Resumo Este trabalho possui dois objetivos principais, o primeiro é apresentar uma descrição de como o modelo atmosférico BRAMS foi estruturado com o intuito de capacitá-lo a simular a emissão, dispersão e sedimentação de cinzas vulcânicas; o segundo é fazer uma análise de sensibilidade com relação a diversas configurações do modelo, com o intuito de obter uma configuração adequada para prever a concentração de cinzas vulcânicas após eventos eruptivos. Avaliando os resultados do modelo com dados observados, principalmente com relação ao satélite CALIPSO, concluiu-se que o modelo BRAMS foi capaz de simular e prever com relativa precisão a posição e concentração das cinzas vulcânicas na atmosfera.

Abstract This work has two main goals, the first is provide a description of how the atmospheric BRAMS model was structured in order to enable it to simulate the emission, dispersion and sedimentation of volcanic ash; the second is do a sensitivity analysis, with respect to several configurations of the model, in order to obtain an optimized configuration for predict the volcanic ash concentration after eruptive events. Comparing model results with observed data, mostly related with CALIPSO satellite, we concluded that the BRAMS model was able to simulate and forecast with relative accuracy the location, sedimentation and concentration of volcanic ash in the atmosphere.

Radiâncias obtidas do satélite GOES 8 nos canais de vapor d'água e infravermelho termal (2, 4 e 5) foram utilizadas para estimar Radiação de Onda Longa (ROL) emergente no topo da atmosfera. As estimativas de ROL pelo utilitário ITPP5, aplicadas à informação do sensor HIRS/NOAA, foram consideradas como "verdade de referência". Imagens dos dois satélites são continuamente recebidas e processadas no CPTEC/INPE. As imagens GOES de alta resolução permitiram considerar grupos de pixels (e a irradiância média correspondente) contidos na área de um único pixel HIRS. Variáveis adicionais foram elaboradas, como por exemplo: um "canal equivalente" em 8 mm e uma "cauda espectral de onda longa" para l>15 mm (esta última, não detectada nem pelo HIRS nem pelo GOES). Assumiu-se a hipótese de isotropia para a radiância emergente. Regressão multivariada das irradiâncias GOES com relação à estimativa ITPP da ROL forneceu um estimador GOES com precisão comparável à de outros já publicados e baseados na informação de AVHRR/NOAA. Verificou-se que uma regressão baseada apenas nas irradiâncias do canal 4 e da cauda de onda longa fornece estimativas com a mesma precisão: erro médio de 3 W.m-2 e desvio padrão de 11 W.m-2. A aplicação do algoritmo para outra época do ano, avaliando médias em células de 1º´1º, produz um desvio médio similar e um desvio padrão de 7 W.m-2. Estes resultados sugerem que o algoritmo resgatou propriedades físicas e não simplesmente estatísticas da ROL, e poderia ser aplicado para monitoramento de ROL em escala diária e sazonal.

GOES-8 Imager radiances in water vapor and infrared channels 3, 4 and 5 were used for assessing outgoing longwave radiation (OLR) at the top of the atmosphere. Estimation by ITPP5 software applied to HIRS/NOAA 14 passes over Brazil was considered as "true reference". Imagery from both satellites is currently acquired and processed at CPTEC/INPE. GOES full-resolution imagery allows assessment of mean irradiance for sets of GOES pixels contained within the area of a single HIRS pixel. Additional GOES variables were estimated, such as: an "equivalent channel" at 8 mm and a "longwave tail" for l>15 mm (this one is not detected neither by HIRS nor GOES sensors). Isotropic outgoing radiance was assumed. Multivariate regression of GOES irradiances on OLR ITPP estimates provided a GOES estimator with accuracy comparable with others already published and based on AVHRR/NOAA information. It was found that a regression based only on channel 4 and the longwave tail yielded estimates with the same accuracy: mean deviation of 3 W.m-2 and standard deviation of 11 W.m-2. The application for another period in the year, averaged over 1º´1º grid cells, yielded similar mean deviation and standard deviation of 7 W.m-2. These results suggest that the algorithm applied in this work has physical rather than purely statistical meaning and could be used for OLR monitoring in daily and seasonal scales.