Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T12:46:00Z No. of bitstreams: 1 Eduardo Stüker - 2017.pdf: 7313484 bytes, checksum: 62b33528c60c5929fa82fa9096afeeee (MD5) / Approved for entry into archive by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T16:25:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Eduardo Stüker - 2017.pdf: 7313484 bytes, checksum: 62b33528c60c5929fa82fa9096afeeee (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T16:25:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eduardo Stüker - 2017.pdf: 7313484 bytes, checksum: 62b33528c60c5929fa82fa9096afeeee (MD5) Previous issue date: 2017-08-18 / Este trabalho tem por objetivo principal analisar a influência de um parque eólico sobre as variáveis que controlam o escoamento atmosférico na camada limite atmosférica. O período simulado foi todo o ano de 2008, utilizando duas configurações diferentes: sem parque eólico (simplesmente o modelo Weather Research and Forecasting (WRF)) e o com parque eólico (o modelo WRF com o módulo Fitch, que parametriza a influência de aerogeradores no escoamento atmosférico), ambas utilizando a parametrização de camada limite (PCL) Yonsei-University (YSU). A partir da simulação sem parque eólico é feita a validação do modelo, utilizando dados observacionais coletados em duas estações automáticas do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), os municípios de Alegrete-RS e Quaraí-RS. Os índices de correlação para as estações de Alegrete-RS e Quarai-RS foram de aproximadamente 80% a 85%, respectivamente. Porém, essa análise, também mostrou uma tendência de o WRF superestimar os dados observados. O parque eólico idealizado nesse trabalho possui 100 aerogeradores de 3 MW de potência com 120 m de altura e com rotor medindo 125 m de diâmetro. Os resultados indicam que e o parque geraria, no ano de 2008, 89; 1 MWh de energia elétrica, com um fator de capacidade (FC) de 29; 7%. A partir da comparação entre os resultados das simulações com as duas configurações, a influência da presença do parque eólico sobre o comportamento das variáveis que controlam o escoamento médio na atmosfera é analisado. Apesar da velocidade do vento responder de maneira adequada, a temperatura e a turbulência do escoamento próximo à superfície diminuem, apesar da parametrização utilizada para as turbinas eólicas transformar parte da energia mecânica, parte em energia na forma de calor e parte em turbulência. Uma análise da dependência da turbulência próximo à superfície, com a estabilidade vertical do escoamento indica que a turbulência que está sendo gerada pelas turbinas não está chegando até a superfície. Esse problema pode estar diretamente relacionado com a parametrização de camada limite escolhido. / The main objective of this work is to analyze the influence of a wind farm on the variables that control the atmospheric flow in the atmospheric boundary layer (ABL). The period simulated was the whole year of 2008, by using two different configurations: without wind farm (simply Weather Research and Forecasting (WRF) model) and with a wind farm (the WRF model with the module Fitch, which parameterizes the influence of the wind turbines in the atmospheric flow), both of them using the boundary layer module (PBL-module) Yonsei-University (YSU). From the simulations without the wind farm the model validation is done, with the observed data collected in two automatic stations of Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), in Alegrete-RS e Quaraí-RS. The correlation ratio for the stations of Alegrete-RS and Quarai-Rs was, approximately, 80% a 85%, respectively. However, this analysis, also showed a tendency in the model overestimation of the observed data. The idealized wind farm, in this work, has 100 wind turbines of 3 MW of power with 120 m of height and with rotor measuring 125 m of diameter. The results show that the wind farm would generate, in 2008, 89; 1 MWh of electric energy, with a capacity factor of 29; 7%. From the comparison between the results of the simulations with both configurations, the influence of the presence of the wind farm over the behavior of the variables that control the mean flow in the atmosphere is analyzed. In spite of adequate answer of the wind velocity, the temperature and the turbulence of the flow decreases in the presence of the wind farm, although the parametrization for the wind turbines to change part of the mechanical energy of the flow part in heat and in part in turbulence. An analysis of the dependence of the turbulence, near the ground, with the vertical stability of the flow indicates that the turbulence generate by turbines does not arrive in the low levels of the atmosphere. This problem can be directly caused by the PBL-module chosen.

Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-06-21T22:00:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Kellen_Carla_Lima.pdf: 5393093 bytes, checksum: 2e1439ec4d9d0d0d8734b61e6022eaa8 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-06-21T22:45:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Kellen_Carla_Lima.pdf: 5393093 bytes, checksum: 2e1439ec4d9d0d0d8734b61e6022eaa8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-21T22:45:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Kellen_Carla_Lima.pdf: 5393093 bytes, checksum: 2e1439ec4d9d0d0d8734b61e6022eaa8 (MD5) Previous issue date: 2005-02-11 / Sem bolsa / Os Sistemas Convectivos de Mesoescala (SCM) são os mais importantes fenômenos meteorológicos causadores de Descargas Elétricas Atmosféricas (DEA). Neste trabalho é pesquisada a incidência de Descargas Elétricas Atmosféricas associadas a três Sistemas Convectivos de Mesoescala que ocorreram no sul da América do Sul e, também, a formação e evolução destes sistemas. Foram utilizadas imagens de satélite geoestacionário realçadas, no canal infravermelho, dados de DEA para o período 2002-2003 e campos meteorológicos obtidos com o modelo de mesoescala MM5. Estes campos foram analisados em superfície, 850hPa e 200hPa. As distribuições anuais e mensais de atividade elétrica mostraram que o ano de 2002 apresentou as maiores quantidades de DEA devido, pelo menos em parte, à influência do fenômeno El Niño. Nos meses quentes, quando é acentuada a ocorrência de SCM no Sul da América do Sul, foram detectadas as maiores quantidades de DEA, enquanto que os meses mais frios apresentaram os menores valores. Não foi possível relacionar a distribuição espacial das DEA com o ciclo de vida dos SCM devido a problemas de detecção dos sensores. Os três SCM selecionados ocorreram em associação aos escoamentos do ar diferenciados, colocados em evidência pelo modelo MM5. O primeiro se formou devido à circulação de brisa marítima, no litoral Catarinense. O segundo ocorreu na fronteira oeste entre os Estados de Santa Catarina e do Paraná, após a passagem de um sistema frontal. O terceiro se formou no leste da Argentina, devido às interações entre a circulação da Alta Subtropical do Atlântico Sul, ventos descendentes da Cordilheira dos Andes e ventos da região tropical. Ainda, o modelo MM5 mostrou que os SCM se desenvolveram em um ambiente baroclínico e com elevados valores de razão de mistura. / Mesoscale Convective Systems (MCS) are the most important meteorological phenomena that generate Atmospheric Electrical Discharges (AED). In this work it is researched the incidence of Atmospheric Electrical Discharges in association to three Mesoscale Convective Systems that occurred at South of South America and also the formation and evolution of these systems. It was used enhanced geoestationnary satellite images, at infrared channel, AED data for the period 2002-2003 and meteorological patterns obtained with the mesoscale model MM5. These patterns were analyzed at surface, 850hPa and 200hPa. The annual and mensal distributions of the electrical activity showed that 2002 presented the greatest quantities of AED due to, at least in part, the influence of El Niño phenomenon. In warm months, when the occurrence of MCS at South of South America is accentuated, it were detected the greatest quantities of AED while cold months presented the minima values. It was not possible to associate the spatial distribution of AED with the life cycle of MCS due to detection problems of the sensors. The three selected MCS occurred in association to different airflow that was put in evidence by the MM5 model. The first one has formed due to the maritime breeze circulation at the Catarinense’s coastal. The second one occurred at the West border between Santa Catarina and Paraná States, after a frontal system passage. The third system formed at the East of Argentine, due to the interactions between the South Atlantic Subtropical High circulation, descendent winds from Andes Chain of Mountains and winds from the tropical region. The MM5 model showed that the MCS developed in a baroclinic environment with high mixing ratio values.

Este trabalho teve como objetivo analisar as condições meteorológicas favoráveis e desfavoráveis à dispersão de poluentes, com ênfase no ozônio, nas áreas urbanas associadas à Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) e a Grande Santiago (GS). Medidas de concentração de estações localizadas em ambas as áreas de estudo foram utilizadas para determinar o comportamento médio, o número de ocorrências de ultrapassagens de padrão de qualidade do ar e o aumento noturno das concentrações de ozônio num período de dez anos. Foi encontrado que o máximo horário acontece próximo das 14 horas (horário local) nas duas regiões, e que existe uma tendência à diminuição no número de ultrapassagens do padrão de qualidade do ar associado a este poluente. Na RMSP é possível observar um máximo secundário durante a madrugada, enquanto que este fenômeno não é claramente observado nos valores médios de concentração na GS. Com dados da Reanálise do NCEP/NCAR foi visto que a ocorrência deste fenômeno está associada a configurações sinóticas específicas na GS, enquanto que na RMSP não existe padrão sinótico específico que diferencie casos com e sem aumento de ozônio noturno. Um novo módulo fotoquímico (NPM), contendo 95 reações foi inserido no modelo BRAMS na tentativa de melhorar o prognóstico das concentrações de poluentes, principalmente em relação ao ozônio. O NPM mostrou melhor desempenho que o módulo fotoquímico original do modelo (SPM; Simple Photochemical Module) para todos os poluentes considerados, salvo o ozônio, para o qual o SPM apresentou melhores índices estatísticos em 5 das 7 estações avaliadas. As características locais associadas à ocorrência simultânea ou não de aumento na concentração de ozônio foram estudadas utilizando o modelo BRAMS com o módulo SPM ativado, sendo verificado que o aumento de ozônio na RMSP está associado, principalmente, ao transporte vertical deste poluente a partir de níveis mais elevados da atmosfera, enquanto que o transporte horizontal é a maior contribuição para o aumento das concentrações de ozônio durante o período noturno na GS. / This work aimed to analyze the favorable and unfavorable meteorological conditions for pollutant dispersion, especially ozone, at the Metropolitan Area of São Paulo (MASP) and the Greater Santiago (GS). Ozone concentration measurements from stations located in both urban areas were used to determinate the mean behavior, the number of standard air quality exceedances and the increase on nocturnal ozone concentration over a 10 years period. It was found that the diurnal maximum occurs around 14 local time in both urban areas, and that there is a diminishment tendency of the total cases of standard air quality exceedances during all period. A secondary maximum of ozone concentration was observed in MASP at night, which was not clearly seen on mean values over GS. By using the NCEP/NCAR Reanalysis data it was seen that the occurrence of this phenomenon is associated to specific synoptic patterns for GS, while there is no specific synoptic pattern for the MASP cases, with or without nocturnal increase in ozone concentrations. A New Photochemical Module (NPM), containing 95 reactions was coupled to BRAMS model in an attempt to improve the prediction of air pollutants, especially ozone. The NPM showed a better performance than the original module, the SPM (Simple Photochemical Module), for all considered pollutants but ozone. For this pollutant, the SPM presents better statistical indexes for 5 of the 7 stations analyzed. The local characteristics related to simultaneous occurrence of nocturnal ozone increase was studied using the SPM-BRAMS model, which showed that the secondary nocturnal maximum of ozone concentrations in MASP are related to vertical transport of this pollutant from higher levels of the atmosphere to the surface, while the horizontal transport is a major contributor to the increase of ozone concentrations in the GS during the night.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present PhD thesis analyzes the results obtained from the Total Ozone Column (TOC) monitoring conducted in the Southern Space Observatory - SSO (29.26 ° S, 53.48 °W and 488 m altitude) between 1992 and 2014 by three successive Brewer spectrophotometers (# 081, # 056 and # 167). First, the Brewer measurements were compared with TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer) and OMI (Ozone Monitoring Instrument) satellites obtaining excellent agreement. In addition, was determined that the seasonal TOC variability is dominated by the annual cycle, with a minimum of ~ 260 DU in April and a maximum of ~ 295 DU in September. The Quasi-Biennial Oscillation (QBO) is the main mode of interannual variability being approximately in antiphase with the QBO index. Next, 58 events of the influence of the Antarctic Ozone Hole on the SSO station was identificate in the period between 2005 and 2014. This events occurred on average 5.8 ± 3.51 times per year, with a mean reduction of TOC by Brewer' of -7.04 ± 2.97% and by OMI of -7.66 ± 3.11 respectively. Analyzing the ozone profiles from AURA/MLS (Microwave Limb Sounder) satellite, the average isentropic level for maximum reduction is 644.68 ± 158.59 K, with a mean reduction of 15.39 ± 6.47%, being October the month of greatest occurrence (18 events). The events were separated into three categories: TOC intensity reduction, height of the ozone reduction lamina in AURA/MLS satellite and the dynamic characteristic of Polar Filament or Polar Tongue through the application of Dybal (Dynamical Barrier Localization) code in the potential vorticity (PV) fields from MIMOSA (Modélisation Isentrope du transport Mésoéchelle de l'Ozone Stratosphérique par Advection) model. The events with a dynamic feature of Polar Tongue (20,68%) occurred more frequently in October, with medium intensity and in the medium stratosphere, while events of dynamic characteristic of Polar Filament (79,31%) occurred more frequently in September, also with medium intensity and in the medium stratosphere. / A presente Tese de Doutorado analisa os resultados obtidos a partir do monitoramento da Coluna Total de Ozônio (CTO) realizado no Observatório Espacial do Sul – OES (29,26 ° S, 53,48 ° e 488 m de altitude) entre 1992 e 2014 através de três sucessivos espectrofotômetros Brewer (# 081, # 056 e # 167). Primeiramente, as medidas dos Brewers foram comparadas com observações dos instrumentos de satélite TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer) e OMI (Ozone Monitoring Instrument), obtendo elevados valores de R2 (0,88 e 0,93, respectivamente). Além disso, foi determinado que a variabilidade sazonal da CTO é dominada pelo ciclo anual, com um mínimo de ~260 DU em abril e um máximo de ~295 DU em setembro. A Oscilação Quasi-Bienal (QBO) é o principal modo de variabilidade interanual estando aproximadamente em antifase com o índice QBO. Em seguida é apresentada a identificação da ocorrência de 58 eventos de Influência do Buraco de Ozônio Antártico sobre a estação do OES no período entre 2005 e 2014, os quais ocorreram em média 5,8 ± 3,5 vezes por ano, com redução média da CTO de Brewer e OMI de -7,04±2,9% e 7,66±3,1 respectivamente. Analisando os perfis de ozônio do satélite AURA/MLS (Microwave Limb Sounder), observa-se que o nível isentrópico médio para a máxima redução é de 644,6±158,5 K com redução média de 15,3±6,4%, sendo outubro o mês de maior ocorrência (18 eventos). Os eventos foram separados em categorias: Intensidade da redução da CTO, altura da camada de redução no perfil do ozônio do satélite AURA/MLS e a característica dinâmica de Filamento Polar ou Língua Polar através da aplicação do código Dybal (Dynamical Barrier Localisation) nos campos de vorticidade potencial (PV) do modelo MIMOSA (Modélisation Isentrope du transport Mésoéchelle de l'Ozone Stratosphérique par Advection). Os eventos com característica dinâmica de Lingua Polar (20,68%) ocorreram com mais frequência no mês de outubro, com intensidade média e na média estratosfera, enquanto que eventos de característica dinâmica de Filamento Polar (79,31%) ocorreram com mais frequência no mês de setembro, também com media intensidade e na média estratosfera.

Este trabalho teve como objetivo analisar as condições meteorológicas favoráveis e desfavoráveis à dispersão de poluentes, com ênfase no ozônio, nas áreas urbanas associadas à Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) e a Grande Santiago (GS). Medidas de concentração de estações localizadas em ambas as áreas de estudo foram utilizadas para determinar o comportamento médio, o número de ocorrências de ultrapassagens de padrão de qualidade do ar e o aumento noturno das concentrações de ozônio num período de dez anos. Foi encontrado que o máximo horário acontece próximo das 14 horas (horário local) nas duas regiões, e que existe uma tendência à diminuição no número de ultrapassagens do padrão de qualidade do ar associado a este poluente. Na RMSP é possível observar um máximo secundário durante a madrugada, enquanto que este fenômeno não é claramente observado nos valores médios de concentração na GS. Com dados da Reanálise do NCEP/NCAR foi visto que a ocorrência deste fenômeno está associada a configurações sinóticas específicas na GS, enquanto que na RMSP não existe padrão sinótico específico que diferencie casos com e sem aumento de ozônio noturno. Um novo módulo fotoquímico (NPM), contendo 95 reações foi inserido no modelo BRAMS na tentativa de melhorar o prognóstico das concentrações de poluentes, principalmente em relação ao ozônio. O NPM mostrou melhor desempenho que o módulo fotoquímico original do modelo (SPM; Simple Photochemical Module) para todos os poluentes considerados, salvo o ozônio, para o qual o SPM apresentou melhores índices estatísticos em 5 das 7 estações avaliadas. As características locais associadas à ocorrência simultânea ou não de aumento na concentração de ozônio foram estudadas utilizando o modelo BRAMS com o módulo SPM ativado, sendo verificado que o aumento de ozônio na RMSP está associado, principalmente, ao transporte vertical deste poluente a partir de níveis mais elevados da atmosfera, enquanto que o transporte horizontal é a maior contribuição para o aumento das concentrações de ozônio durante o período noturno na GS. / This work aimed to analyze the favorable and unfavorable meteorological conditions for pollutant dispersion, especially ozone, at the Metropolitan Area of São Paulo (MASP) and the Greater Santiago (GS). Ozone concentration measurements from stations located in both urban areas were used to determinate the mean behavior, the number of standard air quality exceedances and the increase on nocturnal ozone concentration over a 10 years period. It was found that the diurnal maximum occurs around 14 local time in both urban areas, and that there is a diminishment tendency of the total cases of standard air quality exceedances during all period. A secondary maximum of ozone concentration was observed in MASP at night, which was not clearly seen on mean values over GS. By using the NCEP/NCAR Reanalysis data it was seen that the occurrence of this phenomenon is associated to specific synoptic patterns for GS, while there is no specific synoptic pattern for the MASP cases, with or without nocturnal increase in ozone concentrations. A New Photochemical Module (NPM), containing 95 reactions was coupled to BRAMS model in an attempt to improve the prediction of air pollutants, especially ozone. The NPM showed a better performance than the original module, the SPM (Simple Photochemical Module), for all considered pollutants but ozone. For this pollutant, the SPM presents better statistical indexes for 5 of the 7 stations analyzed. The local characteristics related to simultaneous occurrence of nocturnal ozone increase was studied using the SPM-BRAMS model, which showed that the secondary nocturnal maximum of ozone concentrations in MASP are related to vertical transport of this pollutant from higher levels of the atmosphere to the surface, while the horizontal transport is a major contributor to the increase of ozone concentrations in the GS during the night.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-04-27T15:02:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimuladorAvaliacaoInfluencia.pdf: 4428419 bytes, checksum: 9bccb005dec84f96b80a6c9b28ba39b1 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-05-04T13:12:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimuladorAvaliacaoInfluencia.pdf: 4428419 bytes, checksum: 9bccb005dec84f96b80a6c9b28ba39b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T13:12:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimuladorAvaliacaoInfluencia.pdf: 4428419 bytes, checksum: 9bccb005dec84f96b80a6c9b28ba39b1 (MD5) Previous issue date: 2017-01-10 / O monitoramento do fenômeno das descargas atmosféricas tem sido fundamental para prevenção de incidentes na infraestrutura das empresas que atuam em grandes áreas, como as de energia, telecomunicações e informática. Além disso, fornece dados para o planejamento de sistemas de proteção contra descargas elétricas, evitando assim maiores danos à vida na Terra, e mais recentemente fornecendo informações para sistemas de alertas meteorológicos como os de previsão de tempestades em curto prazo. Portanto, não se trata mais de questão de opção, mas sim de necessidade a instalação e manutenção de sistemas que façam a supervisão destes eventos em escala local, regional e até nacional. Dentre os tipos possíveis, os Sistemas de Detecção Indireta de Descargas Atmosféricas são os que proveem informações mais precisas nas escalas citadas, devido trabalharem com a percepção do impulso eletromagnético gerado pela descarga. Este sinal tem a propriedade de se propagar a médias e longas distâncias em determinadas faixas de frequência, mantendo boa a qualidade da informação do fenômeno que o originou. Porém, a característica fenomenológica dos raios é intrínseca à área monitorada, tornando fundamental o entendimento dessas especificidades para melhor proveito dos sistemas citados. Este trabalho apresenta uma ferramenta computacional para simular a influência das características locais na propagação de ondas eletromagnéticas originadas por descargas atmosféricas nuvem-solo. A metodologia foi utilizada para simular a propagação dessas ondas através do programa MATLAB®, usando como modelo de corrente de retorno no canal de descarga o modelo do tipo de engenharia Linha de Transmissão (TL) para representar o fenômeno elétrico gerado pelo raio. / The monitoring of the phenomenon of atmospheric discharges has been fundamental to prevent incidents in the infrastructure of companies that operate in large areas, such as energy, telecommunications and information technology. In addition, it provides data for the planning of lightning protection systems, thus avoiding further damage to life on Earth, and more recently providing information for weather warning systems such as short-term storm forecasting. Therefore, it is no longer a matter of choice, but rather the need to install and maintain systems that supervise these events on a local, regional and even national scale. Among the possible types, the Lightning Location Systems are the ones that provide more accurate information in the mentioned scales, because they work with the perception of the electromagnetic impulse generated by the lightning. This signal has the property of propagating at medium and long distances in certain frequency bands, maintaining good the information quality of the phenomenon that originated it. However, the phenomenological characteristic of the lightning is intrinsic to the monitored area, making fundamental the understanding of these specificities to better benefit the mentioned systems. This work presents a computational tool to simulate the influence of local characteristics on the propagation of electromagnetic waves caused by cloud-to-ground lightning. The methodology was used to simulate the propagation of these waves through the MATLAB® program, using as model of return current in the discharge channel the model of engineering type the Transmission Line (TL) to represent the electric phenomenon generated by thelightning.