Resumo em Português:

Resumo Este estudo avalia a destreza de dois modelos climáticos globais (CPTEC e CFSv2) e de um modelo climático regional (RegCM4) em prever o clima sazonal em diferentes regiões do Brasil. O RegCM4 foi dirigido tanto com as saídas do sistema CFSv2 quanto do modelo do CPTEC. Também foram utilizadas duas versões do RegCM: a 4.3 e a 4.5. O RegCM4.3 foi dirigido por seis membros do CFSv2, enquanto o RegCM4.5 foi dirigido por um membro do modelo global do CPTEC. Todas as previsões iniciaram cerca de dois meses antes do trimestre a ser previsto e ao todo foram realizadas 94 simulações com o modelo regional. De forma geral, o RegCM4 adiciona valor às previsões dos modelos climáticos globais, principalmente, quando é aninhado às saídas do modelo do CPTEC. Quando o RegCM4.5 é dirigido por esse modelo global e é utilizada a parametrização de convecção cumulus de Emanuel há uma boa performance do modelo regional na previsão da precipitação e temperatura do ar em quase todo o Brasil.

Resumo em Inglês:

Abstract This study evaluates the ability of two global climate models (CPTEC and CFSv2) and a regional climate model (RegCM4) in predicting the seasonal climate in different regions of Brazil. RegCM4 was drove with the outputs of two global climate models: CFSv2 system and CPTEC. Two versions of RegCM were employed in the study: 4.3 and 4.5. RegCM4.3 was ran with six members of CFSv2 system, while RegCM4.5 was ran with a member of the CPTEC model. All forecasts started about two months before the season to be predicted and in all 94 simulations with the regional climate model were carried out. RegCM4 adds value to the predictions of the global climate models, mainly when it is nested to the CPTEC outputs. When RegCM4.5 is drove by CPTEC outputs and Emanuel cumulus convection parameterization is used, there is a good performance of the regional climate model in predicting the precipitation and air temperature in almost all Brazil.

Resumo em Português:

Resumo O Brasil apresenta elevada variabilidade espaço-temporal pluviométrica, sendo fundamental representá-la sistematicamente visando conhecer seus efeitos sobre o ciclo hidrológico e as diversas atividades humanas. Assim, é proposto o “Índice de Proporção de Escalas” (IPE), com o objetivo de avaliar a contribuição relativa da variação da quantidade de chuvas em função da maior/menor estruturação espaço/temporal das mesmas. Foram obtidos valores do índice para 809 localizações no país, a partir dos quais foram identificados cinco padrões principais de IPE com distintas configurações espaço-temporal. Foi observado que, em três regiões de fronteira próximas aos limites territoriais do Brasil correspondem a uma faixa de baixos IPEs (fator espacial relativamente mais importante). Enquanto na região central e no extremo sul do país, prevalecem altos IPEs (fator temporal relativamente mais importante). Com isso, a partir dos padrões descritos acima foi possível relacioná-los aos sistemas formadores do tempo meteorológico e, conduzir a uma caracterização preliminar destas regiões que auxiliam no entendimento da variabilidade espaço-temporal das chuvas.

Resumo em Inglês:

Abstract Brazil shows a high spatial and temporal pluviometric variability. Therefore, it is crucial to systematically represent this phenomena in order to know the influence of precipitation for the hydrological cycle and several human activities. Thus, it is proposed a metrics called IPE (Index of Scale Proportion) to assess the relative contribution of the time and space on the rainfall variability, aiming to identify multi-scalar climatic patterns and to relate them to the main meteorological driver systems. We used data from 809 locations and identified five main patterns for IPE in distinct spatiotemporal configuration. The patterns called A, B and C describe a range of low IPE values (major importance of space relative to time) covering a large circular area with its limits near to the country edge. The patterns called D and E are located respectively on central and south area of country, showing high IPE values (time factor was relatively more important). It was possible to correlate the described IPE patterns to the well-know weather systems, gathering a preliminary characterization that help us to clarify the spatiotemporal rainfall variability.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste estudo foi avaliar a utilização de dados estimados de radiação solar global nas simulações de produtividade potencial de arroz irrigado. A radiação solar global foi estimada por quatro modelos empíricos, baseados na temperatura do ar, e um derivado de satélite meteorológico. Os modelos empíricos foram calibrados e validados para 10 locais, representativos das seis regiões orizícolas do Estado do Rio Grande do Sul - Brasil. Para avaliação dos impactos das estimativas da radiação nas simulações de produtividade do arroz irrigado foi utilizado o modelo CERES-Rice, calibrado para quatro cultivares. As estimativas de radiação solar global dos modelos empíricos baseados na temperatura do ar apresentaram desvios, em relação aos valores observados, de 20 a 30% e as estimados por satélite desvios superiores a 30%. Os dados de radiação solar global estimados pelos modelos empíricos baseados na temperatura do ar do tipo Hargreaves and Samani, Donatelli and Campbell e derivado de satélite (PowerNasa) podem ser utilizados como dado de entrada em modelos de simulação do crescimento, desenvolvimento e produtividade da cultura do arroz irrigado.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this study was to evaluate the use of estimated global solar radiation data in the simulations of potential yield of irrigated rice. Global solar radiation was estimated by four empirical models, based on air temperature, and a meteorological satellite derivated. The empirical models were calibrated and validated for 10 sites, representative of the six rice regions of the State of Rio Grande do Sul - Brazil. To evaluate the impact of the radiation estimates on irrigated rice yield simulations, the CERES-Rice model, calibrated for four cultivars, was used. The estimates of global solar radiation of the empirical models based on the air temperature showed deviations, from the observed values, of 20 to 30% and the estimated by satellite deviations of more than 30%. The global solar radiation data estimated by the Hargreaves and Samani, Donatelli and Campbell and derived satellite (PowerNasa) type air temperature-based empirical models can be used as input data in simulation models of crop growth, development and productivity of irrigated rice.

Resumo em Português:

Resumo A chuva (P) e a evapotranspiração potencial (ETP) são variáveis climáticas relevantes para diferentes áreas do conhecimento, tais como: agricultura, manejo de bacias, previsões de tempo e drenagem urbana. O objetivo deste trabalho foi caracterizar os padrões de chuva e de ETP para o município de Goiânia, GO. Foram utilizados dados de 36 anos para chuva e de 21 anos para ETP. A precipitação foi de 1.494,66 mm, com tendência de redução a uma taxa de 3,7 mm ano-1. Observou-se que 99% das precipitações diárias são p ≤ 50 mm dia-1. Registraram-se 292 dias sem chuva e 72 dias chuvosos, com tendência de redução dos dias chuvosos e aumento de dias secos. A ETP foi de 1.380,57 mm, sendo a maior e a menor média registrada no 3° (139,02 mm) e 35° (55,36 mm) quinquídios. Há tendência de aumento na ETP (6,37 mm ano-1). Registrou-se excedente hídrico de 607 mm ano-1 e déficit 471 mm ano-1. ETR/ETP <0,8 entre os meses de abril e outubro. Frequências predominantes de P e ETP foram de 38% (P>X¯) e 31% (ETP>X¯), com periodicidades 4,0 (P) e 3,2 (ETP) anos. Observou-se r = 0,68 entre a temperatura média do ar e as taxas de desmatamento.

Resumo em Inglês:

Abstract Rainfall (P) and potential evapotranspiration (ETP) are climatic variables relevant to different areas of knowledge, such as: agriculture, watershed management, weather forecasts and urban drainage. The aim of this work was to characterize the rainfall and ETP patterns for the Goiânia, GO city. Data of 36 years for rainfall and 21 years for ETP were used. The precipitation was 1,494.66 mm, with a trend of reduction at a rate of 3.7 mm year-1. It was observed that 99% of the daily precipitations are p ≤ 50 mm day-1. We recorded 292 days without rain and 72 rainy days, with a tendency to reduce rainy days and increase dry days. The ETP was 1,380.57 mm, with the highest and the lowest mean recorded in the 3rd (139.02 mm) and 35th (55.36 mm) quinquides. There is a tendency to increase in ETP (6.37 mm year-1). A water surplus of 607 mm year-1 and a deficit of 471 mm year-1 were recorded. ETR/ETP <0.8 between the months of April and October. Predominant frequencies of P and ETP were 38% (P>X¯) and 31% (ETP>X¯), with periodicities 4.0 (P) and 3.2 (ETP) years. Correlation of 0.68 between the mean air temperature and Goiás deforestation rates was observed.

Resumo em Português:

Resumo Devido à importância do conhecimento das variações da vazão de rios para o planejamento dos usos múltiplos da água, este estudo objetiva explorar as influências remotas do clima, via padrões de variabilidades climáticas e regionais, via precipitação e vazão em bacias de contribuição. Para tanto, foram desenvolvidos modelos empíricos de previsão de vazões mensais defasados no tempo na Usina Hidrelétrica de Itaipu. Estes modelos foram testados com diferentes grupos de preditores, tais como: índices climáticos; precipitação em regiões pluviométricas homogêneas; vazão em pontos a montante e em Itaipu; e o conjunto de todos os preditores anteriores. Por meio do método stepwise foram selecionados os preditores mais significativos, sendo destacados os seguintes preditores: índices do El Niño Oscilação Sul e de anomalias de temperatura da superfície do mar no Atlântico Tropical Sul; precipitação em locais na faixa sul da bacia; e a própria vazão em Itaipu defasada. Os modelos foram validados, indicando de um modo geral maior desempenho nas defasagens mais curtas, quando considerados os preditores de vazão e precipitação e nas defasagens mais longas, considerando os índices climáticos. Portanto, os resultados deste estudo demonstram a importância de serem consideradas as influências remotas do clima nas estimativas de vazão, principalmente para previsões de longo prazo.

Resumo em Inglês:

Abstract This study aims to explore the remote climate influences, through patterns of climate variability, and regional, through precipitation and streamflow in contribution of basins, given the meaning of river flow variations knowledge to the planning of water multiple uses. Therefore, empirical models of monthly streamflow in the lower of basin the Parana River at the site Itaipu Dam were developed. These models were tested with different groups of predictors: only the lagged climate indices; only precipitation in homogeneous rainfall regions; only streamflow at upstream points and even the streamflow of Itaipu; and the set of predictors. Through stepwise method the most significant predictors were chosen, being highlighted the best predictors: the indices of the El Niño Southern Oscillation and temperature anomalies of the sea surface in the tropical South Atlantic; rainfall in southern basin sites; and proper lagged streamflow in Itaipu. The models were validated, indicating generally higher performance in shorter lags, when considered predictors of streamflow and precipitation, in the longer lags, it was found that the best performance is for the model considering only the climate indices. Therefore, the results of this study demonstrate the importance of considering the remote climate influences on streamflow estimates, especially for longer-term forecasts.

Resumo em Português:

Resumo Pretendeu-se identificar e classificar as condições atmosféricas quando concentrações significativas de PTS ocorreram em Rio Grande. Identificou-se 110 casos com concentrações maior que 30 μg.m-3, dos quais 53 eram maiores que 75 μg.m-3. Os eventos foram agrupados em 8 categorias segundo a similaridade do escoamento do vento e do campo de pressão superficial, através dos campos atmosféricos obtidos nos dados de Reanálise. A maioria destes casos ocorre quando há um sistema de alta pressão estabelecido ao sul, ao norte ou sobre a região, o qual propicia ventos moderados que não favorecem a dispersão dos poluentes. Foram analisados também os dados de temperatura média semanal da superfície do mar. Quando ocorre alta pressão há um fluxo de águas frias vindas do sul, enquanto que nos casos de baixa pressão favorece um fluxo de águas quentes vindas do norte. Foi realizada uma classificação satisfatória das condições atmosféricas que favorecem a concentração de poluentes na cidade, além de identificada uma possível interação oceano-atmosfera com as variações locais de temperatura da superfície do mar. Esta classificação, somada a previsão numérica das condições atmosféricas, pode ser aplicada no alerta à população sobre a possibilidade de concentrações elevadas na região.

Resumo em Inglês:

Abstract Significant concentrations of Total Suspended Particulate found in Rio Grande, in some years in the 90’s, were identified and their associated atmospheric conditions were applied to create a classification of situations that favor high pollutants’ concentrations. A hundred ten cases with concentrations above 30 μg.m-3 were detected and 53 out of those had concentrations above 75 μg.m-3. Events were grouped into 8 categories according to the similarity of the wind flow and the surface pressure field, based on the atmospheric fields obtained from Reanalysis data. Most cases take place when there is a high-pressure system south of, north of or over the region since it triggers moderate winds which do not enable pollutant dispersion. Data on weekly mean sea surface temperatures were also analyzed. When there is high pressure, there is a flow of cold waters coming from the south whereas, in low-pressure case, there is a flow of hot waters coming from the north. A satisfactory classification of atmospheric conditions that favor pollutant concentration in the city was carried out. An interaction between the ocean and the atmosphere was identified. This classification, along with the numerical weather forecast, may be used to warn population about the possibility of high pollutant concentrations.

Resumo em Português:

Resumo O potencial eólico na região Agreste do Nordeste Brasileiro (NEB) tem características positivas para geração elétrica, cuja exploração ainda é pouca explorada. Este trabalho analisa uma base de dados anemométricos com 3,1 anos de duração (outubro de 2007 a outubro de 2010), coletados em Girau do Ponciano, Alagoas. Foram definidos três períodos para identificação dos padrões sazonais: Anual, estação seca (Outubro-Janeiro) e estação chuvosa (Maio-Agosto). Os valores horários e mensais mostraram que a velocidade média do vento em 50 m de altura foram superiores a 7 m s-1, alcançando 8,5 m s-1 no período seco. A direção do vento é pouco variável, oscilando entre NE e SE. Os ventos mais intensos (≥ 10 m s-1) foram observados durante a noite. Os parâmetros de Weibull apresentaram um desenvolvimento sazonal distinto, onde a curva de ajuste no período seco (chuvoso) foi mais distribuída (concentrada) nas classes adjacentes a 8 m s-1 (7 m s-1). Os termos relacionados a produção de energia eólica, calculados através do modelo WAsP, também indicam a potencialidade na exploração dos ventos em Girau do Ponciano. Os valores entre 3 a 10 GWh para energia anual produzida e entre 35% a 65% de fator de capacidade são equivalentes ou superiores aos apresentados em parques eólicos em operação no NEB. Simulações em microescala indicaram que o período chuvoso possui menor potencial energético e menor variabilidade espacial. As características meteorológicas e geográficas de Girau do Ponciano são favoráveis para futuras instalações de parques eólicos. A distância para rodovias estaduais é inferior a 10 km, com a subestação de 69 kV a aproximadamente 20 km da posição da torre anemométrica usada. Além disso, o relevo possui baixa inclinação (< 15°), vegetação rasteira e reduzida presença de edificações na região, que favorecem na redução da rugosidade aerodinâmica.

Resumo em Inglês:

Abstract The wind potential in the Agreste region of Northeastern Brazil has important features for energy exploration, but, stills unexplored. This work analyzes 3.1 yrs anemometer tower measurements in the Girau do Ponciano, Alagoas state. The observational data was recorded from October 2007 to October 2010. Three periods were defined to constrain the seasonal wind patterns: Annual, Dry (October-January) and Wet (May-August). Hourly and monthly series showed the average wind speed was higher than 7 m s-1, reaching 8.5 m s-1 during the dry season. Further, the wind direction was also favorable with less variability, concentrated between NE and SE. During nighttime the wind speed ≥ 10 m s-1 were more frequent. The Weibull fit is more distributed (concentrated) during the dry (wet) season close to 8 m s-1 (7 m s-1). The AEP (Cf) parameter estimated by the WAsP model varied between 3 to 10 GWh (35% to 65%). Nevertheless, Girau do Ponciano domain was positioned nearby two highways and close to an electrical substation in the Arapiraca city. Other geographic conditions (topography inclination < 15°, the absence of obstacles, and low vegetation) are also favorable to future wind farm installation in this area.

Resumo em Português:

Resumo Objetivou-se neste estudo identificar e analisar as secas e seus impactos na agropecuária no município de Campina Grande - PB. Foram utilizados dados de totais mensais precipitados para o período de 1994-2015 do município de Campina Grande para analisar duração, déficit hídrico e intensidade das secas nesse período. Para análise dos impactos foram utilizados dados de agricultura, pecuária e produtos agropecuários obtidos no Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. As secas mais graves no município, aquelas com as maiores durações, déficits hídricos e intensidades, ocorreram nos períodos de 1997-1999, 2012-2015 e 2001-2003. As culturas permanentes tiveram maior impacto na quantidade produzida e rendimento médio. Já as temporárias tiveram redução de área plantada, área colhida, quantidade produzida, rendimento médio e valor da produção. Os maiores impactos ocorreram para banana, coco, mamão, feijão e milho durante 2012 e 2013. Ocorreu redução do efetivo de animais durante a seca, principalmente em 2012 e 2013. A maior redução foi apresentada pelos rebanhos bovino, caprino e ovino. Com relação aos produtos agropecuários, só houve redução da quantidade e do valor da produção de leite durante 2012 e 2014.

Resumo em Inglês:

Abstract This study aimed to identify and analyze the droughts and its impacts on agriculture in the municipality of Campina Grande - PB. Were used of monthly total data precipitates for the period 1994-2015 of Campina Grande municipality to analyze duration, water deficit and intensity of droughts in this period. To analyze the impacts were used data of agriculture, livestock and agricultural products obtained from the Brazilian Institute of Geography and Statistics. The most severe droughts in the municipality, those with longer durations, water deficits and intensities occurred in the periods of 1997-1999, 2012-2015 and 2001-2003. The permanent crops had greater impact on the quantity produced and average income. Already had temporary acreage reduction, harvested area, amount produced, average yield and production value. The greatest impacts occurred banana, coconut, papaya, bean and corn during 2012 and 2013. There was a reduction of the effective animals during drought, especially in 2012 and 2013. The largest reduction was presented by bovine cattle, goats and sheep. With regard to agricultural products, only decreased the quantity and value of milk production during 2012 and 2014.

Resumo em Português:

Resumo Este estudo tem como objetivo validar e analisar um conjunto de medidas de radiação solar ultravioleta (RUV) coletadas em seis localidades do Peru, cujas altitudes variam do nível do mar a 4479 m. Esta análise envolveu a avaliação do índice ultravioleta (IUV) e das doses eritematosas diárias (D-Er). Para tanto, as séries foram comparadas com simulações do modelo de transferência radiativa TUV e amostras de RUV coletadas sob condições de céu claro. As equações de regressão apontaram coeficientes de determinação elevados (R2 > 0,91), com alta significância estatística (p < 0,0001). Resultados mostraram que o recorde de IUV observado no Peru foi 23,5, registrado em Marcapomacocha (4479 m). Em relação às D-Er, destaca-se Arequipa com média de 7,9 kJm-2 diários (± 1,3 kJm-2), no verão. A D-Er recorde foi observada em Cajamarca no outono, com valor de 14,3 kJm-2. As doses diárias elevadas e o grande número de episódios de IUV muito altos e extremos evidenciam risco do desenvolvimento de doenças de pele relacionadas à exposição ao Sol, tal como o câncer de pele (CP). Por essa razão, este estudo fornece novos conhecimentos acerca da distribuição espaço-temporal da RUV no Peru, produzindo subsídios para políticas públicas de fotoproteção naquele país.

Resumo em Inglês:

Abstract We evaluate a set of ultraviolet solar radiation (UVR) measurements collected in six locations in Peru: Ica, Tacna, Moquegua, Arequipa, Cajamarca and Marcapomacocha, whose altitudes vary from sea level to 4479 m. The analysis involved the validation and analysis of the ultraviolet index (UVI) and the daily erythemal doses (D-Er). Clear-sky filtered data were compared with numerical simulations provided by the Tropospheric Ultraviolet and Visible (TUV) radiation model in order to estimate numerical regression equations. These equations showed high determination coefficients (R2 > 0.91) statistical significance (p < 0.0001). Results show that the maximum UVI observed in Peru was 23.5 in Marcapomacocha (4479 m above sea level). Regarding D-Er, the highest means were observed in summer at the city of Arequipa with daily averages closer than 7.9 kJm-2 (± 1.3 kJm-2). However, the highest daily dose was observed in Cajamarca in the fall, with 14.3 kJm-2. These large amounts of high D-Er and very high and extreme UVI episodes indicate an important risk to the development of solar-related skin diseases, as the skin cancers. Our analysis provides a new knowledge on the spatial and temporal UV distribution in Peru and an important tool to justify public policies for solar protection.

Resumo em Português:

Resumo As queimadas e incêndios descontrolados que ocorrem no Pantanal causam grandes prejuízos à fauna e flora locais. A previsão desses eventos é de grande importância por possibilitar que as catástrofes no ecossistema do Pantanal sejam amenizadas ou, até mesmo, evitadas. Tendo em vista que a prevenção contra incêndios deve ser constante, a identificação de focos de queimadas é essencial para uma intervenção imediata. Este estudo teve como objetivo avaliar as ocorrências de queimadas e incêndios no Pantanal Sul-Mato-Grossense, associadas às variáveis meteorológicas e realizar uma modelagem de previsão. As variáveis envolvidas nesse processo foram extraídas da base de dados do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e do banco de dados meteorológicos para ensino e pesquisa do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Foram observadas que a temperatura, umidade relativa e radiação solar, possuem um relacionamento estreito com a ocorrência dos focos e as correlações resultantes foram satisfatórias para a aplicação das modelagens de previsão. A técnica de Regressão Linear Múltipla apresentou 41% de ajustamento e a técnica de Análise Auto-regressiva Integrada de Médias Móveis apresentou ajustamento de 66,5% e desempenho geral de 68,4%, tornando-a a metodologia mais recomendada para a previsão.

Resumo em Inglês:

Abstract Uncontrolled fire points and forest fires in the Pantanal cause great damage to local flora and fauna. The prediction of these events is of paramount importance as it may mitigate or even avoid disasters in the Pantanal ecosystem. Given that fire prevention should be constant, the identification of fire foci is essential for immediate intervention. The objective of this study was to evaluate the forest fires in the Pantanal of Mato Grosso do Sul associated with the meteorological variables and to perform a forecast modeling. The environmental variables involved in the process were provided by the database of the Center for Weather Forecasting and Climate Studies of the National Institute for Space Research (INPE) and from the meteorological database for teaching and research of the National Institute of Meteorology (INMET). A close relationship was observed between the meteorological variables temperature, relative humidity and solar radiation and the occurrence of foci and the resulting correlations were satisfactory for the application of forecasting models. The Multiple Linear Regression technique presented fit of 41% and the Integrated Self-Regressive Analysis of Moving Average technique, 66.5%, and a general performance of 68.4%, thus making the latter the most recommended methodology for forecasting.

Resumo em Português:

Resumo O Referido estudo estima e preenche falhas reais em uma série de dados meteorológicos pertencentes a quatro regiões do estado do Rio de Janeiro. Para isso, foi aplicada uma Rede Neural Artificial (RNA) de Perceptrons de múltiplas camadas (MLP). A fim de avaliar sua aptidão, foram estimadas as variáveis mensais de temperatura máxima do ar e umidade relativa do ar do período de 31/05/2002 a 31/12/2014, e comparadas com os resultados obtidos por modelos de Regressão Linear Múltipla (RLM) e Média das regiões (MD), e ainda confrontados com os dados registrados. Para analisar os valores estimados e definir o melhor modelo para preenchimento foram aplicadas técnicas estatísticas como o coeficiente de correlação (r), erro médio percentual (EMP), entre outros. Os resultados demonstraram uma alta relação com os dados registrados, apresentando índices entre 0,94 a 0,98 de (r) para temperatura máxima do ar e entre 2,32% a 1,05% de (EMP), mantendo a precisão entre 97% a 99%. Já para umidade relativa do ar o índice (r) com MLP se manteve entre 0,77 a 0,94, e o (EMP), entre 2,41% a 1,85%, mantendo as estimativas entre 97% a 98%. Esses resultados destacam a MLP como sendo eficaz na estimativa e preenchimento de valores faltantes.

Resumo em Inglês:

Abstract This study estimates and fills real flaws in a series of meteorological data belonging to four regions of the state of Rio de Janeiro. For this, an Artificial Neural Network (ANN) of Multilayer Perceptron (MLP) was applied. In order to evaluate its adequacy, the monthly variables of maximum air temperature and relative humidity of the period between 05/31/2002 and 12/31/2014 were estimated and compared with the results obtained by Multiple Linear Regression (MLR) and Regions Average (RA), and still faced with the recorded data. To analyze the estimated values and define the best model for filling, statistical techniques were applied such as correlation coefficient (r), Mean Percentage Error (MPE) and others. The results showed a high relation with the recorded data, presenting indexes between 0.94 to 0.98 of (r) for maximum air temperature and between 2.32% to 1.05% of (MPE), maintaining the precision between 97% A 99%. For the relative air humidity, the index (r) with MLP remained between 0.77 and 0.94 and (MPE) between 2.41% and 1.85%, maintaining estimates between 97% and 98%. These results highlight MLP as being effective in estimating and filling missing values.

Resumo em Português:

Resumo O método multicamadas de advecção-difusão (ADMM) produz soluções semianalíticas precisas dos problemas de valores de contorno/iniciais para equações de advecção-difusão com coeficientes variáveis que modelam a dispersão de poluentes na atmosfera, e apresenta o menor custo computacional quando comparado com outros métodos baseados em transformadas integrais. Contudo, em situações operativas tais como desastres naturais/industriais que resultam na fuga de poluentes na atmosfera, é necessário aferir rapidamente e com exatidão a distribuição da concentração dos poluentes no nível do solo para minimizar o impacto na saúde e na economia. Aqui, para acelerar a disponibilidade de resultados com mínima perda de precisão, o ADMM é combinado com homogeneização matemática, cujo emprego na modelagem de dispersão de poluentes parece ser novidade. A abordagem proposta é comparada com a aplicação direta do ADMM e às observações do experimento de Hanford para avaliar a exatidão das estimativas, assim como sua eficiência computacional, considerando condições atmosféricas estáveis e a influência da velocidade de deposição. Os resultados mostram que a combinação do ADMM com a homogeneização matemática apresenta uma redução significativa no custo computacional com pouca perda de precisão.

Resumo em Inglês:

Abstract The advection-diffusion multilayer method (ADMM) produces accurate semi-analytical solutions of initial/boundary-value problems for advection-diffusion equations with variable coefficients that model pollutant dispersion in the atmosphere, and exhibits lower computational cost in comparison to other integral transform-based methods. However, in operative situations such as natural/industrial disasters resulting in the release of pollutants to the atmosphere, it is necessary to assess rapidly and accurately the ground-level distribution of pollutant concentration in order to minimize the impact on health and economy. Here, in order to accelerate the availability of results with little loss of accuracy, the ADMM is combined with mathematical homogenization, whose use in pollutant dispersion modeling seems to be new. The proposed approach is compared with the direct application of the ADMM and to the observations of the Hanford experiment in order to access both its accuracy and computational cost, for stable atmospheric conditions and considering the influence of deposition velocity. The results show that the combination of the ADMM and mathematical homogenization reduces remarkably the computation cost with little loss of accuracy.

Resumo em Português:

Resumo La estabilidad atmosférica en la capa superficial, influye en muchos de los procesos dinámicos que se dan en la atmósfera, afectan los fenómenos de difusión y transporte de energía y materia, razón por lo que se ha estudiado ampliamente en latitudes medias; sin embargo, existen muy pocos trabajos en condiciones típicas del altiplano ecuatoriano (latitud cero y altura media respecto al nivel del mar de alrededor de 2500 m). En el presente trabajo se desarrolla un estudio de la variación de la estabilidad atmosférica en dichas condiciones, usado datos de la estación meteorológica de la Universidad Nacional de Chimborazo del año 2015. Los resultados obtenidos en este estudio muestran un predominio del estado muy estable durante la noche y entre muy inestable e inestable durante el día según la clasificación de Pasquill, con un comportamiento medio mensual regular a lo largo del año.

Resumo em Inglês:

Abstract The atmospheric stability in the surface layer, influences many of the dynamic processes that occur in the atmosphere, affect the phenomena of diffusion and transport of energy and matter, reason why it has been studied extensively in middle latitudes, however, There are very few jobs in conditions typical of the Ecuadorian highlands (zero latitude and average height with respect to sea level of around 2500 m). In the present work a study of the variation of the atmospheric stability in those conditions is carried out, used data of the meteorological station of the National University of Chimborazo, taken by hours during the year 2015. The results obtained in this study show a predominance of the Very stable during the night and between very unstable and unstable during the day according to the classification of Pasquill, with a regular monthly average behavior throughout the year.

Resumo em Português:

Resumo O estado da Paraíba, localizado na região Nordeste do Brasil, possui 223 municípios, distribuídos numa área de 56.469 km2. A Paraíba é dividida em quatro mesorregiões: Zona da Mata, Agreste, Borborema e Sertão Paraibano. Para este estudo, a mesorregião semiárida, Sertão Paraibano, foi escolhida, a fim de compreender a vulnerabilidade às alterações climáticas, considerando sua importância econômica para fornecimento de água e energia. O teste não-paramétrico Mann-Kendall foi utilizado com a finalidade de avaliar tendências nas séries históricas de dados de precipitação mensal, trimestral, semestral e anual. As séries utilizadas correspondem ao período de 1912-2012, construídas a partir de dados provenientes de cinco estações meteorológicas, distribuídas pela mesorregião, mantidas pela Agência Executiva de Gestão das Águas (AESA) e Departamento Nacional de Obras Contra a Seca (DNOCS). Os resultados indicam tendência de aumento na precipitação, principalmente nos intervalos de tempo anual, no primeiro semestre de janeiro a junho (J-J), no trimestre dezembro, janeiro e fevereiro (DJF) e no mês de Janeiro, com incrementos anuais entre 2,67 mm/ano e 5,45 mm/ano. Os resultados evidenciam a necessidade de aprofundar estudos sobre influência das mudanças climáticas na mesorregião do Sertão Paraibano, com o intuito de mitigar os seus efeitos ou promover medidas de adaptação.

Resumo em Inglês:

Abstract The state of Paraíba, located in the northeastern region of Brazil, comprises 223 municipalities and covers an area of 56,469 km2. Paraíba is divided into four major mesoregions: Zona da Mata, Agreste, Borborema and Sertão Paraibano. For this study, the Sertão Paraibano mesoregion, a semiarid area, was chosen to understand vulnerability to climate change, taking into account the region’s economic importance for water and energy supply. The Mann-Kendall non-parametric test was applied to evaluate trends in the historical series of monthly, trimestrial, biannual and annual precipitation data. The series utilized corresponded to the period 1912-2012 and were built from data generated by five meteorological stations distributed throughout the mesoregion. These stations are maintained by the Executive Agency for Water Management (AESA) and National Department of Works Against Drought (DNOCS). The results indicated increasing precipitation trends for the Sertão Paraibano mesoregion, especially in the annual evaluation, for the first semester of the year (January to June), for the trimester December-January-February and the month of January, with slopes between 2.67 mm/year and 5.45 mm/year. The results evidenced the need to deepen studies on the influence of climate change in the area, to promote prompt adaptation measures.

Resumo em Português:

Resumo O presente trabalho estudou a variabilidade temporal das 3 componentes da irradiância solar (global, direta e difusa) na região de Manacapuru, distante 66 km de Manaus-AM, dentro do âmbito do projeto GOAmazon 2014/15, analisando dados relativos aos anos de 2014 e 2015. Também foram analisados dados de cobertura de nuvens e precipitação do mesmo período. Observou-se, de modo geral, que os valores das frações de nuvens foram semelhantes entre os dois anos analisados, situando-se entre valores típicos de 20-25% (estação seca) e 35-40% (estação chuvosa). São apresentados valores típicos das irradiâncias solar global, direta e difusa para diferentes escalas de tempo (horárias e sazonal), bem como as variações destes valores entre os anos 2014-2015 (escala interanual). São também apresentados as interrelações destas 3 componentes para os valores médios horários e mensais e observa-se que as irradiâncias solar global e direta são diretamente relacionadas entre si e inversamente relacionadas com a contribuição difusa. Finalizando, é discutido como o evento EN 2015 impactou as medidas das 3 componentes da irradiância solar a superfície, associando com a menor ocorrência de nuvens/chuva e da presença maior de aerossóis.

Resumo em Inglês:

Abstract The present work studied the temporal variability of the three components of solar irradiation (global, direct and diffuse) at the Manacapuru region, 66 km distant from Manaus-AM, within the scope of the GOAmazon 2014/15 project, analyzing data for the years of 2014 and 2015. Also it was analyzed the cloud cover data and precipitation. In general, the cloud cover for both years were similar and their typical values are 20-25% (dry season) and 35-40% (wet period). The typical values of global, direct and diffuse solar irradiance were presented for different time scale (hourly and seasonal) as well as variations for the years 2014 and 2015 (interannual scale). The interrelationships amongst the 3 components for hourly and monthly values were presented and it can be noticed that global and direct solar irradiances were directly related although both were inversely correlated with the diffuse solar irradiance. Finally, the ENSO 2015 event was discussed and how it was impacted, the measurements as it had lower cloud cover and rain the higher aerosol concentration.

Resumo em Português:

Resumo A região de Belém, no estado do Pará, localizada na região norte do Brasil e parte do bioma da Amazônia, é caracterizada por altas temperaturas, forte convecção, alta umidade e instabilidade atmosférica, favorecendo a formação de nuvens convectivas. As convecções rasa e profunda estão entre os componentes principais do balanço de energia local. A convecção profunda sobre os continentes é tipicamente precedida pela convecção rasa. Uma análise do desempenho das parametrizações para convecção rasa do Modelo de Coluna Única (MCU) do Laboratório de Propulsão à Jato / Administração Nacional Aeronáutica e Espacial (sigla em inglês JPL/NASA) em relação ao aglomerado de nuvens cúmulus formado na região costeira da Amazônia devido às linhas de instabilidade foi realizada. Para alcançar este propósito foram usadas imagens classificadas e dos canais infravermelhos 2 e 4 do satélite GOES-12 e dados obtidos na campanha CHUVA “Cloud processes of tHe main precipitation systems in Brazil: A contribUtion to cloud resolVing modeling and to the GPM (GlobAl Precipitation Measurement)”, durante o mês de junho de 2011. Durante aquele período, aglomerados de nuvens cúmulus penetram o interior da Amazônia, causando chuvas fortes. Resultados demonstraram que as parametrizações apresentaram bom desempenho para o caso onde somente um núcleo de nuvens foi observado, tal como o ocorrido em 14 de junho às 18:00h. Este período do dia apresentou os menores valores de viés e erro médio quadrático (EMQ) para a umidade relativa do ar. Para a temperatura potencial, o menor valor de viés foi às 12:00h do dia 7 de junho (0,18 K), o maior valor foi em 11 de junho (-2,32 K) e o EMQ variou de 0,59 à 2,99 K.

Resumo em Inglês:

Abstract The Belem region of the state of Para, which is located in northern of Brazil and part of the Amazon biome is characterized by high temperatures, strong convection, unstable air conditions and high humidity favoring the formation of convective clouds. Shallow convection and deep convection are among the main components of the local energy balance. Typically a deep convection over the continents is preceded by a shallow convection. An analysis of the performance of the Jet Propulsion Laboratory / National Aeronautics and Space Administration (JPL/NASA) model of shallow convection parameterization in a framework of the single column model (SCM), in relation to the cluster of cumulus clouds formed in the coastal region of the Amazon forest due to squall lines, is provided. To achieve this purpose enhanced satellite images and infrared images from channels 2 and 4 from the GOES-12 satellite, and data obtained by the “Cloud processes of tHe main precipitation systems in Brazil: A contribUtion to cloud resolVing modeling and to the GPM (GlobAl Precipitation Measurement)” - CHUVA - campaign, during the month of June of 2011, were used. During that period, clusters of cumulus clouds penetrated the interior of the Amazon, causing heavy rains. Results demonstrated that the parameterizations performed well in the case where only a core of clouds was observed, such as at 18:00h on 14 June. This period of the day also presents the smallest bias and root mean square error (rmse) values for the relative humidity. For the potential temperature the smallest value of bias is at 12:00h on June 7th (0.18 K), the largest one is on June 11th (-2.32 K) and the rmse ranges from 0.59 to 2.99 K.

Resumo em Português:

Resumo Foi realizado um estudo de mapeamento de áreas de incidência e previsões para os casos de dengue na área urbana de Belém em que, para a realização de previsões de ocorrências de dengue, foi utilizada a Taxa de Incidência de Dengue (TID) relacionada à precipitação pluviométrica com uso de modelo multivariado baseado na metodologia de Box e Jenkins de séries temporais. O período do estudo foi de 5 anos (2007-2011). Os resultados das análises dos dados da TID e precipitação mostraram que, o aumento na TID é acompanhada por um aumento na precipitação, demonstrando uma relação direta entre essas variáveis no período de estudo, nos bairros da área urbana de Belém, dentre eles com maior destaque para os bairros Marco, Guamá e Pedreira. O modelo de previsão construído para a TID apresentou um bom ajuste com resultados satisfatórios podendo, neste caso, ser utilizado na previsão da dengue.

Resumo em Inglês:

Abstract It was conducted a mapping study of the areas of incidence and predictions for dengue cases in the urban area of Belém, where the Dengue Incidence Rate (DIR) related to rainfall precipitation was used to forecast dengue occurrences using a multivariate model based on the Box and Jenkins time series methodology. The study period was 5 years (2007-2011). The results of the DIR data analysis and precipitation showed that the increase in DIR is accompanied by an increase in precipitation, demonstrating a direct relationship between these variables in the period under consideration, in the neighborhoods of the urban area of Belém, with greater emphasis in the neighborhoods of Marco, Guamá and Pedreira. The predictive model built for the DIR showed a good fit with satisfactory results and, in this case, can be used to predict dengue.