Comparamos duas nuvens moleculares, Rosette (RMC) e Monoceros R2 (Mon R2), localizadas no Complexo de Monoceros com o objetivo de estudar suas condições físicas relacionadas às primeiras fases da formação estelar. Tratam-se de regiões interessantes por apresentarem características que podem ser confrontadas com a hipótese de formação estelar provocada pela passagem de nuvens de altas velocidades atravessando o plano Galáctico (HVCs). Avaliamos as propriedades dessas nuvens por meio de mapas de vários traçadores da formação estelar com base em diferentes bandas espectrais visando estudar a estrutura de densidade das nuvens, bem como os objetos estelares jovens, em particular as fontes masers de H2O que apresentam características típicas de protoestrelas massivas. Nossa análise permitiu verificar algumas semelhanças entre RMC e Mon R2, mas também nos revelou diferenças interessantes. De uma forma geral há concordância entre AV, CO e emissão de poeira em 100 microns; RMC possui muitos clumps, entretanto poucos aglomerados e nebulosidades exceto uma única região HII principal (NGC2244) enquanto Mon R2 apresenta poucos clumps, vários aglomerados jovens e pequenas nebulosidades; em RMC há mais estrelas massivas, distribuídas uniformemente; Mon R2 tem poucas estrelas B, distribuídas em estruturas filamentárias com maiores índices de AV, do que em RMC; as fontes emissão maser apresentam cores IRAS compatíveis com candidatas a protoestrelas massivas, mas não parecem estar associadas a fontes de raios-X, sugerindo que masers estão relacionados à fase protoestelar, ao passo que fontes-X representam fase Pré-Sequência Principal. Concluímos que a distribuição de objetos e a estrutura das nuvens estão de acordo com as simulações dos modelos de HVCs. Porém, nossos resultados também são compatíveis com modelos alternativos, que simulam a dinâmica da Galáxia, para explicar o cenário de formação estelar no Complexo de Monoceros. / We compare two molecular clouds of the Monoceros Complex in order to study their physical conditions related to the early stages of star formation. The selected clouds, Rosette (RMC) and Monoceros R2 (Mon R2), are interesting regions due to their characteristics that may be confronted with the hypothesis of star formation triggered by high velocity clouds (HVCs) crossing through the Galactic plane. We evaluate the properties of these clouds using maps obtained on the basis of dierent spectral bands to trace the density of the clouds and the young stellar objects, in particular H2O masers that show typical features of massive protostars. This analysis allowed us to verify some similarities between RMC and Mon R2, but also revealed interesting dierences. In a general way there is an agreement between Av, CO and dust emission at 100 microns; RMC has many clumps, a few clusters and a single main nebulosity that is an HII region around NGC2244, while Mon R2 has a few clumps, several young clusters and small nebulosities. In RMC there is a large number of massive stars, uniformly distributed, while Mon R2 has a few B stars, distributed in lamentary structures with levels of Av higher than in RMC; maser sources have IRAS colors compatible with massive protostars candidates, but do not seem to be associated with X-ray sources, suggesting that masers are more related to the protostellar phase, while X-ray sources are related to pre main sequence phase. We conclude that the distribution of objects and the structure of the clouds are in accordance with the simulations of HVC models. However, our results are also compatible with alternative models of the Galaxy dynamics that explain the scenario of star formation in the Monoceros Complex.

Recentemente, as nuvens cirrus tem sido reconhecidas como importantes agentes do sistema climático global por funcionarem como cobertores térmico e poderem alterar signicativamente o balanço de radiação atmosférico, afetando o sistema climático em escalas de tempo que vão desde condições do tempo até mudanças climáticas. Elas são encontradas perto da tropopausa e são formadas principalmente por cristais de gelo não esféricos, com tempo de vida que pode ir de horas a alguns dias. Apesar de serem relativamente transparentes à radiação solar (profundidade óptica < 3,0), elas são opacas à radiação infravermelha, aprisionado radiação que seria perdida para o espaço, e, assim, podendo ter uma forçante radiativa positiva. Sua importância cresce devido a sua grande área de cobertura. A cobertura global de nuvens cirrus tem sido estimada em cerca de 20-25% e sua ocorrência pode ser mais de 70 % nos trópicos ( LIOU , 2002). No inicio de 2011, uma estação de UV-Raman Lidar se tornou operacional na região central da Amazônia, instalado 30 km a NE de Manaus-AM (2,89 °S 59,97 °W). Usando um laser de 95 mJ Nd-Yag em 355 nm e um telescópio Cassegrain com 400 e 4000 mm de distancia focal, este sistema detecta remotamente a troposfera com 7,5 m e 1-min de resolução espacial e temporal, respectivamente. Para analisar esse grande volume de dados, um algoritmo automatizado para detecção de nuvens cirrus foi desenvolvido com base no método descrito por ( BARJA , 2002), que determina a altitude da base, topo, máximo retro espalhamento e espessura. Os resultados mostram uma boa concordância entre o método visual de costume, não havendo diferença signicativa nas alturas de base. Um método baseado no fator de transmitância da equação do lidar foi utilizado para derivar a profundidade óptica dos cirrus. Pers de temperatura e pressão foram obtidos através de radiosondagens disponíveis duas vezes por dia do aeroporto militar de Ponta Pelada (28 km ao sul do sitio exerimental). Os métodos de Klett e Raman foram utilizados para derivar os coeciente de retroespalhamento e estimar a razão lidar das nuvens cirrus. Como resultados da analise dos dados dos dois primeiros anos de medidas (2011 e 2012), encontramos que a ocorrência de nuvens cirrus foi cerca de 71,0 % do tempo de observação total, sendo cerca de 24,2 % de todos os cirrus foram cirrus subvisuais (<0,03), 40,7 % eram cirrus nos (0,03< <0,3) e 35,1 % eram cirrus stratus ( > 0,3). Encontramos tambem os valores médios de 12,4 ± 2.k km , 14,3 ± 2,2 km para as altitudes de base e topo, respectivamente, residindo entre a temperaturas de até -90 °C e frequentemente encontradas próximas a tropopausa. A razão lidar para estas nuvens cirrus foi estimada em 20,0 ± 6,8 sr. Além disso, estudamos o comportamento destas grandezas com relação a temperatura. Enquanto as nuvens cirrus observadas mostraram uma redução da espessura e da profundidade óptica com a diminuição da temperatura (aumento da altitude), a razão lidar mostrou-se constante, indicando uma composição constante em termos da mistura de cristais de gelo. / Recently, cirrus clouds have been recognized as important agents of global climate system by functioning as a thermal blanket and can signicantly alter the radiation balance of the atmosphere, aecting the climate system from the weather to climate change timescales. They are found near the tropopause and are formed mainly by non spherical ice crystals, with lifetime that can go from hours to a few days. Despite being relatively transparent to solar radiation (optical depth < 3.0), they are opaque to the infrared radiation that would be lost to space, and thus have a positive radiative forcing. Its importance grows due to its large coverage area. The global cirrus cover has been estimated to be about 20-25% and their occurrence can be more than 70% over the tropics ( LIOU , 2002). In mid-2011 a UV Raman Lidar station become operational in the central Amazon region, installed 30 km up-wind from Manaus-AM (2.89 °S 59.97 °W). Using a 95 mJ Nd-Yag laser at 355 nm and a cassegrain telescope with 400 mm and 4000 mm focal length, this system remotely senses the troposphere with 7.5 m and 1-min height and time resolution respectively. To analyze this large amount of data, an automated algorithm for the detection of cirrus clouds was developed based on the method described for( BARJA , 2002), which determine the cloud base, top and maximum light backscattering heights, and cloud thickness. The results show a good agreement between the usual visual method, with no signicant dierence in the base heights. The transmittance factor of the lidar signal was used to derive the optical depth cirrus. Proles of temperature and pressure were obtained by radiosondes available twice daily from the military airport of Ponta Pelada (28 km south from the experimental site). The Klett and Raman methods were used to derive the backscattering coecient and to estimate the lidar ratio of the cirrus clouds. As the results for the analysis of data from the rst two years of measurements (2011 and 2012 ), we found that the occurrence of cirrus clouds was approximately 71.0 % of the total time of observation, being approximately 24.2 % of all cirrus were subvisual ( < 0.03), 40.7 % were thin cirrus (0.03 < < 0.3 ) and 35.1 % were cirrus stratus ( > 0.3). Also found the average values of 12.4 ± 2.4 km 14.3 ± 2.2 km for altitudes of the base and top height, respectively, residing between the temperatures down to -90 °C and frequently found near the tropopause. The lidar-ratio was estimated as 20.0 ± 6.8 sr . Also, the behavior of these quantities with respect to temperature was studied.

Computer vision is a research field in which images are the main object of study. One of its category of problems is shape description. Object classification is one important example of applications using shape descriptors. Usually, these processes were performed on 2D images. With the large-scale development of new technologies and the affordable price of equipment that generates 3D images, computer vision has adapted to this new scenario, expanding the classic 2D methods to 3D. However, it is important to highlight that 2D methods are mostly dependent on the variation of illumination and color, while 3D sensors provide depth, structure/3D shape and topological information beyond color. Thus, different methods of shape descriptors and robust attributes extraction were studied, from which new attribute extraction methods have been proposed and described based on 3D data. The results obtained from well known public datasets have demonstrated their efficiency and that they compete with other state-of-the-art methods in this area: the RPHSD (a method proposed in this dissertation), achieved 85:4% of accuracy on the University of Washington RGB-D dataset, being the second best accuracy on this dataset; the COMSD (another proposed method) has achieved 82:3% of accuracy, standing at the seventh position in the rank; and the CNSD (another proposed method) at the ninth position. Also, the RPHSD and COMSD methods have relatively small processing complexity, so they achieve high accuracy with low computing time. / Visão computacional é uma área de pesquisa em que as imagens são o principal objeto de estudo. Um dos problemas abordados é o da descrição de formatos (em inglês, shapes). Classificação de objetos é um importante exemplo de aplicação que usa descritores de shapes. Classicamente, esses processos eram realizados em imagens 2D. Com o desenvolvimento em larga escala de novas tecnologias e o barateamento dos equipamentos que geram imagens 3D, a visão computacional se adaptou para este novo cenário, expandindo os métodos 2D clássicos para 3D. Entretanto, estes métodos são, majoritariamente, dependentes da variação de iluminação e de cor, enquanto os sensores 3D fornecem informações de profundidade, shape 3D e topologia, além da cor. Assim, foram estudados diferentes métodos de classificação de objetos e extração de atributos robustos, onde a partir destes são propostos e descritos novos métodos de extração de atributos a partir de dados 3D. Os resultados obtidos utilizando bases de dados 3D públicas conhecidas demonstraram a eficiência dos métodos propóstos e que os mesmos competem com outros métodos no estado-da-arte: o RPHSD (um dos métodos propostos) atingiu 85:4% de acurácia, sendo a segunda maior acurácia neste banco de dados; o COMSD (outro método proposto) atingiu 82:3% de acurácia, se posicionando na sétima posição do ranking; e o CNSD (outro método proposto) em nono lugar. Além disso, os métodos RPHSD têm uma complexidade de processamento relativamente baixa. Assim, eles atingem uma alta acurácia com um pequeno tempo de processamento.

Com o advento da computação em nuvem, não é mais necessário ao usuário investir grandes quantidades de recursos financeiros em equipamentos computacionais. Ao invés disto, é possível adquirir recursos de processamento, armazenamento ou mesmo sistemas completos por demanda, usando um dos diversos serviços disponibilizados por provedores de nuvem como a Amazon, o Google, a Microsoft, e a própria USP. Isso permite um controle maior dos gastos operacionais, reduzindo custos em diversos casos. Por exemplo, usuários de computação de alto desempenho podem se beneficiar desse modelo usando um grande número de recursos durante curtos períodos de tempo, ao invés de adquirir um aglomerado computacional de alto custo inicial. Nosso trabalho analisa a viabilidade de execução de aplicações de alto desempenho, comparando o desempenho de aplicações de alto desempenho em infraestruturas com comportamento conhecido com a nuvem pública oferecida pelo Google. Em especial, focamos em diferentes configurações de paralelismo com comunicação interna entre processos no mesmo nó, chamado de intra-nós, e comunicação externa entre processos em diferentes nós, chamado de entre-nós. Nosso caso de estudo para esse trabalho foi o NAS Parallel Benchmarks, um benchmark bastante popular para a análise de desempenho de sistemas paralelos e de alto desempenho. Utilizamos aplicações com implementações puramente MPI (para as comunicações intra e entre-nós) e implementações mistas onde as comunicações internas foram feitas utilizando OpenMP (comunicação intra-nós) e as comunicações externas foram feitas usando o MPI (comunicação entre-nós). / With the advent of cloud computing, it is no longer necessary to invest large amounts of money on computing resources. Instead, it is possible to obtain processing or storage resources, and even complete systems, on demand, using one of the several available services from cloud providers like Amazon, Google, Microsoft, and USP. Cloud computing allows greater control of operating expenses, reducing costs in many cases. For example, high-performance computing users can benefit from this model using a large number of resources for short periods of time, instead of acquiring a computer cluster with high initial cost. Our study examines the feasibility of running high-performance applications, comparing the performance of high-performance applications in a known infrastructure compared to the public cloud offering from Google. In particular, we focus on various parallel configurations with internal communication between processes on the same node, called intra-node, and external communication between processes on different nodes, called inter-nodes. Our case study for this work was the NAS Parallel Benchmarks, a popular benchmark for performance analysis of parallel systems and high performance computing. We tested applications with MPI-only implementations (for intra and inter-node communications) and mixed implementations where internal communications were made using OpenMP (intra-node communications) and external communications were made using the MPI (inter-node communications).

Nuvens desempenham papel fundamental no balanço radiativo terrestre, e o conhecimento de suas propriedades micro e macrofísicas é importante para o estudo do clima global. O desenvolvimento de nuvens esta ligado à dinâmica da atmosfera, fluxos de energia térmica e radiativa à superfície, e também depende crucialmente do tamanho de seus hidrometeoros. Uma ferramenta importante para o estudo de hidrometeoros em nuvens de grande escala e o sensoriamento remoto por satélite, que representa uma alternativa para se estudar propriedades de nuvens em grandes escalas espaciais. No entanto, atualmente não há estudos para subsidiar análises de propriedades microfísicas de nuvens a partir de plataformas geoestacionárias. Neste trabalho foram comparados dois códigos de transferência radiativa amplamente utilizados pela comunidade científica, SBDART e libRadtran, em simulações considerando variações de propriedades atmosféricas, de superfície, macro e microfísicas de nuvens. Em seguida estudou-se a transferência radiativa em nuvens de água e gelo determinando o impacto simulado de diversas geometrias de iluminação e observação nas radiâncias medidas por sensoriamento remoto. Finalmente, foram desenvolvidas tabelas de referência para a determinação de tamanho de hidrometeoros em nuvens, para fases líquida e solida, a partir de radiâncias medidas por um sensor em satélite geoestacionário. As comparações entre SBDART e libRadtran mostram resultados sistematicamente subestimados pelo libRadtran. Em um céu sem nuvens a diferença entre as refletâncias calculadas em ambos os modelos é inferior a 4% quando consideradas variações em albedo de superfície e coluna de ozônio. Em um céu com nuvens a diferença entre os resultados dos modelos para comprimento de onda de 630 nm e intervalo visível (590 a 660 nm) pode chegar ate 18% para variações de profundidade óptica entre 0 e 20. Para profundidade óptica maior que 20 essas diferenças variam entre 4 e 9%, além de refletâncias constantes para o intervalo entre 3850 e 4000 nm e para comprimento de onda de 3900 nm. A divergência de resultados obtidos pelos dois modelos é atribuída a diferenças estruturais entre os códigos, uma vez que atualmente apenas o libRadtran apresenta atualizações periódicas pela comunidade científica. Assim, este modelo foi utilizado para a construção da tabela de referência simulando medidas de radiâncias em plataforma geoestacionária. A tabela construída compreende 86 valores de raios efetivos de hidrometeoros, variando entre 2 e 59m, com fases termodinâmicas de água e gelo, 16 valores de geometria de observação solar, 3 valores de âgulos de observação, 2 valores de azimute relativo, e condições fixas de profundidade óptica de nuvem de 50, conteúdo integrado de ozônio de 255 DU e 60mm de vapor d água. Essas condições foram escolhidas como representativas para a região Amazônica. Em um teste de aplicação direta da tabela de referência a medidas de radiância realizadas com satélite geoestacionário foram obtidos raios efetivos entre 2 e 30m para gotículas de água e até 24m para cristais de gelo. Os resultados obtidos neste trabalho poderão ser aplicados futuramente a medidas obtidas por plataformas geoestacionárias em estudos de tamanhos de hidrometeoros, tornando possível a análise de sua evolução temporal. / Clouds play a fundamental role in the terrestrial radiative balance, and knowledge of its micro and macrophysical properties is important for the study of global climate. Cloud development is linked to the dynamics of the atmosphere, thermal and radiative energy flows to the surface, and also depends crucially on the size of its hydrometeors. An important tool for the study of large-scale cloud hydrometeors is satellite remote sensing, which represents an alternative to study cloud properties at large spatial scales. However, there are currently no studies to support analyzes of microphysical properties of clouds from geostationary platforms. In this work, two radiative transfer codes widely used by the scientific community, SBDART and libRadtran, were compared in simulations considering variations of atmospheric, surface, macro and microphysical properties of clouds. Next, radiative transference was studied in water and ice clouds, determining the simulated impact of various lighting and observation geometries on radiances measured by remote sensing. Finally, look-up tables were developed for the determination of the size of hydrometeors in clouds, for liquid and solid phases, from radiances measured by a geostationary satellite sensor. The comparisons between SBDART and libRadtran show results systematically underestimated by the libRadtran. In a cloudless sky the difference between the reflectances calculated in both models is less than 4% when considering variations in surface albedo and ozone. In a clouded sky the difference between the model results for wavelengths of 630 nm and the visible range (590 to 660 nm) can reach up to 18% for optical depth variations between 0 and 20. For optical depths greater than 20, these differences range from 4 to 9%, in addition to constant reflections for the range of 3850 to 4000 nm and for a wavelength of 3900 nm. The divergence of results obtained by the two models is attributed to structural differences between the codes, since currently only the libRadtran presents periodic updates by the scientific community. Thus, this model was used for the construction of the reference table simulating measurements of radiances in geostationary platform. The constructed table comprises 86 values of effective radii of hydrometeors, ranging from 2 to 59m, with thermodynamic phases of water and ice, 14 values of geometry of solar observation, 3 values of angles of observation, 2 relative azimuth values, and fixed cloud optical depth conditions of 50, integrated ozone content of 255 DU and 60mm of water vapor. These conditions were chosen as representative for the Amazon region. In a test of direct application of the look-up table to measurements of radiance obtained with geostationary satelite we obtained effective radius up to between 2 and 30 for water droplets and up to 24 for ice crystals. The results obtained in this work can be applied in the future to measurements obtained by geostationary platforms in studies of sizes of hydrometeors, making possible the analysis of their temporal evolution.

Neste projeto de pesquisa planeja-se obter indícios da correlação entre o conteúdo metálico estelar deduzido para a Via Láctea e os indíces metálicos obtidos para as Nuvens de Magalhães. O ponto de apoio para tal comparação é que cada encontro deixará importantes traços na eficiência de formação dos membros do tripleto. À medida que os encontros dependem da história dinâmica, suas ``impressões digitais\'\' deixadas nos conteúdos estelares colocam importantes limitações na história dinâmica e vice-versa. Para tanto, são utilizados os dados espectroscópicos já obtidos com o telescópio Magellan Clay, para uma amostra contendo 28 estrelas ricas em carbono encontradas nas Nuvens de Magalhães. A quantidade de carbono bem como a existência ou não de binaridade nas estrelas da amostra são indícios das possíveis fontes da sobreabundância do carbono. A caracterização da amostra é essencial para o estudo da relação entre duas populações estelares aparentemente distintas: a de estrelas de carbono e a de estrelas pobres em metais enriquecidas em carbono. Para tanto, são utilizados catálogos de espectros assim como critérios fotométricos. A descoberta de alguma relação entre as duas populações pode ajudar a esclarecer o problema dos processos de enriquecimento de carbono, notado nas atmosferas estelares. A futura determinação dos parâmetros físicos das estrelas que compõem a amostra pode revelar detalhes sobre a história de formação estelar dos objetos das Nuvens e, portanto, vincular a evolução dessas duas galáxias-satélites à história da Via Láctea. / This project searches for signs of correlation between metallic stellar content, available for the Milky Way, and the metallicities indices obtained for the Magellanic Clouds. This comparison is supported by the traces on the formation of these three galaxies, that should have been left by each triplet members encounter. Since these crosses depend on the dynamical history, their fingerprints left by stellar content can estabilish constraints to the Galactic dynamical history. Spectroscopic data for a sample of carbon stars, obtained on the Magellanic Telescope, are used in this work. The amount of carbon, as the existence or not of binary stars in this sample, indicates possible sources of this element. The determination of sample properties is essential for studying the constraints between two stellar populations that are apparently distincts: carbon stars and carbon enhanced metal-poor stars. To do this, spectral catalogues and photometric criteria are used. Finding the correlations between both populations will bring some light to the unknown carbon enrichment processes that occured at the stellar atmospheres. Variability, emission lines, and binarity are studied for the sample. Stellar parameters are discussed, although there is no method applicable to this sample. By estimating the physical parameters of the stars presented in this sample and by analysing their carbon abundances, one can provide hints of the star formation history of objects in the Magellanic Clouds and therefore constraint the evolution of these satellite-galaxies to the Milky Way.

O sistema climático terrestre é regido pela interação entre o fluxo de radiação solar e diversos elementos presentes na atmosfera e na superfície. Entre esses elementos destacamos o papel que as nuvens desempenham nesse processo devido a sua elevada cobertura terrestre, que chega a média de três quartos de todo o globo. Do total de radiação solar que atinge a atmosfera, as nuvens são responsáveis pela reflexão direta de cerca de 23% da radiação incidente de volta ao espaço evitando, assim, o aquecimento da superfície. Por outro lado, parte da radiação térmica emitida pelo solo é absorvida e reemitida pelas nuvens podendo ocasionar em um aumento de temperatura próximo à superfície dependendo da sua altitude. Todo esse processo está intimamente relacionado a quantidade de nuvens, sua espessura óptica e o comprimento de onda da radiação, podendo a resposta do sistema variar conforme muda-se alguma dessas condições. Outro elemento que influencia tanto nas características das nuvens quanto no balanço radiativo terrestre é o aerossol atmosférico. Sua presença na atmosfera pode tanto aumentar a temperatura em solo quanto diminuí-la, dependendo do tipo de aerossol, sua quantidade, distribuição espacial e da radiação com a qual está interagindo. Ele também participa na formação das nuvens ao atuar como núcleo condensador de nuvens em atmosfera supersaturada, facilitando a aglutinação de vapor de água em torno de si. A presença de elevadas quantidades de aerossóis para uma determinada taxa de umidade do ar, dificulta a formação e o desenvolvimento vertical da nuvem, podendo até mesmo acarretar sua evaporação. Como a variabilidade dos aerossóis na atmosfera, em geral, é muito alta e devido a sua interação com a radiação variar com o comprimento de onda, a determinação precisa do seu efeito no balanço radiativo terrestre é prejudicada. Esses processos citados evidenciam a enorme complexidade no entendimento das relações envolvendo esses dois elementos presentes na atmosfera terrestre. Para diminuir essa lacuna, sobrevoamos uma região próxima a Porto Velho (RO) entre os dias 21 e 28 de setembro de 2012 munidos de um aparato experimental a fim de analisar o perfil vertical das nuvens. Esse aparato continha uma câmera sensível a comprimentos de onda visíveis (aproximadamente de 440nm a 700nm), uma câmera térmica, sensível a comprimentos de onda entre 8 e 14m, e outra sensível a comprimentos de onda no infravermelho próximo, entre 900nm e 2500nm. Esse conjunto de instrumentos permitiu obter medidas da radiação emergente da lateral de nuvens convectivas na região estudada. / none

Esta dissertação analisou tempestades que produziram granizo na Região Metropolitana de Campinas com o objetivo de identificar fatores determinantes para a produção e precipitação de granizo. De forma inédita, uma rede de detecção de granizo instalada na região permitiu a identificação e determinação das intensidades das tempestades entre 2016 e 2017. O ciclo de vida, estrutura microfísica e cinemática de casos específicos foram estudados usando três radares meteorológicos instalados no estado de São Paulo e uma rede de detecção de raios, usando ferramentas como rastreamento de sistemas convectivos, identificação de hidrometeoros e recuperação de vento tridimensional por Multi-Doppler. Comparando com escalas de intensidade de granizo aplicadas ao continente europeu, os casos analisados apresentaram intensidade baixa, com granizo de no máximo 22,4 mm de diâmetro. O caso de 2017-03-14 apresentou o tempo de vida mais longo (6,2 h), queda de granizo em duas localidades (com diâmetro máximo de 11,8 mm) e atividade elétrica mais intensa (taxa máxima de 107 (31) flashes/min IC (CG)), enquanto que o caso de 2017-11-15, com tempo de vida mais curto (2,2 h), apresentou baixa atividade elétrica (total de 46 (20) flashes IC (CG)) porém com queda de granizo mais intensa (com diâmetro máximo de 22,4 mm). Todas as quedas de granizo dos casos específicos citados anteriormente estão associadas a uma extensa coluna de granizo identificada pelo radar polarimétrico e correntes ascendentes de até 30 m/s antes do evento; o granizo maior no caso de 2017-11-15 possivelmente tem contribuição da precipitação na forma líquida (associada à correntes descendentes mais intensas) que previne a diminuição de tamanho do granizo ao mesmo tempo que contribui para o seu crescimento mesmo abaixo da base da nuvem. Alguns fatores determinantes encontrados em ambos os casos foram o aumento da atividade elétrica antes ou depois da queda de granizo, a presença de granizo em uma camada extensa dentro da nuvem e a atuação da corrente ascendente dentro da região de fase mista contribuindo para a formação e crescimento do granizo. / This dissertation analyzed hail producing storms on the Metropolitan Region of Campinas to identify key factors for hailfall occurrence. For the first time, a hail detection network installed in the region allowed the identification and determination of thunderstorm intensity in the 2016-2017 period. The life cycle, microphysical structure and kinematics of specific cases were studied using three meteorological radars installed in São Paulo state and a lightning detection network, with tools such as tracking of convective systems, hydrometeor identification and Multi-Doppler 3D wind retrieval. The analyzed cases had low hailfall intensity when compared with scales applied in Europe, with 22.4 mm maximum hail diameter. The 2017-03-14 case presented the longest lifetime (6.2 h), hailfall in two locations (11.8 mm maximum hail diameter) and the most intense lightning activity (107 (31) flashes/min IC (CG) maximum rate), while the 2017-11-15 case, with a shorter lifetime (2.2 h), presented low electrical activity (46 (20) flashes IC (CG) total) with the most intense hailfall (22.4 mm maximum hail diameter). All hailfall cases of the specific cases mentioned earlier are associated with a extensive hail column identified by the polarimetric radar and up to $30 m/s updrafts before the events; the bigger hail in the 2017-11-15 case possibly had the contribution of liquid precipitation (associated with larger downdrafts) which prevents hail size decrease as well as contributes to its growth below the cloud base. Some key factors found in both cases were the increase in electrical activity before or after hailfall, the presence of hail in a extensive layer within cloud and the updrafts within mixed phase layer contributing to hail formation and growth.

Clouds and their instantaneous effects on downward solar radiation were studied at the Metropolitan Area of São Paulo. For this purpose, visual observations of clouds, ground-based measurements performed by different radiometers, products from the polar orbiting satellites CALIPSO and CloudSat and 1-D Radiative Transfer Model (RTM) LibRadtran were used. Daytime climatology of cloud cover fraction (1958-2016) using data of hourly visual observations was carried out. The diurnal cycle of cloud cover fraction was dominated by low clouds especially by stratiform clouds. Remarkable differences in the diurnal cycles of low cumuliform and stratiform clouds were also observed. During the time period, positive trends for low cloud cover (1.6 %/decade), especially stratiform (3.1 %/decade), and cirriform cloud (0.8 %/decade) were observed, while a decreasing trend of mid-level cloud cover (-2.4%/decade) was found. Seasonal and diurnal variability of vertical profile of cloud was observed, with cloud extending to higher altitudes at night and with maximum frequency of occurrence observed in summer. In winter, low clouds prevailed. Effective cloud optical depth (ECOD), using the total transmittance at 415 nm, and instantaneous cloud effects on solar radiation at the surface, using global irradiance measurements, were estimated in synergy with LibRadtran computations. ECOD presented seasonal and diurnal variability, with maximum of mean in spring (34.4) and in the afternoon (34.2), and minimum at sunrise (25.5) and winter (26.9) for low clouds. The shortwave effects of clouds depended on solar disk condition, cloud type and cloud cover. Maximum of shortwave radiative attenuation was observed for low clouds in total overcast conditions with a median reduction of 72 % of global irradiance compared to clear sky. Median reduction of mid and high clouds was 57 % and 33 %, respectively. Enhancement effects with duration as long as 20 minutes, caused by lateral scattering, were observed in the presence of all analyzed cloud types, when the solar disk was not blocked by clouds, increasing global solar irradiance around 10% at the surface. Maximum enhancement could reach 50 % for low clouds. / Na Região Metropolitana de São Paulo, foram estudadas as nuvens e seus efeitos na radiação solar. Para tanto, foram usadas observações visuais de nuvens, medições desde a superfície efetuadas por diferentes radiômetros, produtos dos satélites de órbita polar CALIPSO e CloudSat e o modelo de transferência radiativa 1-D LibRadtran. Foi desenvolvida uma climatologia para o ciclo diurno da fração de cobertura de nuvens (1958-2016) usando dados de observações visuais. O ciclo diurno da cobertura de nuvens foi dominado por nuvens baixas, especialmente as estratiformes. Observaram-se diferenças entre o ciclo diurno das nuvens baixas cumuliformes e estratiformes. Além disso, houve uma tendência de aumento da fração de cobertura de nuvens baixas (1,6 %/década), especificamente das estratiformes (3,1 %/década), e das nuvens cirriformes (0,8%/década). Por outro lado, observou-se tendência de diminuição da fração de cobertura de nuvens médias (-2,4%/década). A variabilidade sazonal e diurna do perfil vertical de nuvens foi analisada, com as nuvens atingindo maiores altitudes à noite e no verão. No inverno, as nuvens baixas predominaram. A profundidade óptica efetiva da nuvem (ECOD), usando a transmitância total em 415 nm, e os efeitos instantâneos das nuvens sobre a radiação solar, de medições de irradiância solar global, foram estimados em sinergia com cálculos feitos com o LibRadtran. ECOD apresentou variabilidade diurna e sazonal com máximo na primavera (34,4) e no período da tarde (34,2) e mínimo pela manhã, próximo ao nascer do sol (25,5) e no inverno (26,9) para nuvens baixas. O efeito radiativo de onda curta apresentou dependência com relação à obstrução do disco solar pelas nuvens, o tipo de nuvem e fração de cobertura. A atenuação máxima foi observada para nuvens baixas com o céu totalmente nublado, com valor médio de redução de 72 % da irradiância global, comparada com condições de céu claro. Medianas de redução de nuvens médias e altas foram de 57 % e 33 %, respectivamente. Foram observados efeitos de incrementos da radiação solar (enhancement) de cerca de 10 % com duração de até 20 minutos, devido ao espalhamento pelas laterais das nuvens, em presença de todos os tipos de nuvens analisados, quando o disco solar não estava obstruído. O máximo de enhancement chegou até 50 % na presença de nuvens baixas.

Clouds and their instantaneous effects on downward solar radiation were studied at the Metropolitan Area of São Paulo. For this purpose, visual observations of clouds, ground-based measurements performed by different radiometers, products from the polar orbiting satellites CALIPSO and CloudSat and 1-D Radiative Transfer Model (RTM) LibRadtran were used. Daytime climatology of cloud cover fraction (1958-2016) using data of hourly visual observations was carried out. The diurnal cycle of cloud cover fraction was dominated by low clouds especially by stratiform clouds. Remarkable differences in the diurnal cycles of low cumuliform and stratiform clouds were also observed. During the time period, positive trends for low cloud cover (1.6 %/decade), especially stratiform (3.1 %/decade), and cirriform cloud (0.8 %/decade) were observed, while a decreasing trend of mid-level cloud cover (-2.4%/decade) was found. Seasonal and diurnal variability of vertical profile of cloud was observed, with cloud extending to higher altitudes at night and with maximum frequency of occurrence observed in summer. In winter, low clouds prevailed. Effective cloud optical depth (ECOD), using the total transmittance at 415 nm, and instantaneous cloud effects on solar radiation at the surface, using global irradiance measurements, were estimated in synergy with LibRadtran computations. ECOD presented seasonal and diurnal variability, with maximum of mean in spring (34.4) and in the afternoon (34.2), and minimum at sunrise (25.5) and winter (26.9) for low clouds. The shortwave effects of clouds depended on solar disk condition, cloud type and cloud cover. Maximum of shortwave radiative attenuation was observed for low clouds in total overcast conditions with a median reduction of 72 % of global irradiance compared to clear sky. Median reduction of mid and high clouds was 57 % and 33 %, respectively. Enhancement effects with duration as long as 20 minutes, caused by lateral scattering, were observed in the presence of all analyzed cloud types, when the solar disk was not blocked by clouds, increasing global solar irradiance around 10% at the surface. Maximum enhancement could reach 50 % for low clouds. / Na Região Metropolitana de São Paulo, foram estudadas as nuvens e seus efeitos na radiação solar. Para tanto, foram usadas observações visuais de nuvens, medições desde a superfície efetuadas por diferentes radiômetros, produtos dos satélites de órbita polar CALIPSO e CloudSat e o modelo de transferência radiativa 1-D LibRadtran. Foi desenvolvida uma climatologia para o ciclo diurno da fração de cobertura de nuvens (1958-2016) usando dados de observações visuais. O ciclo diurno da cobertura de nuvens foi dominado por nuvens baixas, especialmente as estratiformes. Observaram-se diferenças entre o ciclo diurno das nuvens baixas cumuliformes e estratiformes. Além disso, houve uma tendência de aumento da fração de cobertura de nuvens baixas (1,6 %/década), especificamente das estratiformes (3,1 %/década), e das nuvens cirriformes (0,8%/década). Por outro lado, observou-se tendência de diminuição da fração de cobertura de nuvens médias (-2,4%/década). A variabilidade sazonal e diurna do perfil vertical de nuvens foi analisada, com as nuvens atingindo maiores altitudes à noite e no verão. No inverno, as nuvens baixas predominaram. A profundidade óptica efetiva da nuvem (ECOD), usando a transmitância total em 415 nm, e os efeitos instantâneos das nuvens sobre a radiação solar, de medições de irradiância solar global, foram estimados em sinergia com cálculos feitos com o LibRadtran. ECOD apresentou variabilidade diurna e sazonal com máximo na primavera (34,4) e no período da tarde (34,2) e mínimo pela manhã, próximo ao nascer do sol (25,5) e no inverno (26,9) para nuvens baixas. O efeito radiativo de onda curta apresentou dependência com relação à obstrução do disco solar pelas nuvens, o tipo de nuvem e fração de cobertura. A atenuação máxima foi observada para nuvens baixas com o céu totalmente nublado, com valor médio de redução de 72 % da irradiância global, comparada com condições de céu claro. Medianas de redução de nuvens médias e altas foram de 57 % e 33 %, respectivamente. Foram observados efeitos de incrementos da radiação solar (enhancement) de cerca de 10 % com duração de até 20 minutos, devido ao espalhamento pelas laterais das nuvens, em presença de todos os tipos de nuvens analisados, quando o disco solar não estava obstruído. O máximo de enhancement chegou até 50 % na presença de nuvens baixas.