Resumo em Português:

Resumo Como a borda do gelo marinho antártico está localizada em uma região muito sensível, sob a Frente Polar Antártica, existe um grande potencial da variabilidade do gelo marinho afetar a circulação atmosférica. Assim, o objetivo deste estudo foi investigar as possíveis relações entre os eventos extremos de gelo marinho antártico e as células de circulação meridional no Pacífico Sudeste, região onde há intensa variabilidade em várias escalas de tempo. Os resultados mostram que quando há eventos extremos de expansão de gelo marinho no setor do mar de Ross, existe um resfriamento da TSM, que resulta em uma atmosfera adjacente fria, aumentando os gradientes térmicos entre a borda do gelo marinho e a região de mar aberto. Os gradientes de pressão são fortalecidos, fortalecendo o cinturão circumpolar de baixas pressões e o jato polar. Assim, existe um fortalecimento do ramo ascendente da célula de Ferrel sobre o Oceano Austral, enquanto há enfraquecimento nas latitudes médias, por conservação de massa. Observamos o padrão oposto em eventos extremos de retração de gelo marinho no setor do mar de Ross e expansão no setor do mar de Weddell.

Resumo em Inglês:

Abstract Because the Antarctic sea ice edge is located in a region quite sensible, under the Antarctic Polar Front, there is a great potential of sea ice variability to affect the atmospheric circulation. The objective of this study was to investigate possible relationships between the extreme events of Antarctic sea ice and the cells of meridional circulation over the Southeastern Pacific, where there is intense climate variability on various time scales. The results show that when there are extreme events of sea ice expansion in the Ross Sea sector there is cooling of the SST, which results in the surrounding atmosphere cools, increasing the thermal gradient between the edge of sea ice and the open water region. The southern pressure gradients are strengthened, which strengthens the circumpolar low pressure belt and the polar jet. So there is a strengthening of the ascending branch of the Ferrel cell over the Southern Ocean while there is a weakening in midlatitudes via conservation of mass. We observe the opposite pattern in extreme events of sea ice decrease in the Ross Sea sector and expansion in the Weddell Sea sector.

Resumo em Português:

Resumo Neste trabalho é apresentada a avaliação dos impactos das mudanças climáticas sobre a vazão de contribuição à lagoa Magueira, localizada no sul do Brasil, com base em projeções de precipitação de vinte Modelos Climáticos Globais (MCGs) que alimentam o modelo hidrológico IPH II. As projeções foram baseadas em dois cenários de mudanças climáticas definidos pelo IPCC que estabelecem as forçantes para que os MCGs estimem o clima futuro: A2, caracterizado pelas altas emissões e B2, caracterizado pelas baixas emissões. O MAGICC/ScenGen foi utilizado para obter as projeções de anomalias mensais de precipitação nos cenários A2/B2 em períodos futuros centrados em 2030 e 2070. As séries temporais de precipitação projetadas foram estimadas usando o método delta change. Os resultados em termos de vazão média anual mostraram que o valor médio das anomalias no horizonte próximo é parecido em ambos cenários, sendo igual a +2,86%(A2) e +2,48%(B2). Este valor aumentou no horizonte longo, com valor médio das anomalias de +16,94%(A2) e +11,83%(B2). A dispersão entre os resultados dos MCGs mostrou anomalias que podem atingir [+10%,−7%] no horizonte próximo e [+30%,−20%] no horizonte longo. Assim, embora existisse uma maior concordância nos MCGs ao aumento das vazões, é importante ressaltar a dispersão dos resultados.

Resumo em Inglês:

Abstract This manuscript presents the assessment of climate change impacts on the streamflow at the Mangueira lake watershed, located in Southern Brazil, based on precipitation predictions of twenty Atmospheric/Ocean General Circulation Models (AOGCMs) that feed a hydrologic model named IPH II. The projections were based on two emission scenarios of the IPCC that set the forcing conditions for the AOGCMs to estimate future climate: A2, characterized by higher emissions and B2, characterized by lower emissions. The MAGICC/ScenGen was used to obtain the projected monthly anomalies of precipitation for the scenarios A2/B2 at two future time intervals centered at 2030 and 2070. Time series of projected precipitation were estimated using the delta change approach. The results in terms of average annual flow shows that mean value of the anomalies on the near horizon resulted very similar, equal to +2.86%(A2) and +2.48%(B2). This statistic increased on the long horizon, with a mean value of the anomalies of +16.94%(A2) and +11.83%(B2). The dispersion among results of the AOGCMs showed anomalies that may reach [+10%,−7%] in the near future and [+30%,−20%], in the long horizon. Thus, although there was higher agreement between AOGCMs in increasing flows, it is important to highlight the dispersion of results.

Resumo em Português:

Resumo Este trabalho objetiva analisar a condição termodinâmica durante a atuação de um vórtice ciclônico de mesoescala (VCM) embebido na Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), no mês de janeiro de 2009. Os VCMs possuem características similares: encontram-se na baixa e média troposfera associado a altos índices pluviométricos, ciclo de vida inferior a 24 h, escala espacial de aproximadamente 200 km2 e o descolamento do sistema na mesma direção do fluxo predominante na baixa troposfera. Além disso, há uma relação direta entre estes máximos pluviométricos e a circulação ciclônica dos vórtices. O VCM simulado através do modelo de mesoescala BRAMS se formou no Estado de Mato Grosso e esteve associada à ocorrência de chuvas intensas. Além das características típicas de caracterização, este sistema também apresentou vorticidade relativa da mesma ordem de magnitude do parâmetro de Coriolis (10−4 s−1), núcleo quente acima do nível de máxima intensidade e um rápido crescimento do centro de vorticidade ciclônica principalmente nos baixos níveis. Pela comparação da chuva simulada com o produto Hidroestimador, sugere-se que o modelo BRAMS, com uma alta resolução espacial e temporal, melhora a representação do VCM, comparado com os dados da reanálise CFSR do NCEP.

Resumo em Inglês:

Abstract This study shows, from the mesoscale analysis perspective that Mesoscale Cyclonic Vortex (MCV) is associated to the South Atlantic Convergence Zone (SACZ) through a feedback process. This system, simulated by the BRAMS regional model, is generated embedded in a stratiform environment within the SACZ region, during the January 2009 austral summer. MCVs present similar characteristics which could be considered as a “signature” for such systems. The case study also presents a lifetime shorter than 24 h and spatial scale of approximately 200 km2 in addition to intense precipitation, shifting in the flow direction in the lower troposphere. In the case occurred in the Mato Grosso State, the presence of this system was associated with heavy rain, relative vorticity of the same order as the Coriolis parameter (10−4 s−1), warm core above the level of maximum intensity and rapid growth of the cyclonic vorticity center mostly in the lower levels. The simulated precipitation is compared against the Hidroestimador precipitation product. The results suggest that the BRAMS model, configured with high spatial and temporal resolutions improves the representation of the MCVs when compared to the NCEP CFSR reanalysis.

Resumo em Português:

Resumo O fogo tem um papel fundamental no Sistema Climático na medida em que influencia os padrões e os processos globais e locais dos ecossistemas, o ciclo do carbono e o clima. Tendo em conta que, no contexto global, o Brasil é uma das regiões com atividade de fogo mais elevada, pretende-se, no presente estudo, aferir da sensibilidade da ocorrência de fogo, nas áreas de savana e de vegetação arbustiva, às alterações climáticas durante o século XXI, para um cenário futuro intermédio (RCP4.5) de mudança climática. O estudo tem por bases análises espaço-temporais de um índice de perigo meteorológico de fogo, desenvolvido especificamente para os biomas do Brasil, cuja avaliação se baseou em simulações regionais do clima da temperatura, humidade relativa e precipitação, geradas pelo Modelo Regional (RCA4) do Rossby Centre forçado pelo modelo EC-Earth do sistema terrestre. Os resultados mostram a existência de um aumento sistemático dos níveis extremos de perigo de fogo ao longo do século XXI, o qual resulta principalmente de um crescimento de aproximadamente 2 °C dos valores diários da temperatura máxima entre 2005 e 2100. Este trabalho abre perspetivas para o estudo das projeções da atividade de fogo no cerrado brasileiro, associadas a uma mudança climática, sendo de esperar que dele venham a beneficiar as comunidades de utilizadores, da política governamental à gestão do território e à investigação do clima.

Resumo em Inglês:

Abstract Fire has a fundamental role in the Earth system as it influences global and local ecosystem patterns and processes, such as vegetation distribution and structure, the carbon cycle and climate. Since, in the global context, Brazil is one of the regions with higher fire activity, an assessment is here performed of the sensitivity of the wildfire regime in Brazilian savanna and shrubland areas to changes in regional climate during the 21st Century, for an intermediate scenario (RCP4.5) of climate change. The assessment is based on a spatial and temporal analysis of a meteorological fire danger index specifically developed for Brazilian biomes, which was evaluated based on regional climate simulations of temperature, relative humidity and precipitation using the Rossby Centre Regional Climate Model (RCA4) forced by the EC-Earth earth system model. Results show a systematic increase in the extreme levels of fire danger throughout the 21st Century that mainly results from the increase in maximum daily temperature, which rises by about 2 °C between 2005 and 2100. This study provides new insights about projected fire activity in Brazilian woody savannas associated to climate change and is expected to benefit the user community, from governmental policies to land management and climate researches.

Resumo em Português:

Resumo Este trabalho tem por objetivo caracterizar os ciclos diurno e sazonal médios no entorno da Central Nuclear de Angra dos Reis. As condições médias são derivadas de dados horários, do período de janeiro de 2005 a dezembro de 2012. O local conta com quatro torres A, B, C e D. A Torre A mede vento e temperatura do ar a 10, 60 e 100 m e também precipitação, enquanto as demais torres medem somente vento a 15 m de altura. A atmosfera apresenta condições predominantemente estáveis ao longo do dia, com redução a partir das 6 e 7 h, sendo que condições instáveis predominam entre às 8 e 16 h no verão e primavera. Os ventos da região são predominantemente fracos, a maior frequência ocorre nas intensidades entre 1,5 e 2 m/s. O mínimo de intensidade dos ventos a 10 m ocorre no momento da entrada da brisa marítima, às 9 h. Os ventos catabáticos produzem um forte cisalhamento vertical dos ventos na região. Nas demais torres a máxima intensidade ocorre entre 13 e 15 h local. Ventos mais intensos e chuvas mais intensas foram registrados no outono (MAM), o que sugere ser este o período de tempestades mais intensas.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this work is to characterize the mean diurnal and seasonal cycles around the Nuclear Power Plant in Angra dos Reis, RJ. The averages were taken for an hourly dataset in the period January 2005 and December 2012, based on four towers. Tower A measures air temperature and wind at three levels: 10, 60, and 100 m. Towers B, C, and D measure only wind at 15 m. The diurnal cycle of static stability show stable conditions prevailing during most of the day. The static stability starts to reduce at about 6 and 7 LT, whereas the most unstable conditions occur between 8 and 16 LT. Winds are predominantly weak, with the most frequent intensity between 1.5 and 2 m/s. The minimum of 10-m winds occur when the sea breeze starts, at about 9 LT. The catabatic winds are a strong feature of the Tower A-10 m winds, and reveals strong vertical shear. The other towers do not show a clear minimum in the diurnal cycle of the wind, but the maximum occurs between 13 and 15 LT. Stronger wind and heavier precipitations were registered in autumn, MAM, which suggests the period of stronger storms.

Resumo em Português:

Resumo O material particulado fino (MP) e o Black Carbon são dois dos piores poluentes atmosféricos, afetando a saúde humana. Apesar disso, não há dados na literatura sobre estes poluentes no interior de residências no Brasil. Nosso objetivo é analisar as partículas menores que 0,25 μm (MP0,25) e o rBC no interior de residências de idosos na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), em que a poluição do ar tem sido um problema sério devido às emissões veiculares. Em 60 residências, em cada amostra de 24 h foram medidos a massa e o rBC por análise gravimétrica e refletância, respectivamente. As concentrações em massa do MP0,25 e do rBC foram avaliadas em função das condições meteorológicas e do tráfego. A massa média do MP0,25 e de rBC foram de 13,6 e 2,8 μg/m3, respectivamente. O MP0,25 ultrapassou a recomendação da OMS para MP2,5 em 11,7% das residências, sendo que 26,2% da massa do MP0,25 foi composta por rBC. Considerando que o rBC é um traçador das emissões veiculares e, é prejudicial para a saúde humana, é importante que este poluente seja considerado em termos de ações de políticas públicas de controle para a melhoria da qualidade do ar na RMSP.

Resumo em Inglês:

Abstract Fine particulate matter (PM) and Black Carbon are two of the worst air pollutants, affecting human health, mainly elderly. Despite this fact, there is no data in literature about these pollutants indoor dwellings in Brazil. This study aims to analyze PM smaller than 0.25 μm (PM0.25) and the Black Carbon (rBC) indoor dwellings of elderly located in the Metropolitan Area of Sao Paulo (RMSP), in which air pollution has been a serious problem due to the vehicular emissions. In 60 indoor dwellings, each PM sample was obtained during 24 hours, being the mass and rBC measured by gravimetric analysis and reflectance, respectively. The mass of PM0,25 and rBC were evaluated in function of the traffic and meteorological conditions; being the average concentrations 13.7 and 2.8 μg/m3, respectively. The PM0.25 exceeded the guideline from the WHO threshold for PM2.5 in 11.7% of households. Around 26% of the PM2.5 consisted in rBC, which was due to their proximity of the intense traffic routes. Considering that the rBC is a tracer of the vehicular emissions and it is harmful to the elderly health, it is important that this pollutant be considered in terms of public control actions for air quality improvement in RMSP.

Resumo em Português:

Resumo Este trabalho buscou auxiliar o planejamento de ações, medidas preventivas e mitigadoras, a desastres naturais para a Defesa Civil da cidade de Duque de Caxias, e utilizou a Classificação e Codificação Brasileira de Desastres (COBRADE) para identificação de 35 desastres naturais ocorridos entre os anos de 1996 a 2015, onde 74% desses eventos ocorreram entre os meses de novembro e fevereiro, sendo 20% ocorridos no ano de 2009. Para diagnosticar os sistemas meteorológicos, foram utilizados o Boletim de Climanálise do Centro de Previsão do Tempo de Estudos Climáticos – CPTEC, onde 57% dos desastres foram associados à Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), 29% a passagem de frentes frias e 14% a áreas de instabilidade local. Objetivando subsidiar a confecção dos protocolos de acionamento de sirenes, foram analisadas a espacialização da precipitação ocorrida em 116 pluviômetros. Os resultados mostram que, para eventos de ZCAS, a faixa de maior frequência de acumulados diários de chuva variou entre 10 e 50 mm nas 24 h antecedentes, e entre 60 e 110 mm no dia do desastre. Para frentes frias, os acumulados variaram entre 40 e 110 mm, e para áreas de instabilidade entre 30 e 95 mm.

Resumo em Inglês:

Abstract This study aimed to assist the planning of actions, preventive and mitigating measures, the natural disasters for civil protection in the Duque de Caxias city, and used the Classification and Coding Brazilian Disaster (COBRADE) for identification of 35 natural disasters between the years from 1996 to 2015, where 74% of these events occurred between the months of November and February, 20% occurred in 2009. To diagnose the weather systems we used the Bulletin of Climate Studies of Weather Center – CPTEC, where 57% of disasters were associated with the South Atlantic Convergence Zone (SACZ), 29% the passage of cold fronts and 14% to local instability areas. The aim of assisting the preparation of sirens drive protocols, we analyzed the spatial distribution of rainfall occurred in 116 rain gauges. The results show that for SACZ event, the higher frequency range of daily rain accumulated ranged between 10 and 50 mm on the last 24 h, and between 60 and 110 mm on the day of disaster. For cold fronts, retained varied between 40 and 110 mm, and to areas of instability between 30 and 95 mm.

Resumo em Português:

Resumo A zona de transição Amazônia-Cerrado é caracterizada pela alta diversidade de ecossistemas, biodiversidade e condições climáticas. Este trabalho tem como objetivo investigar evidências de mudanças climáticas na precipitação e temperatura no Estado do Maranhão. Os dados de normais climatológicas desde 1977 até 2014 provenientes de 12 estações meteorológicas do Instituto Nacional de Meteorologia, distribuídas no Estado foram utilizados para construir a série temporal de dados climáticos. Os dados foram divididos em dois grupos referentes às estações climáticas, seca e chuvosa. O teste de Mann-Kendall foi aplicado para detecção de tendências de aumento ou decréscimo, tanto na série temporal completa, quanto nos dados referentes aos períodos seco e chuvoso. Os resultados evidenciaram uma forte elevação na temperatura do ar em todas estações do Estado. No bioma amazônico em relação a precipitação, as estações de Bacabal e Zé Doca registraram tendências de aumento e diminuição, respectivamente. No bioma cerrado, as estações de Carolina e Colinas apresentaram tendências de aumento e diminuição, respectivamente. Os resultados apresentados neste trabalho mostraram que as mudanças climáticas ocorrem diferentemente no Estado do Maranhão, não necessariamente influenciada pelo bioma.

Resumo em Inglês:

Abstract The Amazon-Savanna transition zone is characterized by high diversity of ecosystems, biodiversity and climatic conditions. This work aims to investigate evidences of climate change on precipitation and temperature in the Maranhão state. The climatological normal data from 1977 to 2014 provided from 12 meteorological stations of National Meteorological Institute distributed in state area was used to build the climatic time series. This dataset was divided in two groups according to climate stations, dry and rain seasons. The Mann-Kendall test was applied to detect increase and decrease trends regarding complete time series and both, dry and rain season series. The results show a strong climate change in air temperature. In the amazon biome, Bacabal and Zé Doca stations registered increase and decrease tendencies, respectively. In the savanna biome, in Carolina and Colinas stations presented increase and decrease tendencies, respectively. The results presented in this work shows that climate change occurred differently in Maranhão state, not influenced necessarily by biome.

Resumo em Português:

Resumo Neste trabalho são analisados o desempenho e as projeções de simulações climáticas de Modelos Globais do CMIP5, e de Modelos Climáticos Regionais do CORDEX para o Nordeste do Brasil (NEB). Para este estudo, o clima do NEB foi caracterizado com base nas seguintes variáveis: temperatura do ar próximo à superfície (TAS), precipitação (PR), evapotranspiração potencial (ETo), e Índice de Aridez (IA). Na metodologia de verificação dos modelos foram utilizadas métricas estatísticas como erro quadrático médio, viés estatístico, correlação de Pearson e índice de concordância. Em geral, a média do conjunto das simulações (M) produz uma significante representação do clima recente (1985-2005) do NEB. As projeções de M para os cenários de emissões futuras de gases de efeito estufa, RCP4.5 e RCP8.5, são de aumento generalizado da temperatura, 2079-2099 (longo prazo) entre 2,1 °C (RCP4.5) e 4 °C (RCP8.5). As taxas de ETo devem aumentar no decorrer do século XXI, com a média de longo prazo no RCP8.5 15% maior do que os valores de referência do clima recente. A projeção de precipitação é mais inconclusiva devido ao espalhamento entre o conjunto das simulações, com M indicando uma anomalia de precipitação de −1,6% no RCP8.5. O IA projetado é menor na maior parte das simulações, sugerindo uma tendência de aumento de aridez sobre o NEB durante este século.

Resumo em Inglês:

Abstract This work addresses the performance and projections of climate simulations from CMIP5 global models and CORDEX regional climate models over Northeast Brazil (NEB). For this study, NEB climate was characterized by the following variables: near surface air temperature (TAS), precipitation (PR), potential evapotranspiration (ETo), and aridity index (IA). In verification methodology of the models we utilized statistical metrics such as mean square error, statistical bias, Pearson correlation and concordance index. In general, the ensemble mean of the simulations (M) produces a significant representation of NEB recent (1985-2005) climate. The projections of M for scenarios of future emissions of greenhouse gases, RCP4.5 and RCP8.5, show generalized increase in the temperature, with 2079-2099 (long-term) temperature anomalies over NEB ranging between 2.1 °C (RCP4.5) and 4 °C (RCP8.5). The ETo rates are more likely to increase during the 21st century, with the RCP8.5 long-term mean 15% higher than reference values for recent climate. Projection of precipitation is inconclusive due to significant spread among the individual simulations, with M indicating a anomaly of −1.6% in RCP8.5 long-term mean. Projected IA is reduced in most simulations of future climate, suggesting a greater chance of increased aridity over NEB during this century.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste estudo é analisar o comportamento das temperaturas da superfície do mar (TSM) nas áreas dos Niños no oceano Pacífico e nas áreas correspondente ao Dipolo (N-S), no oceano Atlântico, durante o período de 1982 a 2014. Os dados utilizados foram do National Weather Service/Climate Prediction Center do National Oceanic and Atmospheric Administration (NWS/CPC/NOAA). Foi utilizado o método dos quantis para classificar os desvios normalizados da TSM acumulada de janeiro a junho como anos quentes, normais e frios. Como era de se esperar em todas as regiões dos oceanos Pacífico e Atlântico, os desvios normalizados foram positivos e acima de 1 para os anos quentes, próximo de zero para os anos normais, onde apenas a região do Niño1+2 apresentou um valor de −0,28 e valores negativos menores que −1 para os anos frios. Também foi utilizado o teste não-paramétrico de Mann Kendall para avaliar as tendências das séries temporais aos níveis de 1 e 5% de probabilidades. E de acordo com o teste, apenas as áreas do Atlântico Norte e do Dipolo apresentaram uma tendência crescente, ao nível de significância de 1%.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this study is to analyze the behavior of sea surface temperatures (SST) in the areas of Niños in the Pacific Ocean and in the corresponding areas to Dipole (N-S) in the Atlantic Ocean during the period 1982-2014. The data used were the National Weather Service/Climate Prediction Center do National Oceanic and Atmospheric Administration (NWS/CPC/NOAA). It used the method of quantile to classify the standard deviations of the accumulated SST January to June as hot, normal and cold years. As was to be expected in all regions of the Pacific and Atlantic Oceans, the standard deviations were positive and above 1 for the hot years, close to zero for normal years, where only the Niño1+2 region showed a value of – 0.28 and less negative than −1 for cold years. It was also used the nonparametric Mann Kendall to assess the trends of the time series at levels 1 and 5% probability. And according to the test, only the areas of the North Atlantic and Dipole showed an increasing trend, the level of significance of 1%.