounting simultaneously for the influence of atmosphere and topography. Long term 10-day average global solar radiation data measured at four meteorological stations, a Digital Elevation Model, GPS receivers and Geographic Information Systems (GIS) software were used. Atmosphere was characterized by its diffuse fraction (Kd) and direct transmittance. Kd was estimated by three empirical relationships based on the clearness index (Kt). Direct transmittance was calculated by difference from Kd and corrected for the smallest optical path based on the mean zenith angle applied in three different ways. Incident radiation was estimated for decendial periods, using the Solar Analyst software and the above mentioned atmospheric parameters. Solar radiation estimates were validated with average data measured at meteorological stations within the study area. The best performance was obtained with Kd estimated by the linear coefficient of the Ångstrom equation fitted for the region, and direct transmittance corrected by the mean zenith angle excluding Sun elevations below 10° in autumn-winter. The determination coefficient between estimated and measured data was 0.8511, and an underestimation of 4.59% was found. The estimated maps showed that the radiation field has a high spatial and temporal variability due to heterogeneous topography. The annual global irradiation over the study area ranged from 425 MJ.m-2 to 5,045 MJ.m-2. The spatial variability was lower in spring and summer, and increased in autumn and winter, with larger variations observed in south facing slopes. The direct radiation was the component most affected by topography, constituting a major driver of the global radiation variability on surfaces with heterogeneous topography in Serra Gaúcha. The proposed methodology allowed estimates of incident solar radiation with high accuracy and high spatial resolution.

Este estudo apresenta uma análise da formação e desenvolvimento de um ciclone extratropical formado na costa sul do Brasil e como o acoplamento oceano-atmosfera influencia nesse fenômeno. Foi simulado um caso de Ciclone Extratropical no Atlântico sudoeste durante os dias 02 e 05 de setembro de 2006 através do sistema de modelagem numérica acoplada Coupled Ocean Atmosphere Wave Sediment Transport (COAWST) e outro experimento com o modelo numérico atmosférico Weather Research Forecast (WRF), para analisar o efeito do acoplamento entre modelos numéricos, assim como a dinâmica atmosférica e oceânica e os processos de interação oceano-atmosfera que ocorreram durante a passagem do CE. Foi observado como a instabilidade da Camada Limite Marinha Atmosférica, além dos efeitos de mesoescala do evento impactaram os fluxos de calor entre o oceano e a atmosfera. No setor frio do CE foi observada uma área com intensos fluxos de calor associada a esta instabilidade. Esta umidade do proveniente do oceano para a atmosfera é elevada para níveis superiores da atmosfera por ação da convergência de ventos em baixos níveis e é precipitada na forma de chuva. A TSM ativa no COAWST proporcionou resultados semelhantes aos dados de reanálise do Climate Forecast System Reanalysis (CFSR) para os Fluxos de Calor Latente e Sensível, enquanto que os resultados do modelo WRF mostraram fluxos de calor mais intensos do que os dados do CFSR. / This study presents an analysis of the formation and development of an extratropical cyclone formed in the southern coast of Brazil and how the ocean-atmosphere coupling affects this phenomenon. Was simulated one extratropical cyclone case in the Southwest Atlantic occurred at 02 to 05 september 2006 with the coupled numerical model system Coupled Ocean Atmosphere Wave Sediment Transport (COAWST) and another experiment with the atmospheric numerical model Weather Research Forecast (WRF), to analyze the coupling effect between numerical models, as well the atmospheric and oceanic dynamics and the air-sea interaction processes during the passage of the extratropical cyclone. Was observed how the Atmospheric-Marine Boundary Layer Instability and the mesoscale effects of the event impact the heat fluxes between the ocean and atmosphere. One area with intense heat fluxes associated to that instability was formed in the cold sector of the extratropical cyclone. This moisture from the ocean to the atmosphere is elevated at high levels of the atmosphere by the action of the wind convergence in low levels and it was precipited in the form of rain. The active Sea Surface Temperature in the COAWST provided similar results when compared with the Climate Forecast System Reanalysis (CFSR) data, while the WRF model results showed a more intense heat fluxes than the CFSR data.

Orientador: Paulo Cesar Rocha / Banca: Isabel Cristina Moroz Caccia Gouveia / Banca: Eduardo Souza de Morais / Resumo: O presente trabalho pretendeu estimar por meio de um modelo hidrológico os processos de escoamento superficial na região do Pontal do Paranapanema-SP em diferentes períodos hidrológicos, considerando as mudanças na cobertura e uso da terra na região ao longo dos anos. Para tanto, foi utilizado o modelo hidrológico Curve Number, que estima o escoamento superficial a partir da precipitação, da umidade antecedente do solo e da relação entre a cobertura da terra e a capacidade de infiltração do solo. Para gerar o modelo, definiram-se os anos de 1962 e 2014 com base em períodos hidrológicos já estabelecidos pela literatura. Na elaboração do modelo, foram utilizados os totais anuais de precipitação da região para os anos escolhidos, o mapa pedológico e os mapas de cobertura e uso da terra do período. O modelo foi gerado através de álgebra de mapas com o auxílio de um SIG. A análise dos mapas de escoamento superficial permitiu identificar áreas da bacia que sofreram alterações no escoamento superficial em função das mudanças da cobertura e uso da terra, bem como indicar as áreas que tiveram maior grau de escoamento. / Abstract: Considering the changes in Pontal do Paranapanema land use over the years, this dissertation aimed to estimate the surface runoff processes in the region in different hydrological periods through a hydrological model. In order to do so, it was used the Curve Number hydrological model, which estimates the surface runoff create by precipitation, soil moisture and the relationship between land cover and soil infiltration capacity. It were defined 1962 and 2014 years to generate the model, based on hydrological periods already established in the literature. In the elaboration of the model, the annual precipitation totals for the selected years, the pedological map and the land use maps of the period were used. The model was generated through map algebra technic with the aid of a GIS. The surface runoff maps analysis allowed to identify areas of the basin that suffered changes in the surface runoff due to changes in land use, and to indicate the areas that had the highest surface runoff. / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas, Programa de Pós-Graduação em Geografia, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-25T23:13:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 294737.pdf: 6677503 bytes, checksum: cf555847b3327f696dc394f64ed35b8d (MD5) / O setor leste catarinense é caracterizado pela presença de terrenos elevados, representados por planaltos e seqüência de serras costeiras subparalelas, cuja altitude superiores a 1000m decresce em direção ao oceano. Este setor está freqüentemente submetido à atuação dos ciclones extratropicais, que geralmente ocasionam ventos fortes causando prejuízos as cidades litorâneas e proximidades. Este trabalho analisa a influência dos ciclones extratropicais nas mesorregiões Serrana e do Leste de Santa Catarina e suas relações com a Oscilação Decadal do Pacífico (ODP). Os ciclones extratropicais que atuaram nas proximidades do litoral de Santa Catarina, entre 1998 e 2008, foram levantados através de um esquema numérico identificação e rastreamento de ciclones. A influência destes sistemas no comportamento do vento e da precipitação foi avaliada através de cálculos de correlação entre a profundidade do ciclone e o vento e a precipitação observada em sete estações meteorológicas que estão distribuídas nas mesorregiões Serrana e do Leste de Santa Catarina. Os resultados mostraram estatisticamente que não há correlação da profundidade dos ciclones com a ocorrência de precipitação. Embora os ciclones influenciem a ocorrência de vento no setor leste de Santa Catarina, é necessário levar em consideração os efeitos locais em torno de cada estação meteorológica, como relevo, altitude e maritimidade. Quanto à relação da ocorrência de ciclones com a ODP verificou-se que durante a fase fria ocorreu um aumento de anomalias negativas de ciclones, e na segunda metade da fase quente um aumento de anomalias positivas. A análise de freqüência de ocorrência mostrou que a primavera e verão são as estações com um máximo de ocorrência de ciclones extratropicais, embora exerçam pouca influência durante o verão em Santa Catarina. / The East Sector of the Santa Catarina state is characterized by the presence of elevated terrain such as plateaus, and a sequence of sub-parallel coastal mountain ranges of altitudes above 1000m, which decrease towards the ocean. This sector is often under extratropical cyclones which usually bring high winds and material damage to coastal cities and their proximities. This paper analyzes the influence of extratropical cyclones in the eastern and mountain range mesoregions in the Santa Catarina state, and its relation to the Pacific Decadal Oscillation (PDO). Extratropical cyclones acting in the area of coastal Santa Catarina state between 1998 and 2008 were gathered through a numeric system of cyclone identification and tracking. The influence of such weather systems in the behaviors of wind and precipitation was evaluated through correlation calculations between cyclone depth and wind and precipitation observed in seven weather stations located throughout the mountain range and eastern mesoregions in the Santa Catarina state. Results show statistically that there is no correlation between cyclone depth and precipitation events. Although cyclones do influence wind events in the East sector of the state, local effects in the vicinity of each weather station such as terrain, altitude, and maritime climate, must also be taken into consideration. As regards to the relation between event occurrence and the DPO, it was possible to observe that during the cool phase the number of negative-cyclone anomalies increased, whereas in the second stage of the warm phase the number of positive anomalies increased. The occurrence frequency analysis has shown that the spring and summer seasons have a peak of extratropical cyclone occurrences, albeit having little influence over the state of Santa Catarina during the summer.

Orientador: Glauco de Souza Rolim / Banca: Márcio José de Santana / Banca: Lucieta Guerreiro Martorano / Resumo: O Brasil é o maior produtor da segunda commodity de maior valor no mercado, o café. O conhecimento de técnicas eficazes de estimativa de produtividade é de grande importância para o mercado cafeeiro, possibilitando melhor planejamento e tornando a atividade mais sustentável. Uma forma eficaz de se estimar a produtividade é através da modelagem agrometeorológica, que quantifica a influência do clima nos cultivos agrícolas. Entretanto, dados climáticos são necessários, e estes em sua maioria são provenientes de estações de superfície. Uma forma de inovar essa técnica é a utilização de outra fonte de dados climáticos, como os dados em grid (GD) que são resultado da combinação de diversas fontes, como sondas oceânicas, sensoriamento remoto, entre outros. O presente trabalho teve como objetivo estimar a produtividade de Coffea arabica a partir do modelo proposto por Santos e Camargo (2006) (SC) com dados meteorológicos provenientes dos GD dos sistemas ECMWF e NASA para regiões cafeeiras de Minas Gerais e São Paulo. Em um primeiro momento foram comparados dados de temperatura do ar e precipitação obtidos pelo ECMWF e NASA aos dados de estações meteorológicas de superfície, com o objetivo de verificação da acurácia dos GDs. No segundo momento foi proposta uma calibração no modelo de estimativa de produtividade de Santos e Camargo (2006), para a utilização dos GDs. Para temperatura, os dados do ECMWF e NASA foram precisos e acurados, com valores mínimos de RMSE iguais a 0,37 e 0,50 °... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Brazil is the largest producer of the second most valuable commodity on the market, coffee. The knowledge of effective techniques of yield estimation is importance for the coffee market, enabling better planning and making the activity more sustainable. An effective way of yield estimating is through agrometeorological modeling, which quantifies the influence of climate on agricultural crops. However, weather data is needed, and these mostly come from surface stations. One way to innovate this technique is to use another source of climate data, such as Gridded data (GD), which are the result of a combination of diverse sources such as oceanic probes, remote sensing, among others. This work aimed to propose the use of the model of yield estimation proposed by Santos and Camargo (2006) with meteorological data from the GCMs, ECMWF and NASA for coffee regions of Minas Gerais and São Paulo. At first, temperature and precipitation data obtained through the ECMWF and NASA were compared and verified with data from surface meteorological stations. In the second moment, a calibration was proposed in Santos and Camargo (2006), for the use of GDs (ECMWF and NASA). For temperature, ECMWF and NASA data were accurate and accurate, with minimum RMSE values of 0.37 and 0.50 ° C, and Willmott's d values of 0.86 and 0.53, respectively. For precipitation, the minimum values of precision and accuracy were lower, with RMSE equal to 2.15 and 5.33 ° C, and d of Willmott equal to 0.79 and 0.59, respectively. When the GD data were applied in the SC model for coffee yield estimation the ECMWF was superior to NASA. The calibration of the SC model coefficients for ECMWF and NASA data was efficient, since there was a decrease in the mean absolute percentage error (MAPE), mean root mean square root (RMSEs) and root mean squ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-08-07T18:37:36Z No. of bitstreams: 1 MAURÍCIO REBOUÇAS ROCHA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2018.pdf: 16677882 bytes, checksum: 6a23ed22032f61efa89e31633fb7845c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-07T18:37:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MAURÍCIO REBOUÇAS ROCHA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2018.pdf: 16677882 bytes, checksum: 6a23ed22032f61efa89e31633fb7845c (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / CNPq / A Baixa do Noroeste Argentino (BNOA) é uma baixa pressão termo-orográfica que é separada dos ventos de oeste de latitudes médias por uma Sela no campo de pressão, denominada de Sela da Argentina. A formação e intensificação da BNOA geram ventos mais intensos de norte a leste dos Andes que transportam calor e umidade para os subtrópicos sul-americanos. A formação da Sela da Argentina preconiza máxima frontogênese, máximo gradiente de temperatura potencial equivalente e máxima advecção fria, o que acarreta em máximos de precipitação no entorno da Sela. Visto esses cenários já descritos pela literatura, o presente trabalho seguiu três vertentes de estudos de caso de verão para investigar o papel da BNOA e da Sela da Argentina no transporte de umidade e para a formação de sistemas convectivos de mesoescala (SCM) e de um mesociclone nos subtrópicos da América do Sul. Para isso, foram utilizados dados de reanálise ERA-interim (ECMWF), dados de precipitação do TRMM e imagens de satélite (GOES-13) para nebulosidade. Foi possível identificar e classificar a elevada (baixa) variação da intensidade da BNOA e da magnitude do gradiente zonal do geopotencial sobre grande parte da Argentina entre 2 e 3 de janeiro de 2016 (entre 23 e 24 de janeiro de 2016) como sendo um caso de forte (fraco) ciclo diurno. Para o caso de fraco ciclo diurno, a permanência da BNOA durante a noite permitiu que o vento fosse acelerado geostroficamente, gerando um transporte supergeostrófico de umidade a sudeste da Baixa, o que acarretou em chuvas nos extratrópicos. Nesse caso, o gradiente zonal do geopotencial foi progressivamente intensificado ao longo do dia e aquela Baixa esteve acoplada a um cavado ao sul. Para o caso de forte ciclo diurno, o transporte de umidade foi predominantemente subgeostrófico e as chuvas associadas estiveram mais ao norte e leste da BNOA. Nesse caso, foram observados menores valores, a partir de um limiar, do máximo transporte de umidade em relação ao caso anterior. Na segunda vertente do trabalho, foi verificado que a presença da Sela da Argentina constituiu um aspecto importante para formação de células convectivas entre 21 e 23 de dezembro de 2015. Essa Sela favoreceu contraste máximo de temperatura e umidade, e convergência dos ventos em baixos níveis. Adicionalmente a isso, a Sela da Argentina propiciou com que mecanismos em baixos níveis favoráveis a convecção entrassem em fase. Situação semelhante sobre a funcionalidade da Sela da Argentina ocorreu em 18 de dezembro de 2015, quando essa Sela propiciou contraste intenso de massas de ar num ambiente baroclínico sob uma atmosfera que foi previamente alimentada de calor e umidade. Nesse mesmo dia foi notada uma pré-condição da rotação dos ventos e a consequente formação de um mesociclone nos subtrópicos sul-americanos. Esse caso constituiu a terceira vertente de estudo do presente trabalho. / The Northwestern Argentinean Low (NAL) is a low thermo-orographic pressure separated of the western winds of middle latitudes by a col in the pressure field, called Argentinean Col. The formation and intensification of NAL generate winds from the north more intense in the east side Andes Cordillera and this winds transport heat and moisture to the South American subtropics. The formation of the Argentinean Col preced maximum frontogenesis, maximum equivalent potential temperature gradient and maximum cold air advection, which results in rainfall in the neighborhood of Argentinean Col. From these scenarios already described in literature, the present work followed three strands of summer studies case for investigated the role of NAL and Argentinean Col in transport moisture and for the formation of mesoscale convective systems (MSC) and of a mesocyclone in the subtropics of South America. For this, were used data from ERA-interim (ECMWF), TRMM precipitation data, and satellite images (GOES-13) for cloudiness. The high (low) variation of NAL intensity and the magnitude of geopotential zonal gradient in much of Argentina between was identified in January 2 and 3 of the year 2016 (between January 23 and 24 of the year 2016) and classified as a case of strong (weak) diurnal cycle. In the case of weak diurnal cycle, the NAL permanence during the night and it generates winds accelerated geostrophically, that generate a supergeostrophic transport moisture to the southeast of the NAL, which it resulted in rainfall in extratropics. In this case, the zonal gradient of geopotential progressively was intensified throughout the day and the NAL was coupled with a trough from the south. In the case of a strong diurnal cycle, moisture transport predominantly was subgeostrophic and the rains associated were more to the north and east of the NAL. In this case, lower values of maximum transport moisture were observed, from a threshold, in comparation to the strong diurnal cycle case. The second part of this work was verified that the presence of the Argentinean Col was an important feature for the formation of convective cells ocurred between December 21 and 23, of the year 2015. The Argentinean Col favored maximum temperature and moisture contrast, and convergence of winds at low levels. In addition to this, the AC favored mechanisms at low levels were important to convection enter into phase. Similar situation of the Argentinean Col role occurred on December 18 of year 2015, when this col favored intense contrast of air masses in a baroclinic zone and in the atmosphere that was previously fed with heat and moisture. In the same day, the rotation of the winds was verified as precondition for a consequent formation of a mesocyclone in the South American subtropics. This case constituted the third study strand of the present work.