Resumo em Espanhol:

Resumen Otto (2016) es el primer huracán en la historia documentada de ciclones tropicales de haber alcanzado directamente Costa Rica. Este trabajo analiza las descargas eléctricas (DE) de Otto en noviembre 2016 en su paso desde el Caribe hasta el Pacífico, usando datos de la World Wide Lightning Location Network; lo cual constituye una investigación pionera en esta región de Centroamérica. Las DE asociadas a Otto capturan muy bien las fases de intensificación y degradación de este huracán, que como variable podría ser parametrizada en los modelos numéricos para mejorar el entendimiento y evolución de estos sistemas. Otto presentó tres picos máximos de descargas; uno en categoría 1 en la escala Saffir-Simpson, otro en categoría 2 y el último en la categoría 3 (OH3), poco antes de su entrada a tierra entre Costa Rica y Nicaragua. La región de mayor cantidad de DE se desplazó del centro hacia las zonas más externas del huracán conforme éste se intensificó. En el caso de OH3, el máximo de DE se ubicó en las bandas externas de Otto (250-300 km). Durante su evolución, las de máximas DE observadas estaban relacionadas con temperaturas del tope de las nubes menores a los -70 °C.

Resumo em Inglês:

Abstract Otto (2016) is the first hurricane in the documented tropical cyclone history to have directly reached Costa Rica. This work analyses the electrical discharges (ED) associated with Otto in November 2016 during its trajectory from the Caribbean to the Pacific, using data from the World Wide Lightning Location Network; which constitutes a pioneering research in the Central America region. Otto ED captured very well Ottoos intensification and degradation phases, which as a variable could be parametrized in numerical models to improve the knowledge and evolution of these systems. Otto presented three ED peaks during each one of the categories it attained; the last one during hurricane category 3 (Saffir-Simpson scale) just prior to make landfall between Costa Rica and Nicaragua. The region with most ED moved from the near center of the system to its external region in pace with the hurricane intensification. When Otto reached category 3, the maxima of ED was observed in Otto's external bands (250-300 km). During Otto's evolution ED maximum were observed to be related to cloud top temperatures of less than -70 °C.

Resumo em Português:

Resumo Nos últimos anos tem-se verificado um contínuo avanço da fronteira agrícola da palma de óleo na região amazônica, o que provoca alterações na cobertura do solo nessa região. Diante da necessidade de se compreender a influência deste cultivo no albedo de superfície, o presente estudo visa comparar as flutuações do albedo de superfície em área de cultura de palma de óleo com os de pastagem, floresta e de vegetação secundária. Para fazer esta comparação foi utilizado dados orbitais, com base no produto MCD43A3 do satélite Terra/MODIS para os anos de 2015 e 2016. As amostras selecionadas para área de estudo mostrou que a palma de óleo obteve pouca variação, estimando valores médios α = 0.14, sendo estatisticamente distinto dos outros usos e coberturas, com o albedo: Pastagem > Palma de óleo > Vegetação Secundária > Floresta. Demonstrando que possíveis conversões de uma cobertura para outra podem influenciar no balanço de radiação na superfície, ou seja, caso o cultivo da palma de óleo continue avançando sobre as áreas de pastagem, isto diminuiria o albedo de superfície e consequentemente teria mudanças no microclima, todavia, se a expansão ocorrer sobre áreas de Vegetação Secundária ou Floresta ocorrerá uma inversão, e poderá contribuir para alterações climáticas.

Resumo em Inglês:

Abstract In recent years there has been a continuous advance of the agricultural frontier of oil palm in the Amazon region, which causes changes in soil cover in this region. Given the need to understand the influence of this crop on surface albedo, the present study aims to compare the fluctuations of surface albedo in oil palm culture area with those of pasture, forest and secondary vegetation. To make this comparison, orbital data based on Terra / MODIS satellite product MCD43A3 for the years 2015 and 2016 were used. The samples selected for the study area showed that the oil palm showed little variation, estimating values medium α = 0.14, being statistically distinct from other uses and coverings, with the albedo: Pasture > Palm Oil > Secondary Vegetation > Forest. Demonstrating that possible conversions from one cover to another can influence the surface radiation balance, ie if oil palm cultivation continues to advance over pasture areas, this would decrease surface albedo and consequently have microclimate changes, however. If expansion occurs over areas of Secondary Vegetation or Forest an inversion will occur and may contribute to climate change.

Resumo em Português:

Resumo Nesse estudo avaliou-se o desempenho do Brazilian Global Atmospheric Model (BAM) na representação dos componentes do balanço de água na bacia Amazônica para o clima presente (1979-2015). Os resultados mostram que o modelo BAM reproduz a variação espaço-temporal dos componentes do balanço de água na bacia Amazônica, apesar da deficiência em posicionar corretamente os máximos de precipitação e convergência de umidade sobre a região. O BAM subestimou a precipitação (8,8%) e o escoamento superficial (36,8%), e superestimou a evapotranspiração (5,3%). O comportamento de sumidouro de umidade foi bem representado pelo BAM, pois a precipitação é sempre maior que a evapotranspiração (P > E) na bacia Amazônica. O não fechamento do balanço de água (52,6%) na bacia mostra a limitação das parametrizações físicas do BAM na representação da convecção (precipitação) e convergência de umidade, comprovando a necessidade de melhores ajustes e calibração. De maneira geral, apesar de subestimar a precipitação, o BAM simulou adequadamente a precipitação anual e sazonal. A evapotranspiração foi superestimada, principalmente na estação chuvosa, porém foi subestimada na estação seca. Os resultados mostraram que o BAM necessita de ajustes e calibração na representação de processos de superfície, uma vez que, apresentou dificuldade na simulação da variação sazonal da evapotranspiração. Os erros sistemáticos encontrados nos componentes do balanço de água são de grande importância para determinação do grau de confiança para simulações do clima presente e projeções futuras.

Resumo em Inglês:

Abstract This study evaluated the performance of the Brazilian Global Atmospheric Model (BAM) in the representation of water balance components in the Amazon basin for the present climate (1979-2015). The BAM model reproduces the space-temporal variation of the water balance components in the Amazon basin, despite the deficiency in correctly positioning the maximum precipitation and moisture convergence over the region. BAM underestimated precipitation (8,8%) and runoff (36,8%), and overestimated evapotranspiration (5,3%). Moisture sink behavior was well represented by BAM, since precipitation is always greater than evapotranspiration (P > E) in the Amazon basin. The non-closure of the water budget (52,6%) in the basin shows the limitation of BAM physical parameters in the representation of convection (precipitation) and moisture convergence, proving the need for better adjustments. Overall, despite underestimating rainfall, BAM adequately simulated annual and seasonal rainfall. The evapotranspiration was overestimated, especially in the rainy season, but was underestimated in the dry season. The results showed that BAM needs adjustments and calibration in the representation of surface processes, since it presented difficulty in simulating the seasonal variation of evapotranspiration. Systematic errors found in water balance components are of great importance in determining the degree of confidence for present climate simulations and future projections.

Resumo em Português:

Resumo As evidências de que ocorrerão mudanças climáticas globais em função do aumento da concentração de gases de efeito estufa têm se apresentado cada vez mais consistentemente e aceitas pela comunidade científica internacional. O objetivo deste trabalho foi avaliar estimativas de alterações climáticas na microrregião de Guarapuava no estado do Paraná, analisando os impactos sobre a cultura do trigo, utilizando modelagem para cenários futuros e comparando com um cenário base do passado. Foram ajustados modelos de adequação matemática utilizando Análise de Múltiplos Critérios (MCA) e Processo de Hierarquia Analítica (AHP), com a finalidade de avaliar os possíveis impactos das mudanças climáticas na cultura de trigo, utilizando os cenários climáticos RCP4.5 e RCP8.5 (IPCC) para o cálculo do índice de aptidão agrícola da cultura na microrregião de Guarapuava-PR. Os resultados indicam que o fator de maior impacto para a redução do índice de aptidão agrícola do trigo nos próximos 30 anos, é a projeção de aumento da temperatura média mensal em aproximadamente 1,5 a 2 °C durante o ciclo de desenvolvimento da cultura no campo.

Resumo em Inglês:

Abstract Evidence that global climate change will occur as a result of increased concentrations of greenhouse gases has been increasingly consistent and accepted by the international scientific community. This study aimed to evaluate climate change estimates in the Guarapuava microregion in the state of Paraná, analyzing the impacts on the wheat crop, using modeling for future scenarios and comparing with a base scenario of the past. Mathematical adequacy models were adjusted using Multiple Criteria Analysis (MCA) and Analytical Hierarchy Process (AHP), with the purpose of evaluating the possible impacts of climate changes on wheat crop, using the climatic scenarios RCP4.5 and RCP8.5 (IPCC) for the calculation of the Land suitability potential in the Guarapuava-PR microregion. The results indicate that the factor of greatest impact for the reduction of the agricultural aptitude index of the wheat in the next 30 years is the projection of increase of the average monthly temperature by approximately 1.5 to 2 °C during the development cycle of the crop in the field.

Resumo em Português:

Resumo O monitoramento contínuo da qualidade do ar local é extremamente importante para a gestão ambiental de uma cidade, mas nem sempre viável pelo alto custo dos equipamentos. Por conta disso, investe-se muito na utilização da modelagem numérica no estudo da qualidade do ar, que é altamente dependente de inventários de emissões dos poluentes e seus precursores. Nesse contexto o objetivo deste trabalho foi realizar um estudo da dispersão do monóxido de carbono (CO) na Região Metropolitana de Porto Alegre, no estado do Rio Grande do Sul, utilizando o sistema de modelagem numérica CCATT-BRAMS, com ênfase nas fontes veiculares. Foram analisados dois períodos - janeiro de 2009 e janeiro de 2016 - utilizando-se as informações dos inventários de gases precursores elaborados pela FEPAM para os anos base de 2009 e 2013, respectivamente, distribuídos espacialmente com o auxílio do pré-processador de emissões PREP-CHEM-SRC utilizado pelo CCATT-BRAMS. No geral, as simulações representaram coerentemente os dados observados pela rede de monitoramento, com RMSE abaixo de 0,3 na maioria das estações avaliadas. Análises de sensibilidade também revelaram que, para o período avaliado, aproximadamente 40% da concentração de CO sobre a cidade de Porto Alegre foi devido ao transporte de larga escala, proveniente das cidades localizadas ao norte, dentro da Região Metropolitana.

Resumo em Inglês:

Abstract Air pollution directly affects the urban areas inhabitants, with a potential impact on health, especially when associated with respiratory diseases. The mobile sources are the main pollutants responsible for the primary emission and secondary formation of chemical compounds in the atmosphere, such as carbon monoxide, nitrogen oxides, particulate matter, and ozone. The local air quality continuous monitoring is extremely important for the municipal environmental policies but is not feasible due to the high cost of equipment. An alternative is the use of numerical modeling to air quality forecast at the local and regional scales. But the numerical models have a number of uncertainties and are dependent on emission inventories for good accuracy of dispersion and chemistry simulations. However, Brazil lacks local inventories, especially in high spatial resolution, which makes local modeling difficult to use in the control and mitigation of air pollution. In this context, this work aims the study of carbon monoxide dispersion in the Metropolitan Region of Porto Alegre (MRPA), in the Rio Grande do Sul state, using the CCATT-BRAMS system, with emphasis on vehicular sources. Two periods - January 2009 and January 2016 - were analyzed using the FEPAM precursor gas inventory information for the 2009 and 2013 base years respectively, spatially distributed in the PREP-CHEM-SRC emissions preprocessor. In general, the simulations consistently represented the data observed by the monitoring network, with RMSE below 0.3 in most stations evaluated. Sensitivity analyses also revealed that approximately 40% of the concentration of carbon monoxide over the municipality of Porto Alegre (Main city of MRPA) occurs due to large-scale transport.

Resumo em Português:

Resumo A turbulência atmosférica é um fenômeno instável encontrado na natureza e desempenha um papel significativo na previsão de eventos naturais e na previsão da vida de estruturas. Neste trabalho, a turbulência na camada limite superficial foi estudada por meio de métodos empíricos. Simulação computacional de Von Karman, métodos Kaimal foram avaliados para diferentes rugosidades superficiais e para intensidades de turbulência baixa (1%), média (10%) e alta (50%). Valores instantâneos de séries temporais de um minuto para vento turbulento longitudinal com velocidade média do vento de 12 m/s usando ambos os espectros mostraram forte correlação nas tendências de validação. A influência das escalas de comprimento integral na produção de energia cinética de turbulência em diferentes alturas é ilustrada. Séries temporais para velocidade média do vento de 12 m / s com rugosidade de superfície de 0,05 m mostraram que a variância para os componentes de velocidade longitudinal, lateral e vertical foram diferentes e considerados anisotrópicos. A densidade espectral da potência da velocidade do vento dos perfis de Davenport e Simiu também foi calculada na rugosidade da superfície de 0,05 m e comparada com inclinações k−1 e k−3 para a lei Kolmogorov k5/3 em subfaixa inercial e k−7 em viscoso faixa de dissipação. Em altas frequências, a inclinação logarítmica da lei Kolmogorov −5/3rd concordou bem com os espectros de Davenport, Harris, Simiu e Solari do que em baixas frequências.

Resumo em Inglês:

Abstract Atmospheric turbulence is an unsteady phenomenon found in nature and plays significance role in predicting natural events and life prediction of structures. In this work, turbulence in surface boundary layer has been studied through empirical methods. Computer simulation of Von Karman, Kaimal methods were evaluated for different surface roughness and for low (1%), medium (10%) and high (50%) turbulence intensities. Instantaneous values of one minute time series for longitudinal turbulent wind at mean wind speed of 12 m/s using both spectra showed strong correlation in validation trends. Influence of integral length scales on turbulence kinetic energy production at different heights is illustrated. Time series for mean wind speed of 12 m/s with surface roughness value of 0.05 m have shown that variance for longitudinal, lateral and vertical velocity components were different and found to be anisotropic. Wind speed power spectral density from Davenport and Simiu profiles have also been calculated at surface roughness of 0.05 m and compared with k−1 and k−3 slopes for Kolmogorov k−5/3 law in inertial sub-range and k−7 in viscous dissipation range. At high frequencies, logarithmic slope of Kolmogorov −5/3rd law agreed well with Davenport, Harris, Simiu and Solari spectra than at low frequencies.

Resumo em Português:

Resumo O presente trabalho evidencia a ocorrência de vento tipo foehn nas encostas orientais das serras do Sudeste do Brasil. Um caso particular foi detectado a partir de evidências observacionais em 4 de Julho de 2015 perto da cidade de Cruzeiro, Estado de São Paulo, na Serra da Mantiqueira. Os resultados obtidos por simulações numéricas são consistentes com a ocorrência de vento foehn, como pode ser visto a partir da análise de padrões regionais e séries temporais de certos parâmetros meteorológicos.

Resumo em Inglês:

Abstract The present study gives evidence of the occurrence of foehn-like wind on the eastern slopes of the mountains at Southeastern Brazil. A particular case was detected based on observational evidence on 4 July 2015 near the city of Cruzeiro, state of Sao Paulo, on the Serra da Mantiqueira mountains. Results obtained from numerical simulations are consistent with the foehn wind occurrence deducted from the analysis of regional patterns and time series of selected meteorological parameters.

Resumo em Português:

Resumo O impacto do processo de assimilação de dados de temperatura do ar e umidade relativa de estações meteorológicas de superfície e sondagem em aeroportos na área terminal do Rio de Janeiro é avaliado usando o sistema Weather Research and Forecast Data Assimilation. Dados sintéticos de temperatura, umidade relativa e vento, são gerados nas localidades dos sensores dos aeroportos a partir da aplicação de uma perturbação gaussiana nos dados de previsão. Resultados mostram um resultado positivo do processo de assimilação com remoção de parte do ruído nos dados de observação, mas mantendo o efeito das condições locais nos instantes posteriores da simulação. Além disso, com o processo de assimilação há uma redução global no domínio do erro entre os dados da análise e os dados de observação. No futuro, uma rede neural será treinada para emular o processo de assimilação de dados para acelerar o processo de assimilação no modelo WRF.

Resumo em Inglês:

Abstract The impact of the data assimilation process of air temperature and relative humidity from surface meteorological stations and sounding at airports in the terminal area of Rio de Janeiro is evaluated using the Weather Research and Forecast Data Assimilation system. Synthetic data of temperature, relative humidity and wind are generated in the locations of airport sensors by applying a white-noise perturbation in the forecast data. Results show a positive overall impact of the assimilation process with the removal of part of the noise in the observation data but keeping the effect of local conditions in the later timesteps of the simulation. In addition, with the assimilation process there is a global reduction of the error between the analysis data and the observation data. In the future, a neural network will be trained to emulate the data assimilation process to speed-up the assimilation process in the WRF model.

Resumo em Português:

Resumo Séries pluviométricas obtidas entre 1910 e 2016 em onze localidades da região de Catolé do Rocha, Estado da Paraíba, Brasil, foram analisadas com o objetivo de traçar um melhor perfil climático da região. Para tanto, o índice de Anomalia de Chuvas (IAC) juntamente com ferramentas estatísticas foram utilizados. Os resultados obtidos sugerem que as variabilidades nas chuvas, nos padrões de umidade, assim como nos períodos normais, úmidos, secos, e seus extremos, estão em conexão com os anos de El Niño e La Niña. O regime pluviométrico foi caracterizado por irregularidades com uma tendência significativa de decréscimo de chuvas no período considerado. A distribuição de probabilidade Logística representa de forma adequada as chuvas da região, com o p-valor de 0,994 para um nível de significância de 0,05.

Resumo em Inglês:

Abstract Rainfall series obtained from 1910 to 2016 in eleven locations over Catolé do Rocha region, State of Paraíba, Brazil, have been analyzed to draw a better climate profile of the region. For this, the Rainfall Anomaly Index (RAI) and additional statistical tools were used. The results obtained suggest that the variability in rainfall, humidity patterns, as well as in normal, wet, dry periods, and their extremes, are in connection with the years of El Niño and La Niña. The pluviometric regime has been characterized by irregularities with a significant trend of decreasing rainfall in the period considered. The logistic probability distribution adequately represents the region's rainfall, with a p-value of 0.994 for a significance level of 0.05.

Resumo em Português:

Resumo Dentre os fatores ambientais que influenciam o crescimento vegetal, tem-se a temperatura do ar. A taxa de crescimento de uma planta pode ser determinada a partir de sua temperatura basal inferior (Tb), que corresponde à temperatura abaixo da qual a taxa de expansão foliar é desprezível ou ocorre de maneira reduzida. Este trabalho teve por objetivo determinar a Tb e a soma térmica (ST) da rúcula Rococó, durante o período compreendido entre a germinação e a colheita em sistemas de produção convencional e hidropônico. O experimento foi realizado em Florianópolis, entre abril de 2018 a março de 2020, totalizando cinco e sete safras conduzidas nos sistemas convencional e hidropônico, respectivamente. A Tb foi obtida pela média de três métodos, a saber: menor desvio padrão em dias, desenvolvimento relativo e coeficiente de regressão. Com o valor de Tb, determinou-se a soma térmica (ST), aplicando o método simplificado de graus-dia para cada uma das safras. A partir dos valores de ST determinados foi obtido uma média para estabelecer a ST da rúcula. Durante o período compreendido entre a germinação e colheita, considerando os sistemas de produção convencional e hidropônico, os valores obtidos de Tb foram respectivamente, 4,4 °C e 3,6 °C, enquanto os de ST foram 559 e 490 graus-dia acumulado.

Resumo em Inglês:

Abstract Among the environmental factors that influence plant growth, one of them is the air temperature. The plant growth rate can be determined through its lower basal temperature (Tb), which corresponds to the temperature below which the leaf expansion rate is negligible or occurs in a reduced way. This work aimed to determine Tb and the thermal sum (ST) of the ‘Rococó’ arugula during the time period comprising germination and harvest in conventional and hydroponic production system. The experiment took place in Florianópolis, from April 2018 to March 2020, totalizing five and seven harvests in the conventional and hydroponic production system, respectively. The Tb was obtained by using the average of three methods, namely: least standard deviation in days, relative development and the regression coefficient. With the Tb value, the thermal sum (ST) was determined using the simplified degree-day method for each harvest. From the ST determined values, an average was obtained to establish the ST of the arugula. During the period comprising germination and harvest, considering the conventional and hydroponic production systems, obtained values of Tb were respectively 4,4 and 3,6 °C whereas the ST were 559 and 490 accumulated degree-day.

Resumo em Português:

Resumo Apesar de constituírem parte minoritária na composição da atmosfera, os chamados os gases de efeito estufa desempenham um papel crucial em sua termodinâmica. Nos últimos 200 anos, entretanto, as atividades humanas alteraram significativamente o ciclo global do carbono. Desse modo, no atual contexto do aquecimento global, quantificar, com valores cada vez mais confiáveis, as emissões de gases do efeito estufa e o ciclo global de carbono tem se tornado uma das prioridades dos cientistas. Teve-se por objetivo com o presente estudo o desenvolvimento de um sistema de aquisição e transmissão sem fio de dados sobre dióxido de carbono, provenientes do sensor C-Sense, fabricado pela Turner Designs. Como resultado foi desenvolvido um circuito confiável, compacto e versátil, que funciona como um sistema embarcado para monitoramento de concentração e pressão parcial de CO2, além de duas medidas de temperatura. Com relação à transmissão dos dados via radiofrequência, o mesmo possui alcance máximo de 470 m sem perda de dados. Foi implementado um script em Python que armazena os dados e gera gráficos em tempo real para monitoramento do sistema.

Resumo em Inglês:

Abstract Despite being a minor part of the atmosphere's composition, the so-called greenhouse gases play a crucial role in their thermodynamics. Over the past 200 years, however, human activities have significantly altered the global carbon cycle. Thus, in the current context of global warming, quantifying, with increasingly reliable values, greenhouse gas emissions and the global carbon cycle has become one of scientists’ priorities. This study aims to develop a system for acquisition and wireless transmission of carbon dioxide data from the C-Sense, a sensor manufactured by Turner Designs. As result, a reliable, compact and versatile circuit has been developed that acts as an embedded system for monitoring CO2 concentration and partial pressure, as well as two temperature variables. Regarding the transmission of data via radio frequency, its data transmission has a range of 470 m without loss. A Python script has been implemented that stores data and generates real-time graphs for system monitoring.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo desse estudo foi avaliar a variabilidade espaço-temporal do NDVI, da temperatura da superfície terrestre (TST) e da precipitação pluvial (PCP) em regiões de Caatinga degradada (CD) e em recuperação (CR) no Estado da Paraíba, e preservada (CP) no Estado do Rio Grande do Norte. Foram aplicadas técnicas de sensoriamento remoto (SR) do sensor MODIS/Terra com utilização de testes não-paramétricos e tendência. Nas áreas CD e CR o período chuvoso é caracterizado entre o outono-inverno representando mais de 70% do total anual. A CP apresenta dois padrões significativos da PCP, o primeiro associado ao verão, em que os acumulados representam 33,4% do total anual, e o segundo no outono representando 52,8%. Os maiores valores médios mensais de NDVI estão presente na CR. Na CD, foram verificados os maiores valores da TST. As maiores correlações negativas entre TST e PCP e entre TST e NDVI foram encontradas na CR (-0,73) e CP (-0,86), respectivamente. Foi obtida relação positiva entre NDVI e PCP em todos os ambientes, com destaque para a CP (0,84). Os resultados encontrados, evidenciam que os produtos de SR do sensor MODIS são importantes para o entendimento dos impactos antrópicos e climáticos na dinâmica da vegetação de Caatinga.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this study was to evaluate the spatial-temporal variation of NDVI, the temperature of the earth's surface (TST) and rainfall (PCP) in the degraded Caatinga (DC) and recovery (CR) regions in the State of Paraíba, and preserved (CP) in the State of Rio Grande do Norte. MODIS /Terra sensor remote sensing (SR) techniques were applied using non-parametric and trend tests. In the CD and CR areas, the rainy season is included in autumn-winter, representing more than 70% of the annual total. The CP presents two patterns of use of the PCP, the first associated in the summer, and the accumulated ones represent 33,4% of the annual total, and the second number of autumn represented 52,8%. The highest average monthly NDVI values are present in the CR. The CD showed the highest TST values. The greatest negative correlations between TST and PCP and between TST and NDVI were found in CR (-0,73) and CP (-0,86), respectively. A positive relationship between NDVI and PCP was selected in all environments, with an emphasis on a PC (0,84). The results found, evidence that SR products from the MODIS sensor are important for understanding anthropogenic and climatic impacts on Caatinga vegetation.