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Revista Brasileira de Meteorologia, Volume: 34, Número: 4, Publicado: 2019
  • Caracterização do Regime Pluviométrico do Município de Araguaína – TO Artigo

    Mendes, Alesi Teixeira; Zukowski Junior, Joel Carlos

    Resumo em Português:

    Resumo O comportamento da chuva afeta o planejamento e operação dos setores da sociedade. Uma das formas de conhecer o comportamento das chuvas de uma determinada região é por meio da análise das séries históricas de precipitação. O objetivo desse trabalho é analisar e caracterizar o regime pluviométrico do município de Araguaína, com base nas séries históricas de estações pluviométricas da Agência Nacional de águas (ANA). Além disso, são apresentadas informações regionalizadas que podem auxiliar o sistema de gestão do município de Araguaína para os setores que dependem da dinâmica das chuvas em suas tomadas de decisão. Foram selecionadas 5 estações com contribuição de registros de chuva direta no município. De forma geral, constatou-se que o ano hidrológico de Araguaína apresenta sazonalidade bem definida caracterizada por dois períodos: o período seco de maio a setembro, e o chuvoso de outubro a abril. A média de precipitação total anual em toda a área do município é de 1746,97 mm e, em média, 89% da precipitação total anual de Araguaína é registrada no período considerado chuvoso. Por outro lado, pouco mais de 10% do volume precipitado acontece fora dos meses de outubro a abril.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The behavior of rain affects the planning and operation of society’s sectors. One of the ways to know the behavior of the rains of a certain region is through the analysis of the historical series of precipitation. The objective of this work is to analyze and characterize the pluviometric regime of the municipality of Araguaína, based on the historical series of rainfall stations of the National Water Agency. In addition, regional information is presented that can help the management system of the municipality of Araguaína for the sectors that depend on the dynamics of the rainfall in its decisions. Five rain gauges were selected with contributions from direct rain records in the municipality. In general, it was verified that the hydrological year of Araguaína presents well defined seasonality characterized by two periods: the dry period from May to September, and the rainy season from October to April. The average annual precipitation in the entire area of the municipality is 1746.97 mm and, on average, 89% of Araguaína’s total annual rainfall is recorded on the period considered rainy. On the other hand, a little more than 10% of the volume precipitations happens outside the months of October to April.
  • Influência da Meteorologia Sobre Partículas Finas na Região Metropolitana de Vitória Durante o Inverno Artigo

    Andreão, Willian Lemker; Trindade, Bruna Tuão; Nascimento, Antônio Paula; Reis Júnior, Neyval Costa; Andrade, Maria de Fátima; Albuquerque, Taciana Toledo de Almeida

    Resumo em Português:

    Resumo Partículas finas (MP2,5) são prejudiciais à saúde humana e em períodos críticos de dispersão, aumentos na concentração de MP2,5 podem ocorrer. Esta é uma ocorrência comum no Sudeste do Brasil no período seco, quando sistemas de altas pressões estacionárias inibem a dispersão vertical e reduzem a velocidade do vento. O objetivo deste estudo foi avaliar as concentrações de partículas finas na Região da Grande Vitória durante o inverno de 2013, e verificar a influência de fenômenos meteorológicos de grande escala em sua concentração. Uma campanha experimental foi realizada para determinar a massa de MP2,5 em seis locais urbanos e concentrações de partículas. As concentrações médias de MP2,5 variaram de 9,70 μg m-3 a 14,36 μg m-3 nos seis locais amostrados, com o máximo diário médio chegando a 29,35 μg m-3, excedendo, assim, a diretriz da Organização Mundial da Saúde (média de 24 h: 25 μg m-3). A distribuição granulométrica indicou um maior número de partículas entre 18 h e 21 h (hora local), indicando que a principal fonte emissora é veicular. Durante o inverno, a precipitação associada com as frentes frias foram os responsáveis pela diminuição da concentração de partículas. Em contraste, a ocorrência de sistemas de alta pressão na região levou a um aumento nas concentrações de partículas, devido a condições de estagnação.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Fine particles (PM2.5) are harmful to human health especially during periods of limited dispersion when the concentrations build up. This is a common occurrence in Southern Brazil in the dry season when high-pressure stationary systems inhibit vertical dispersion and reduce wind speed. The objective of this study was to evaluate the PM2.5 concentrations in the Region of Greater Vitória during the winter of 2013, and to assess the influence of the large-scale meteorological circulation on its concentration. An experimental campaign was carried out to determine the mass of PM2.5 at six urban sites and particle number concentration. The average PM2.5 concentrations varied from 9.70 μg m-3 to 14.36 μg m-3 with the average daily maximum reaching 29.35 μg m-3, exceeding the World Health Organization guideline (24-h average: 25 μg m-3). The particle size distribution showed a larger number of particles from 18 to 21 h (local time), indicating that the main vehicular emissions are the main sources. During the winter, rainfall associated with cold fronts were responsible for a decrease in the particulate concentrations. In contrast, the occurrence of high-pressure systems led to an increase in particle concentrations, due to stagnant conditions.
  • Modelo Hidrológico Híbrido para Previsão de Vazões na Bacia do Rio Piracicaba-MG Artigo

    Uliana, Eduardo Morgan; Silva, Demetrius David da; Moreira, Michel Castro; Pereira, Donizete dos Reis; Almeida, Frederico Terra de

    Resumo em Português:

    Resumo Os modelos hidrológicos conceituais e as Redes Neurais Artificiais (RNAs) podem ser associados, caracterizando uma conformação híbrida que represente, ao mesmo tempo, os processos conceituais e não lineares relacionados ao escoamento. O objetivo do trabalho foi avaliar a utilização das RNAs combinadas aos modelos hidrológicos conceituais IPH II e SAC-SMA, de forma a obter um modelo híbrido para estimativa de vazões dos cursos de água da bacia do rio Pira­ci­caba-MG. Como dados de entrada das RNAs foram utilizadas as vazões estimadas com os modelos IPH II e SAC-SMA e como paradigma neural foi empregado o Perceptron de múltiplas camadas. Para o treinamento e a validação das RNAs foram utilizados dados de estações pluviométricas, fluviométricas e meteorológica localizadas na bacia hidrográfica do rio Piracicaba e no seu entorno. A fim de se verificar o desempenho dos modelos híbridos na estimativa das vazões da bacia do rio Piracicaba, as vazões estimadas por esses modelos foram comparadas com as vazões medidas nas estações fluviométricas utilizando-se o erro absoluto médio (MAE); a raiz do erro quadrático médio (RMSE); o viés; o índice de concordância de Willmott (d); e o índice de eficiência de Nash-Sutcliffe (ENS). A utilização das vazões preditas pelo modelo IPH II como dado de entrada das RNAs aumentou a acurácia das estimativas das vazões visto que o erro do modelo híbrido ficou menor. Já a associação das RNAs com o modelo SAC-SMA não proporcionou melhoria das estimativas quando comparada aos resultados advindos da aplicação isolada do referido modelo. Com base nos resultados obtidos pode-se concluir que a associação das RNAs com o modelo hidrológico IPH II, caracterizando uma conformação híbrida, permitiu melhorar as estimativas das vazões diárias na bacia do rio Piracicaba e que a qualidade das estimativas do modelo híbrido depende do modelo conceitual utilizado. Detectou-se, ainda, que os modelos híbridos tiveram melhor desempenho na estimativa das vazões associadas às maiores áreas de drenagem da bacia do rio Pira­cicaba.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The association of conceptual hydrological models and artificial neural networks (ANNs) characterizes a hybrid conformation that represents simultaneously conceptual and non-linear processes related to water flow. This study aimed to evaluate the use of ANNs combined with the conceptual hydrological models IPH II and SAC-SMA to obtain a hybrid model for the estimation of watercourse flows in the Piracicaba River basin, located in the state of Minas Gerais - Brazil. The water flow rates estimated by IPH II and SAC-SMA models were used as input data for the ANN, and a multi-layered perceptron was employed as a neural paradigm. Data from pluviometric, fluviometric, and meteorological stations located in the studied basin and surrounding areas were used for the ANN training and validation. To verify the performance of the hybrid models in estimating water flow, the estimated flow rates were compared with those measured in the fluviometric stations using mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE), bias, Willmott’s concordance index, and Nash-Sutcliffe efficiency index (Ef). The results showed that the use of IPH II model as input data for an ANN increased the accuracy of flow prediction as the hybrid model error decreased. Conversely, if compared to the results from its isolated application, when associated with the ANN, SAC-SMA-model did not improve water flow estimates. Lastly, the hybrid conformation using the IPH II hydrological model improved daily flow estimates of the Piracicaba River basin; therefore, the quality of estimates in a hybrid model depends on the conceptual model used. In addition, the hybrid models had better performance when estimating water flows in larger drainage areas within the Piracicaba River basin.
  • Avaliação do Modelo Penman-Monteith FAO-56 Usando Dados Climáticos Alternativos Aplicação para o Afeganistão Article

    Ganji, Homayoon; Kajisa, T.

    Resumo em Português:

    Resumo O modelo de Penman-Monteith com dados alternativos medidos em três regiões do Afeganistão (Centro-Norte- Leste) foi avaliado estimando-se a evapotranspiração de referência (ET0). Quando a ET0 for alta, a diferença da ET0 estimada com dados alternativos ou dados medidos pode ser superior a 2 mm/dia para dados de umidade e vento na região Central. Como há estação ventosa apenas na região Central, os resultados pareciam indicar que um dos casos do impacto da estação ventosa no modelo de Penman-Monteith havia sido encontrado. A radiação solar como dado alternativo foi eficaz em qualquer região.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The Penman-Monteith model with alternative and measured data in three regions of Afghanistan (Central-North- East) was discussed by estimating reference evapotranspiration (ET0). The result showed that in the high rate of ET0, the difference between ET0 that estimated using alternative and measured data could be more than 2 mm day-1 when using alternative humidity and wind data in the Central region. Because there is a windy season in the Central region only, the results seem to mean that one of the cases, the impact of the windy season on the Penman-Monteith model, has been found. The alternative solar radiation was effective in any region.
  • Modelagem de Fluxos Superficiais entre uma Cultura de Soja e a Atmosfera Artigo

    Santos, André Luís Diniz dos; Gobbi, Maurício Felga; Vissotto Jr, Dornelles; Prevedello, Celso L.; Dias, Nelson Luís

    Resumo em Português:

    Resumo Este trabalho implementa um modelo de transferência entre superfície-vegetação-atmosfera para estimar os fluxos de calor sensível e latente, entre outras variáveis, em culturas agrícolas e outras coberturas vegetais. Foram feitas duas implementações distintas para o de resposta estomática das plantas. Estas implementações foram comparadas entre si e com medições de fluxo de calor latente e sensível em uma plantação de soja. Os resultados mostram o impacto das implementações de resposta estomática nos fluxos de calor latente e sensível, e que o modelo possui potencial de aplicações do modelo para previsões operacionais ou para simular cenários de modificações no uso do solo e possíveis mudanças climáticas decorrentes.

    Resumo em Inglês:

    Abstract In this article a soil-vegetation-atmosphere transfer model is implemented to estimate amongst other variables, sensible and latent heat fluxes, in crop fields and other vegetated areas. Two distinct sub-models for carbon fluxes were implemented. We compared the models with each other and with heat flux measurements over a soy field. The results show the impact of the different stomatal response implementations on the surface heat fluxes. We found that the model has good predictive potential for operational applications or for evaluation of potential climate changes resulting from land-use modifications.
  • Modelagem da Dispersão de H2S no Brasil com Aermod: Estudo de Caso em Estação de Recuperação de Recursos Hídricos no Sul do Brasil Article

    Augusto, Matheus Ribeiro; Campos, Bruno; Carvalho, Vanessa Silveira Barreto; Calheiros, Herlane Costa

    Resumo em Português:

    Resumo Estação de Recuperação de Recursos Hídricos (ERRH) pode ser fonte de gases odoríferos. Analisamos a emissão e dispersão do gás sulfídrico (H2S), indicador de odor, produzido durante o tratamento anaeróbio de águas residuárias, utilizando os modelos WATER9 e AERMOD para dois eventos distintos: Agosto 2013 e Fevereiro-Março 2014. Os dados de duas ERRH no Brasil foram utilizados para alimentar o modelo e uma validação de dados estatísticos foi realizada, seguida de uma avaliação dos resultados do modelo em relação à emissão e dispersão de H2S. Picos diários e médias dos dois períodos foram calculados. Os resultados mostram um bom desempenho do modelo em comparação com as observações. Além disso, as plumas odoríferas tipicamente atingem 2-4 km de suas fontes e podem ser fortemente afetadas pelas condições de estabilidade / instabilidade atmosférica nos eventos analisados e, em geral, apenas as residências nas proximidades de ERRH foram afetadas pelo odor poluente. Por fim, a metodologia apresentada mostrou-se viável e realista para fins de planejamento e gestão de ERRH.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Water Resource Recovery Facility (WRRF) can be source of odorous gases. We analyzed the emission and dispersion of hydrogen sulfide gas (H2S), odor indicator, produced during the anaerobic treatment of wastewaters, using WATER9 and AERMOD models for two distinct events: August 2013 and February-March 2014. Data from two WRRF in Brazil were used to feed the model and a statistical data validation was performed, followed by an evaluation of model results regarding H2S emission and dispersion. Daily peak events and averages over the two periods were calculated. Results show a good performance from the model in comparison to the observations. Moreover, odor plumes typically reached 2-4 km from their sources and they may be strongly affected by atmospheric stability/instability conditions in the events analyzed and, in general, only the residences at the vicinity of WRRF were affected by the pollutant odor. Finally, the methodology presented showed to be feasible and realistic for purposes of WRRF planning and management.
  • Condicionamento Agrometeorológico em Cultivares de Alface Artigo

    Fernandes, Gabriel Siqueira Tavares; Lima, Edivania de Araujo; Alves, Adriana Ursulino; Brito, Victor Alves; Soares, Lucas Carvalho

    Resumo em Português:

    Resumo Objetivou-se avaliar a adaptação de cultivares de alface com base na metodologia dos graus-dia, em estufa, no vale do Gurguéia. O experimento foi conduzido em ambiente protegido, na Universidade Federal do Piauí - UFPI/CPCE. O delineamento adotado foi em blocos ao acaso, sendo os tratamentos cultivares de alface. As cultivares utilizadas foram: Simpson, Bruna, Palmas e Grand Rapids - TBR. Os dados meteorológicos (temperatura do ar, umidade relativa, pressão atmosférica, velocidade dos ventos e precipitação) foram obtidos em uma estação meteorológica portátil que foi instalada no ambiente protegido. A temperatura do ar durante o experimento apresentou máxima de 33 °C e mínima de 26 °C. As cultivares ‘Simpson’ e ‘Grand Rapids’ apresentaram um ciclo mais precoce (45 dias), quando comparada às demais (52 dias), ambas com constante térmica (CT) de 898 °gd. As cultivares ‘Bruna’ e ‘Palmas’ apresentaram CT = 1050 °gd. Dentre as cultivares avaliadas, as cultivares ‘Palmas’ e ‘Bruna’ obtiveram comportamento e morfologia adequados em relação às altas temperaturas regionais. Dessa forma, conclui-se que as cultivares ‘Palmas’ e ‘Bruna’ possuem potencial produtivo para a região, quando cultivada em ambiente protegido.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The objective of this study was to evaluate the adaptation of lettuce cultivars based on day-degree greenhouse methods in the Gurguéia Valley. The experiment was carried out in a protected environment, at the Federal University of Piauí - UFPI / CPCE. The experimental design was a randomized block design, with treatments of lettuce cultivars. The cultivars used were: Simpson, Bruna, Palmas and Grand Rapids - TBR. The meteorological data (air temperature, relative humidity, atmospheric pressure, wind velocity and precipitation) were obtained in a portable weather station that was installed in the protected environment. The temperature of the air during the experiment presented maximum of 33 °C and minimum of 26 °C. The cultivars ‘Simpson’ and ‘Grand Rapids’ presented an earlier cycle (45 days), when compared to the others (52 days), both with a thermal constant (CT) of 898 °gd. The cultivars ‘Bruna’ and ‘Palmas’ showed CT = 1050 °gd. Among the evaluated cultivars, the ‘Palmas’ and ‘Bruna’ cultivars obtained adequate behavior and morphology in relation to the high regional temperatures. Thus, it is concluded that the ‘Palmas’ and ‘Bruna’ cultivars have productive potential for the region when cultivated in a protected environment.
  • Acurácia da Reanálise ERA-Interim do ECMWF e sua Aplicação na Estimativa da Deficiência Hídrica no Estado do Paraná, Brasil Artigo

    Aparecido, Lucas Eduardo de Oliveira; Rolim, Glauco de Souza; Moraes, Jose Reinaldo da Silva Cabral de; Torsoni, Guilherme Botega; Meneses, Kamila Cunha de; Costa, Cicero Teixeira Silva

    Resumo em Português:

    Resumo A utilização de dados provenientes de modelos atmosféricos globais é uma alternativa para dados meteorológicos de superfície faltantes e sem séries históricas homogêneas subsidiando avaliações em áreas sem informações meteoro­lógicas de superfície bem como na modelagem do balanço hídrico. Assim, objetivou-se determinar a acurácia da reanálise ERA-Interim do ECMWF e avaliar sua aplicação na estimativa da deficiência hídrica no estado do Paraná, Brasil. Foram utilizados dados meteorológicos decendiais de temperatura média do ar (ºC) e precipitação pluviométrica (mm) do período de 1989 a 2014 oriundos do ERA-Interim do ECMWF e de dados de superfícies (INMET). Para uma avaliação mais criteriosa, os dados meteorológicos foram estratificados por macrorregiões e estações do ano. Foi calculado o balanço hídrico climatológico segundo Thorthwaite e Mather (1955) para ambas as fontes de dados com CAD = 100 mm. Os mapas foram gerados usando sistema de informação geográfica (SIG) e as comparações entre o ERA-Interim do ECMWF e os dados das estações meteorológicas foram realizados pelos índices que avaliam a acurácia, precisão e tendência dos dados. A TAIR do ERA-Interim do ECMWF demostrou alta acurácia em todas as estações do ano, com MAPE > 5% e desvios menores que < 2ºC para todo Estado do Paraná. O teste Tukey comprovou a alta acurácia, pois evidenciou igualdade entre os dados de TERA-I e TINMET. A PERA-I subestimou por todo momento a PINMET que ocorreu nas macrorregiões Noroeste, Norte e Sudoeste, evidenciando baixas precisões (R2 ≅ 0) e elevados MAPE (> 15%). O teste de Tukey comprovou que a PERA-I e PINMET são diferentes, e assim, demonstra que a PERA-I necessita de correções para ser utilizadas. A acurácia do DEFERA-I foi razoável demonstrando um índice de confiança de C = 0,69, a qual corresponde a um desempenho “bom”.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The use of data from global atmospheric models is an alternative to missing surface meteorological data, but few studies have determined the accuracy of these models and evaluated their use in water balance modeling. We determine the accuracy of the ECMWF ERA-Interim reanalysis dataset and its application in the calculations of water deficiency in Paraná, Brazil. We used 10-day period mean air temperature (ºC) and rainfall (mm) monthly data from 1989 to 2014 from ECMWF ERA-Interim and surface data (INMET). For a more careful evaluation, the meteorological data were stratified by macro regions and seasons. We calculated the climatological water balance according to Thorthwaite and Mather (1955) for both data sources with CAD = 100 mm. The maps were generated using geographic information system (SIG) and the comparisons between the ECMWF ERA-Interim data and the meteorological station data were performed by the indexes that evaluate the accuracy, precision and trend of the data. The TAIR of ECMWF ERA-Interim showed high accuracy in all seasons of the year, with MAPE > 5% and lower than < 2ºC for all Paraná State. The Tukey test proved the high accuracy, as it evidenced by the equality between the TERA-I and TINMET data. The PERA-I consistently underestimated the PINMETs that occurred in the Northwest, North and Southwest macro-regions, showing low accuracies (R2 ≅ 0) and high MAPE (> 15%). The Tukey test proved that the PERA-I and PINMET are different, and thus demonstrates that the PERA-I needs corrections to be used. The accuracy of the DEFERA-I was reasonable demonstrating a confidence index of C = 0.69, which corresponds to a “good” performance.
  • Condições Atmosféricas Associadas a Eventos de Ressaca no Litoral Sul e do Sudeste do Brasil durante o El Niño 2015/2016 Artigo

    Machado, Jeferson Prietsch; Miranda, Gustavo Santos Barbosa; Gozzo, Luiz Felippe; Custódio, Maria de Souza

    Resumo em Português:

    Resumo Os sistemas meteorológicos que ocasionam tempestades acompanhadas de ventos fortes, como frentes frias e ciclones extratropicais e subtropicais, muitas vezes interferem na condição de agitação do mar. Como consequência, o nível do mar pode se elevar extraordinariamente causando inundações na costa. Os anos de 2015 e 2016 foram caracterizados pela ocorrência da fase positiva do fenômeno El Niño - Oscilação Sul, com intensidade muito forte. O Sul do Brasil apresentou maiores condições de instabilidade atmosférica, com frequentes passagens de sistemas frontais e formação de ciclones extratropicais, interferindo nas condições de mar do litoral Sul e do Sudeste do Brasil. Diante do exposto, este estudo objetivou avaliar as condições atmosféricas durante eventos de ressaca no litoral Sul e do Sudeste do Brasil durante o El Niño 2015/2016, através de informações presentes nos Avisos de Mau Tempo, emitidos pelo Centro de Hidrografia da Marinha do Brasil. Por meio desses avisos e dos dados de reanálise do ERA-Interim, foram analisadas as distribuições por área marítima, por mês e por estação do ano, bem como foi realizada a análise de campos sinóticos plotados em superfície para os 12 eventos de maior destaque. Como resultados, os meses de outono e de inverno registraram as maiores ocorrências de ressaca em ambas as áreas, durante o período do El Niño 2015/2016. De um modo geral, quatro padrões atmosféricos favoráveis aos eventos de ressaca foram identificados, em função da atuação de ciclones extratropicais e a atuação de sistemas de alta pressão pós-frontal.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The weather systems that cause storms accompanied by strong winds, such as cold fronts and extratropical and subtropical cyclones, often interfere with the sea condition. As a consequence, sea levels can rise dramatically causing coastal flooding. The 2015 and 2016 years were characterized by the occurrence of the positive phase of the phenomenon El Niño - Southern Oscillation, with very strong intensity. The Southern Brazil presented greater conditions of atmospheric instability, with frequent passages of frontal systems and formation of extratropical cyclones, interfering in the sea conditions. In view of the above, this study aimed to evaluate the atmospheric conditions during rough sea events in the South and Southeast of Brazil during 2015/2016 El Niño, through information presented in the Warnings of Bad Weather, issued by the Hydrographic Center of the Brazilian Navy. Through these warnings and ERA-Interim reanalysis data, we analyzed the distributions by sea area, by month and by season of the year, as well as the analysis of synoptic fields plotted on the surface for the 12 most prominent events. As a result, the autumn and winter months recorded the highest occurrences of rough sea in both areas during the 2015/2016 El Niño. In general, four atmospheric patterns favorable to rough sea events were identified, due to the action of extratropical cyclones and the performance of post-frontal high pressure systems.
  • Acoplamento dos modelos WRF e NRCS-CN para previsão de cheias na bacia do rio Paraíba do Meio em Alagoas, Brasil Artigo

    Santos, André Gonçalo dos; Campos, José Nilson Beserra; Silva Junior, Rosiberto Salustiano

    Resumo em Português:

    Resumo O acoplamento dos modelos WRF e NRCS-CN foram avaliados como ferramentas para um sistema de previsão de cheias. Os modelos foram aplicados na bacia hidrográfica do rio Paraíba do Meio, localizada em Alagoas, Brasil. FNL (Final Análises GFS) dados obtidos do Sistema de Previsão Global foram utilizados como condições iniciais para o WRF. Precipitações e vazões observadas foram coletadas das plataformas de observação de dados. Nove configurações de microfísica foram usadas para otimizar as previsões do WRF. Para o modelo hidrológico, foram utilizadas calibrações automáticas disponíveis no HMS. Foram otimizados os parâmetros do modelo NRCS-CN. O desempenho dos modelos foi avaliado com os indicadores: viés, mínimo erro quadrático, coeficiente de correlação linear de Pearson, coeficiente de Nash-Sutcliffe, Heidke skill score, acertos e alarmes falsos. A habilidade de previsão do WRF para a configuração ótima foi considerada satisfatória. O modelo NRCS-CN gerou bons resultados de cheias. A habilidade preditiva do modelo hidrológico variou de satisfatória a aceitável. Na etapa de previsão de cheias, o modelo acoplado gerou coeficientes de Nash-Sutcliffe de 0.749 e 0.572 para as bacias Atalaia e Viçosa. Em seu todo, o modelo acoplado apresentou um bom potencial para desenvolvimento de sistemas de alerta.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Coupling the WRF and NRCS-CN models was assessed as a tool for a flood forecast system. The models were applied to the Paraíba do Meio River basin, located in Alagoas, Brazil. FNL (Final Analysis GFS) data provided by the Global Forecast System model were used as initial conditions for WRF. Precipitations and observed discharges were collected in data collection platforms. Nine microphysics configurations were used to optimize WRF forecast. For hydrological, the automatic calibrations, available in HMS was used to get the optimum CN model parameters. Optimized precipitations Model performance was assessed with the indicators: bias, root-mean-square error, Pearson’s linear correlation coefficient, Nash-Sutcliffe coefficient, Heidke skill score, hit rate and false alarm rate. WRF´s predictive ability for the optimum configuration was satisfactory. The NRCS-CN yielded good results. The predictive ability of the hydrological model was ranked between satisfactory and acceptable. In a flood forecasting step, the coupled model yielded Nash-Sutcliffe of 0.749 and 0.572 for Atalaia and Viçosa basins. Overall, the method showed potential for the development of a flood alert system.
  • Standardized Precipitation Index Aplicado à Identificação do Padrão das Chuvas na Vertente Paranaense da Bacia Hidrográfica do Rio Itararé Artigo

    Terassi, Paulo Miguel de Bodas; de Oliveira Júnior, José Francisco; de Gois, Givanildo; Galvani, Emerson; Sobral, Bruno Serafini; Biffi, Vitor Hugo Rosa

    Resumo em Português:

    Resumo Este trabalho objetiva avaliar a aplicação do Standardized Precipitation Index (SPI) para as escalas mensal (SPI-1), trimestral (SPI-3) e anual (SPI-12) para a vertente paranaense da bacia hidrográfica do rio Itararé (BHRI). Foram utilizados os dados pluviométricos de catorze postos pluviométricos obtidos do Instituto das águas do Paraná e pelo Instituto Agronômico do Paraná para o período de 1976 a 2012 na avaliação espaço-temporal do SPI desenvolvido por McKee et al. (1993). Verificou-se que 71,1% dos anos foram categorizados como próximo ao normal (SPI-12) e, entretanto, para o período entre julho a setembro verificou-se um aumento significativo das secas na BHRI, segundo o SPI-3 e o SPI-1. No outono e inverno verificou-se a maior frequência nas categorias de seca, enquanto que na primavera predominou a normalidade e no verão as categorias úmidas foram mais expressivas. A utilização do índice SPI para diferentes escalas demonstrou que, embora a escala SPI-12 tenha predominado a categoria próxima ao normal, as escalas SPI-3 e SPI-1 mostraram com maior acurácia os períodos de maior susceptibilidade às secas na BHRI.

    Resumo em Inglês:

    Abstract This paper aims to evaluate the application of the Standardized Precipitation Index (SPI) for the monthly (SPI-1), quarterly (SPI-3) and annual (SPI-12) scales for Paraná slope of the Itararé watershed (PSIW). Were used the rainfall data from fourteen pluviometric stations obtained from the Paraná Water Institute and the Paraná Agronomic Institute for the period between 1976 to 2012 in the spatiotemporal evaluation of SPI developed by McKee et al. (1993). The interannual variability of SPI-12 and the relative frequency of SPI-3 and SPI-1 categories were evaluated. It was verified that 71.1% of the years were classified as close to normal and however, from July to September there was a significant increase in droughts in the PSIW according to SPI-3 and SPI-1. In the autumn and winter the highest frequency was observed in the categories of drought, whereas in the spring normality prevailed and in the summer the humid categories were more expressive. The use of the SPI index for different scales showed that although the SPI-12 scale prevailed in the normality category, the SPI-3 and SPI-1 scales showed more accurately the quarters and months of greater susceptibility to droughts in the PSIW.
  • TVDI Obtido de Imagens OLI/TIRS e MODIS Artigo

    Schirmbeck, Lucimara Wolfarth; Fontana, Denise Cybis; Schirmbeck, Juliano; Bremm, Carolina

    Resumo em Português:

    Resumo O objetivo do estudo foi analisar a variabilidade no TVDI (Temperature-Vegetation Dryness Index) obtido de sensores orbitais com resoluções distintas, em região agrícola no sul do Brasil. Utilizou-se três imagens OLI/TIRS (Operational Land Imager/Thermal Infrared Sensor) do satélite Landsat 8, e 12 imagens MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) do satélite Terra. Dados coletados em campo serviram como base para classificação de imagem OLI/TIRS e mapeamento de áreas de arroz, soja, campos naturais, mata ciliar e solo exposto. O TVDI foi obtido por duas parametrizações em períodos distintos, utilizando as dispersões entre Temperatura de Superfície (TS) e NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). O TVDI obtido para ambos sensores apresentou padrão similar possibilitando diferenciar os alvos. Na média de todas as datas e classes, o TVDI obtido das imagens MODIS foi superior em 0,128 unidades ao TVDI obtido com o OLI/TIRS. Quando utilizado OLI/TIRS há um melhor detalhamento espacial das condições hídricas, mas com menor repetição ao longo da safra; já utilizando o TVDI-MODIS é possível monitorar as condições hídricas em escala regional, com menor detalhamento espacial, mas com maior repetitividade no tempo. O TVDI estimado pelos sensores OLI/TIRS e MODIS, pode ser utilizado de forma conjunta, trazendo informações complementares.

    Resumo em Inglês:

    Abstract The aim of the study was to analyze the variability in the TVDI (Temperature-Vegetation Dryness Index) obtained from orbital sensors with distinct resolution in an agricultural region in southern Brazil. Three images of the Landsat 8 satellite OLI/TIRS (Operational Land Imager/Thermal Infrared Sensor) and 12 of Terra’s MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), were used. Data collected in the field served as a basis for OLI/TIRS image classification and mapping of rice, soybean, grasslands, gallery forest and bare soil areas. The TVDI obtained by two parameterizations at different periods was evaluated, using the dispersions between Surface Temperature (TS) and NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). The TVDI obtained for both sensors presented a similar pattern allowing differentiation of the targets. The average of all dates and classes, TVDI obtained from MODIS was 0.128 units higher than the obtained with the OLI/TIRS. When used OLI/TIRS there is a better detail in the representation of the moisture, but with less repetition throughout the crop cycle. Using TVDI-MODIS, it is possible to monitor moisture conditions on a regional scale, with less spatial detail, but in a continuous way over time. The TVDI estimated by the OLI/TIRS and MODIS can be used together, providing complementary information.
  • Produção e Fluxo de Metano na Floresta Nacional do Tapajós Artigo

    Furtado Neto, Alirio Tenório; Moura, José Mauro Sousa de; da Silva, Rodrigo; de Oliveira Junior, Raimundo Cosme; Gatti, Luciana Vanni; Röckmann, Thomas

    Resumo em Português:

    Resumo O metano é o segundo gás de efeito estufa e sua concentração na atmosfera aumentou 259% desde 1750. A média global da fração molar de CH4 atingiu um novo recorde de 1813 ± 2 ppb em 2011. Este trabalho objetiva quantificar a concentração e fluxo de metano no perfil vertical da floresta primária tropical (Floresta Nacional do Tapajós), assim como, determinar a emissão de metano na interface solo-atmosfera durante o período chuvoso e de estiagem para o ano de 2012. Amostras de ar foram coletadas in situ diretamente do solo através do uso de câmaras estáticas e no perfil vertical da floresta em três alturas diferentes (2 m, 16 m e 36 m) e acima da copa (63 m) através do uso da torre micrometeorológica de 65 m. Posteriormente, as amostras de ar foram analisadas por cromatografia gasosa. A concentração de metano na estratificação vertical da vegetação foi de 1,866 ± 0,038 ppm e o fluxo foi ~ 15,50 mg de CH4.m-2 d-1 e a emissão de metano no solo foi 0,45 ± 0,71 mg de CH4 m-2 d-1. Portanto, no período de estudo o ecossistema florestal de terra-firme atuou como fonte de CH4 para atmosfera.

    Resumo em Inglês:

    Abstract Methane is the second most powerful greenhouse gas and its concentration in the atmosphere has increased 259% since 1750. The overall average of the molar fraction of CH4 reached a new record of 1813 ± 2 ppb in 2011. This study aims to quantify the concentration and flux of methane in the vertical profile of a tropical primary forest (Tapajós National Forest), as well as to determine the emission of methane in the air-soil interface during the rainy season and the dry season for the year 2012. Air samples were collected at the air-soil, interface using static chambers and throughout the vertical profile of the forest at three different heights (2 m, 16 m, and 36 m) and at above the canopy (63 m) accessed by a 65 m micrometeorological tower. Subsequently, the air samples were analyzed by gas chromatography. The concentration of methane in the vertical stratification of the vegetation was 1.866 ± 0,038 ppm and the flux was ~ 15.50 mg de CH4.m-2 d-1 and the emission of methane the soil was 0.45 ± 0,71 mg CH4.m-2 d-1. Therefore, for the period of study, the ecosystem of upland forest acted as a source of CH4 to the atmosphere.
  • Veranicos no Brasil: Observações e Modelagens (CMIP5) Artigo

    Magalhães, Anderson J. da Silva; Alves, José Maria Brabo; Silva, Emerson Mariano da; Nunes, Flávio Teixeira; Barbosa, Augusto César B.; Santos, Antônio Carlos Santana dos; Sombra, Sérgio Souza

    Resumo em Português:

    Resumo Na América do Sul, a oferta de água em diversas regiões, é uma condição limitante ao desenvolvimento socioeconômico. Observam-se impactos mais constantes nas áreas sociais e econômicas devido à estiagem, por exemplo, no Nordeste do Brasil (NEB) e Centro Oeste do Brasil (COB), principalmente em atividades como a agricultura, criação de animais, distribuição de energia elétrica e abastecimento de água e turismo. O objetivo deste trabalho foi investigar quantitativamente e qualitativamente as características de veranicos de cindo e dez dias no Brasil durante duas estações austrais e a relação destes eventos de seca em anos de contrastes climáticos como de El Niño, La Niña no Pacífico Tropical para o período de 1971-1999 e período futuro (2021-2050), com o intuito de aprimorar o conhecimento da variação sazonal das precipitações no país, com ênfase nos veranicos para potencializar ações socioeconômicas que dependam de suas variabilidades com menos riscos. Foram usados dados de precipitação diária (1971-1999) do banco de dados do National Center Environment Prediction-Climate Prediction Center-NCEP-CPC da National Ocean and Atmospheric Admistration - NOAA dos Estados Unidos sobre o Brasil, disponíveis em pontos de grade (1° x 1° de latitude e longitude). Para as comparações com esses dados observados e para os períodos futuros foram usados dados diários de precipitação simulados do projeto CMIP5 (Coupled Model lIntercomparison Project 5th Phase), de modelos nos períodos 1971-1999 e projetados para o período de 2021 a 2050, com configurações do experimento RCP8.5 para analisar a variabilidade atual observada de veranicos no Brasil e suas projeções futuras. Os resultados mostraram que para o período de 2021-2050 comparado as observações de 1971-1999, os modelos do CMIP5 projetaram uma maior probabilidade de mais eventos de veranicos de dez dias no COB e mais eventos menor ou igual cinco dias sobre o NEB para as estações de verão e outono.

    Resumo em Inglês:

    Abstract In South America, the water disponibility in several regions is a limit condition on socioeconomic development. More constant impacts are observed in social and economic areas due to the drought, for example, in the Northeast of Brazil (NEB) and Central West of Brazil (COB), mainly in activities such as agriculture, animal husbandry, electricity distribution and Water supply and tourism. The objective of this work is to investigate quantitatively and qualitatively the characteristics of five and ten day dry spells in Brazil during the southern seasons and the relation of these drought events in climatic contrasts such as El Niño, La Niña in the Tropical Pacific (1971-1999) and future period (2021-2050) with the aim of improving the knowledge of the seasonal variation of rainfall in the country with emphasis on the dry spells to potentiate socioeconomic actions that depend on their variability with less scratches. Data of daily precipitation (1971-1999) from the National Center Environment Prediction - Climate Prediction Center - NCEP - CPC of the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) of the United States on Brazil were used in grid points (1° x 1° of latitude and longitude). For the comparisons with these observed data and for the future periods will be used of the CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project 5th Phase) project, using daily precipitation data of models in the periods 1971-1999 and projected for the Period: 2021-2050, with configurations of the RCP8.5 experiment to analyze the current observed variability of in Brazil and its future projections. The results showed that for the period 2021-2050 compared to the 1971-1999 observations, the CMIP5 models projected a higher probability of more 10 events to dry spells of ten days in the COB and more events minor or equal the five days to five days dry spells over the NEB to summer and autumn season.
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