Resumo em Português:

Resumo O artigo apresenta uma avaliação do desempenho na previsão climática no alto vale do rio Jaguaribe, Estado do Ceará. A previsão é executada utilizando as condições de fronteira do modelo de circulação global (ECHAM 4.5) ao modelo regional (RAMS 6.0). O modelo simula as chuvas em escala mensal para agregá-las para a estação chuvosa regional (janeiro a junho). Utilizou-se, o Heidke Skill Score (HSS) como métrica da habilidade de previsão. As simulações foram feitas para a estação úmida abrangendo o período de 1979 a 2010. O HSS foi estimado para intervalos de 1, 2, 10, 15, 21, 30, 45, 60, 120 e 180 dias com o objetivo de encontrar o Intervalo de Tempo de Máxima Previsibilidade (ITEMP). Obteve-se uma curva HSS vs. tempo com máximo no ponto HSS = 0,62 e 45 dias. O valor do HSS obtido, 0,62, mostra que a previsão climática mesmo com suas limitações (dados inicial de umidade do solo e parametrizações utilizadas) pode ser uma importante ferramenta para a gestão de estoques de água de reservatórios do semiárido.

Resumo em Inglês:

Abstract This paper presents an evaluation of the climate forecast in the upper valley of the river Jaguaribe, State of Ceara-Brazil. The forecast was performed using the global circulation model (ECHAM 4.5) boundary conditions to the regional model (RAMS 6.0). The model simulates the monthly scale rainfall in order to aggregate it in the regional rainy season (January to June). We used the Heidke Skill Score (HSS) as a metric of forecast skill. The simulations were performed for the wet season, covering the period from 1979 to 2010. The HSS was calculated for intervals of 1, 2, 10, 15, 21, 30, 45, 60, 120 and 180 days in order to find the Time Interval of Maximum Predictability (ITEMP). The obtained curve, HSS vs. time, presented a maximum HSS of 0.62 for 45 days. This result indicates that climate prediction even with its limitations (initial data of soil moisture and used parameterization) could be an important tool for the reservoir management in Brasilian Semiarid region.

Resumo em Português:

Resumo A Península Antártica é uma das regiões que apresentou um acentuado aumento da temperatura do ar nas últimas décadas, sendo este maior que a média global. Deste modo, objetivou-se identificar tendências mensais em dados de temperatura extremas e de precipitação na Península Antártica. Para o estudo, foram utilizados dados médios mensais de temperatura mínima e máxima do ar e precipitação compreendidos entre os anos de 1969 a 2010. Os dados foram submetidos ao teste estatístico de Mann-Kendall e ao teste “t” de Student para o coeficiente angular da regressão linear, adotando-se nível de significância para ambos os testes de 5%. Os resultados indicam aumento de ambas às temperaturas analisadas, com tendência maior para a mínima, principalmente nos meses de outono-inverno. A precipitação demonstrou uma redução para quase todos os meses.

Resumo em Inglês:

Abstract The Antarctic Peninsula has experienced increasing in air temperature which is higher than the global average. Thus, monthly trends in extreme air temperature and precipitation data in the Antarctic Peninsula are evaluate. Monthly averaged minimum and maximum air temperature and precipitation from 1969 to 2010. Have been analyzed by the Mann-Kendall and Student's t-tests to identify the slope of the linear regression, adopting 5% of significance level for both tests. The results indicate an increase of both temperatures analyzed, with a larger trend for the minimum air temperature in particular in autumn and winter season. Precipitation showed a decrease trend in almost every months.

Resumo em Português:

Resumo Campanhas meteorológicas são importantes porque revelam características atmosféricas não observadas rotineiramente. Entre julho e agosto de 2013, foi realizada uma campanha de 30 dias na Mesorregião da Ilha de Santa Catarina (MISC) que permitiu a construção de um banco de dados inédito, com observações a cada minuto em quatro locais estratégicos. O presente artigo aborda aspectos observacionais da micro e mesoescala a partir da utilização dos dados obtidos na referida campanha. Para explorar detalhadamente o comportamento das variáveis atmosféricas na MISC, estuda-se um caso de mudança brusca na direção do vento e dois casos em que foram observados os valores extremos na série de dados de temperatura utilizada. Os resultados mostram que a velocidade do vento é maior no oeste e sul e que a temperatura é menor no norte da MISC. A variação da temperatura a cada minuto é controlada essencialmente pela turbulência e pelas características das massas de ar transportadas no sentido do ponto de observação. Além disso, constatou-se que a variabilidade temporal da temperatura e umidade específica é similar em toda MISC a partir do momento que as forçantes atmosféricas com escala temporal de 1 h a 3 h passam a ser desprezíveis.

Resumo em Inglês:

Abstract Meteorological campaigns are important because they show characteristics of the atmosphere which normally are not observed. In July and August, 2013 an unprecedented meteorological campaign with high temporal resolution was conduct at the Mesoregion of Santa Catarina Island (MSCI). The experiment of 30 days consisted of measuring standard meteorological variables at 1-min sampling rate at four strategic places of MSCI. This paper shows some aspects of both micro and meso scales. For a minutely exploration of the variables, it was studied one case of sudden change of wind direction and two cases of extreme temperatures. The results showed higher wind speeds in both west and south sectors, and lower temperatures in the north sector of the MSCI. Temperature variation each minute is mainly controlled by both turbulence and air masses which are transported over the observation point. In addition, it was found that the temporal variability of both temperature and specific humidity presents similar behavior at entire MSCI. It occurs from the time that the local atmospheric forcings with temporal scale from 1 to 3 h becomes inconsiderable.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo desta pesquisa é estudar os ciclones e os padrões de circulação atmosférica a eles associados no Oceano Atlântico Sul, próxima à costa das Regiões Sul e Sudeste do Brasil, usando dados da Reanálise ERA-Interim nos meses de outubro a abril dos anos de 2003 a 2013. Foi desenvolvido um método objetivo para obter as datas, a localização e a intensidade dos ciclones, o que permitiu gerar compostos de algumas variáveis meteorológicas. Os resultados mostraram que em média ocorreram 17 casos de ciclones entre os meses de outubro a abril e que o período de vida dentro da região de estudo chegou até a 8 dias em alguns casos. O período de out/08 a abr/09 chama atenção por ter apresentado 27 casos. Os compostos para o período mostraram que a combinação de difluência no escoamento em altos níveis, associada a um cavado em médios níveis e a presença de anomalias positivas do vento zonal são favoráveis à formação de ciclones no Atlântico Sul, próximo à costa das Regiões Sul e Sudeste do país. A convergência do escoamento em baixos níveis é decisiva para estimular a ciclogênese na região. O estudo de caso mostrou uma aplicação da ferramenta desenvolvida que pode ter utilidade no aperfeiçoamento dos modelos numéricos de previsão desse tipo de sistema meteorológico.

Resumo em Inglês:

Abstract The main objective of this research is to study the cyclones, and the atmospheric circulation pattern associated with them, occurring in South Atlantic Ocean, using data from ERA-Interim Reanalysis from October to April in the 2003-2013 period. An objective method was developed and applied to identify the dates, location and intensity of cyclones, which allowed to generate composites of some meteorological variables. The results showed that, on average, 17 cases of cyclones occurred in the months from October to April and the life within the studied area reaches up to 8 days. The period of October/2008 to April /2009 calls attention for recording 27 cases. Composites for the entire period showed a combination of the difluence in the flow at upper levels, associated with an mid-tropospheric trough and the presence of positive zonal-wind anomalies are favorable to formation of cyclone in the Atlantic Ocean near South and Southeastern Brazil. Convergence of low-level flow were decisive to stimulate cyclogenesis in the region. The case studied showed an application of the developed tool that can be useful in improving the numerical prediction models of this type of weather system.

Resumo em Português:

Resumo Este artigo analisou o albedo do solo (αsolo) abaixo do dossel considerando duas etapas no ciclo hidrológico, a primeira em que o solo estava inundado e a segunda em que o solo estava coberto por serrapilheira acumulada sobre o solo em área inundável de Vochysia divergens Pohl no Pantanal, Brasil. Os valores de αsolo foram calculados pela relação entre as radiação solar global refletida e a incidente medidas abaixo do dossel por meio de estações meteorológicas. A inundação da área ocorreu durante fevereiro a junho e posteriormente houve um aumento gradativo de serrapilheira acumulada sobre o solo. O αsolo variou sazonalmente com maiores valores durante o período seco em que houve um aumento de aproximadamente 42% do αsolo em relação ao período com inundação. Análises de correlação cruzada entre o αsolo e precipitação, umidade do solo e a serrapilheira acumulada sobre o solo explicam em parte a influência direta e/ou indireta sobre o αsolo. A precipitação não influenciou diretamente sobre o αsolo do mês atual, enquanto que a umidade do solo influenciou diretamente sobre o αsolo no mês atual e nos seguintes meses, e a serrapilheira acumulada do solo correlacionou-se positivamente com o αsolo indicando influência direta no mês atual.

Resumo em Inglês:

Abstract This paper analyzed the soil albedo (αsoil) below the canopy considering two steps in the hydrological cycle, the first when the soil was flooded and the second when the soil was covered with litterpool in a flooded area of Vochysia divergens Pohl in the Pantanal, Brazil. The values of αsoil were calculated by the ratio between the reflected solar radiation and incident solar radiation measured below the canopy through weather stations. The flooding occurred during February-June with posterior gradual increase in the litterpool. The αsoil varied seasonally with higher values increasing approximately 42% of the soil albedo during the dry period compared to the inundation period. Cross-correlation analysis between αsoil and accumulated rainfall, soil moisture and litterpool may partly explain the direct and/or indirect influence on the αsoil. The rainfall did not influence directly on the αsoil of the current month, while the soil moisture influenced directly on the αsoil in the current month and the following months, the litterpool and αsoil were positively correlated in the current month indicating direct influence on the αsoil.

Resumo em Português:

Resumo O fenômeno da ilha de calor (IC) na cidade de Manaus foi estudado usando dados de modelagem do clima urbano com o modelo Weather Research and Forecasting (WRF) e dados de estações meteorológicas. Foram usados os dados de temperatura da superfície (TS) obtidos pelo sensor MODIS do satélite ambiental Aqua, produto MYD11A2 na resolução horizontal de 1 km por um 1 km para o período de 2002 a 2012 na cidade de Manaus para avaliar o processo de urbanização. Foi realizado um estudo de caso com as simulações de TS e de temperatura do ar (TA) nos meses de agosto e setembro de 2009 que foram comparadas, respectivamente, com os dados de satélite e de estações meteorológicas. Identificou-se a distribuição espacial da TS na cidade, e as diferenças de TS entre a área urbana e a de floresta e entre a área urbana e de rios foram quantificadas. As diferenças de TS ao longo das faixas de longitude de 60,03° O a 59,97° O e de latitude de 3,09° S a −3,03° S foram analisadas com os dados do modelo WRF e do sensor MODIS. A intensidade da IC estimada com os dados de TA do modelo e de estações meteorológicas foram, em média, respectivamente de 1,87 °C e de 1,80 °C, consistentes com resultados anteriores. Portanto, a TA simulada pode ser usada para fins de estimar a intensidade da IC em Manaus.

Resumo em Inglês:

Abstract The heat island phenomenon (HI) in the city of Manaus was studied using the urban climate modeling with the Weather Research and Forecasting (WRF) model and meteorological weather station data. The surface temperature (ST) data from the environmental satellite MODIS Aqua, product MYD11A2 with a horizontal resolution of 1 km by 1 km for the period 2002 to 2012 were used to evaluate the urbanization process in Manaus city. A case study was conducted with the simulated ST and air temperature (AT) for the months of August and September 2009, which were compared respectively with the satellite data and meteorological weather station data. The spatial distribution of ST in the city was identified, and the ST differences between the urban and the forest areas and between the urban and river areas were quantified. The ST difference across the longitude bands 60,03° W to 59,97° W and across the latitude bands 3,09° S a −3,03° S were analyzed with WRF data and MODIS data. The intensity of the HI estimated with the AT from the model and the meteorological stations were on average respectively of 1,87 °C and 1,80 °C, consistent with previous results. Therefore, the simulated AT can be used to estimate the intensity of HI in Manaus.

Resumo em Português:

Resumo Esse trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um Índice de Susceptibilidade ao Fenômeno da Seca (ISFS) para o semiárido nordestino brasileiro, que considera além da climatologia, aspectos da natureza física e uso dos solos, aspectos econômicos, sociais e os riscos de perda da safra agrícola e de falta de água para consumo humano e animal. O índice foi desenvolvido tendo como base o Índice FUNCEME de Severidade de seca (IFS) e foi elaborado usando ferramentas propostas pelo Joint Research Centre/Organization for Economic Co-operation and Development (JRC/OECD), e usando também técnicas de preenchimento de dados com falhas e winsorização. Ele foi testado e validado com os dados reais do Estado do Rio Grande do Norte em três cenários climatológicos (ano seco, normal e chuvoso). Foram realizados também um teste de análise multivariada e uma simulação de Monte Carlo para a análise de sensibilidade e robustez do modelo desenvolvido, cujos resultados validaram a sua composição e os resultados obtidos com dados reais. O ISFS pode ser utilizado como uma ferramenta de auxílio aos decisores, em vários níveis governamentais, para orientar as ações de socorro às áreas atingidas pela seca.

Resumo em Inglês:

Abstract This work presents the development of a composite Index of Susceptibility to Drought (ISD) for semiarid Brazilian Northeast that considers climatology, physical properties, soil usage, social and economic aspects, the risk of harvest losses and the shortage of human and animal drinking water. The index started with the Index FUNCEME of drought Severity (IFS), developed by FUNCEME. Then, it evolved to use some tools proposed by the Joint Research Centre/Organization for Economic Co-operation and Development (JRC/OECD), as well as techniques of multiple imputation for missing data and data winsorization. The work was tested and validated with real data from Rio Grande do Norte State in three climatologic scenarios (dry, regular and rainy). A multivariate analysis test and a Monte Carlo simulation were also produced for a sensibility and strength analysis of the developed model. These analyses validated the composition model and the obtained results with real data. The ISD can be used as a tool to support decision makers in various government levels to help guide the actions for the drought-affected areas.

Resumo em Português:

Resumo A modelagem espaço-temporal é uma área de importância crescente em que modelos e métodos têm sido desenvolvidos para aplicações específicas. Neste estudo, o modelo espaço-temporal foi utilizado na estimativa de dados de precipitação diários. Foram utilizados dados provenientes dos registros pluviométricos de diversas estações meteorológicas, obtidos junto Sistema Agritempo para duas zonas climaticamente homogêneas. Valores de chuva para duas datas fixas (01 de janeiro de 2012 e 01 de maio de 2012) estimados pelo modelo espaço-temporal foram comparados com as técnicas geoestatísticas de krigagem e cokrigagem ordinária, com altitude como variável auxiliar. O modelo espaço-temporal foi superior em mais de 17% em relação às técnicas geoestatísticas de krigagem e cokrigagem para produzir estimativas da precipitação diária para a primeira zona homogênea e mais de 18% para a segunda zona homogênea. O modelo espaço-temporal provou ser uma técnica versátil, adaptando-se nas diferentes épocas e datas estudadas.

Resumo em Inglês:

Abstract Spatio-temporal modelling is an area of increasing importance in which models and methods have often been developed to deal with specific applications. In this study, a spatio-temporal model was used to estimate daily rainfall data. Rainfall records from several weather stations, obtained from the Agritempo system for two climatic homogeneous zones, were used. Rainfall values obtained for two fixed dates (January 1 and May 1, 2012) using the spatio-temporal model were compared with the geostatisticals techniques of ordinary kriging and ordinary cokriging with altitude as auxiliary variable. The spatio-temporal model was more than 17% better at producing estimates of daily precipitation compared to kriging and cokriging in the first zone and more than 18% in the second zone. The spatio-temporal model proved to be a versatile technique, adapting to different seasons and dates.

Resumo em Português:

Resumo Neste trabalho, é apresentada uma solução integral semi-analítica da equação de difusão atmosférica considerando a velocidade do vento como função da distância longitudinal e vertical da fonte poluidora. O modelo leva em consideração os mecanismos de remoção e transformação via deposição seca e reação química. Uma hipotética fonte de emissão de contaminantes urbana na presença de ventos de mesoescala em uma camada limite instável é mostrada. Os resultados sugerem que os ventos de mesoescala gerados pela ilha de calor urbana advectam os contaminantes para cima, aumentando a intensidade da poluição atmosférica em áreas urbanas.

Resumo em Inglês:

Abstract An integral semi-analytical solution of the atmospheric diffusion equation considering wind speed as a function of both downwind distance from a pollution source and vertical height is presented. The model accounts for transformation and removal mechanisms via both chemical reaction and dry deposition processes. A hypothetical dispersion of contaminants emitted from an urban pollution source in the presence of mesoscale winds in an unstable atmospheric boundary layer is showed. The results demonstrate that the mesoscale winds generated by urban heat islands advect contaminants upward, which increases the intensity of air pollution in urban areas.

Resumo em Português:

Resumo O objetivo deste trabalho foi quantificar os danos causados por um evento de granizo sobre uma lavoura comercial de soja. O evento de granizo ocorreu no município de Água Santa, no Estado do Rio Grande do Sul, durante o ano agrícola de 2013/2014. Foram realizadas avaliações da matéria seca do limbo foliar, pecíolo, legume e do índice de área foliar. Tais medições foram obtidas em data anterior e posterior ao evento de granizo que ocorreu no dia 08/02/2014. Com o auxílio de imagens de satélites e de radar foi possível identificar a intensidade do evento e a presença de granizo nas nuvens. Os danos provocados pelo granizo na cultura da soja foram: a redução da matéria seca nos limbos foliares (0,13 Mg ha−1), nos pecíolos (0,01 Mg ha−1) e nos legumes (0,002 Mg ha−1) das plantas da lavoura; o decréscimo no índice de área foliar de 7 a 34%; e a quebra do ápice de crescimento em 32% das plantas do experimento. Possivelmente, devido a esta redução na massa seca, houve diminuição na produtividade de soja da lavoura. As imagens de satélite e de radar podem ser ferramentas para auxiliar os extensionistas na determinação dos danos de granizo nas lavouras de soja.

Resumo em Inglês:

Abstract The objective of this study was to quantify the damages caused by a hail event on a soybean farm. The hail event happened at Água Santa County, Rio Grande do Sul State, Brazil, during the 2013/2014 growing season. Were conducted dry matter evaluations of leaf, petiolate, pod and leaf area index. Such measurements were obtained before and also after of the hail event occurred on 08/02/2014. By using satellite and radar images it was possible to identify the hail event intensity. The hail event damage on the soybean crop were reduction dry matter on leaf blade (0.13 Mg ha−1), on petiolate (0.01 Mg ha−1) and on pods (0.002 Mg ha−1), also were observed a decrease in leaf area index that varying from 7 to 34% and breaking off the growth apex in 32% of plants on the experiment. Therewith, the satellite and radar images can be a tool to help the extension on determination of hail damage on soybean farms.

Resumo em Português:

Resumo Previsões de vazão de médio prazo, que são geradas utilizando um modelo chuva-vazão forçado por previsões numéricas de precipitação, são muito úteis para a antecipação de eventos hidrológicos. Tradicionalmente estas previsões eram geradas de forma determinística, porém na última década o movimento por geração de previsões de vazão por conjunto vem ganhando força. No meio termo entre estas duas técnicas (determinísticas e por conjunto) o uso da informação de persistência de previsões determinísticas de vazão para a tomada de decisões, usando ela como uma medida do grau de incerteza dos resultados aparenta ser uma estratégia interessante. Esta pesquisa investiga justamente estes possíveis benefícios do uso da persistência, das previsões como informação de incerteza. Os resultados sugerem que o uso da previsão com base na persistência apresenta vantagens sobre a previsão simples determinística nos horizontes de previsão mais distantes.

Resumo em Inglês:

Abstract Medium-range streamflow forecasts, which are generated using rainfall-runoff models forced by numerical precipitation predictions, are very useful for the anticipation of hydrological events. Traditionally these predictions are deterministic, but in the last decade the movement for generating ensemble streamflow forecasts has been gaining strength. In the middle ground between these two techniques (deterministic and ensembles) the use of persistence information from deterministic streamflow forecasts for decision making, using it as an uncertainty measurement, appears to be an interesting strategy. This research investigates precisely these possible benefits of using forecasts based on persistence as uncertainty information measurement. Results suggest that the use of forecasts based on persistence have advantages over single deterministic forecasts on the higher lead times.

Resumo em Português:

Resumo A precipitação pluviométrica é um fator importante na definição do clima de uma localidade, sendo o resultado do conjunto de eventos meteorológicos e geográficos. Seu estudo é necessário devido à forte influência que exerce sobre as condições ambientais e socioeconômicas. Assim, faz-se necessário a realização de estudos de distribuição pluviométrica que contribuam para uma melhor gestão municipal socioambiental. Portanto, neste estudo, foram utilizados dados pluviométricos de 42 pluviômetros na região de Joinville (SC) objetivando mapear a precipitação média anual e mensal do município. Primeiramente foi realizada análise exploratória dos dados seguido do teste de homogeneidade, na sequência realizou-se análise da dependência espacial dos dados através do semivariograma esférico, exponencial e gaussiano. Por fim, foram geradas as superfícies interpoladas de precipitação pelo método de krigagem e cokrigagem. Para selecionar a melhor superfície foi utilizada à validação cruzada e a análise do IDE. O mapeamento foi realizado utilizando o software ArcGIS. Os resultados mostraram que, o modelo esférico na krigagem e gaussiano na cokrigagem, apresentam bom desempenho, porém a krigagem foi o método que apresentou melhores resultados em todos os parâmetros de validação, gerando uma média anual de precipitação de 2.130,1 mm e mensal de 183,6 mm para Joinville.

Resumo em Inglês:

Abstract Rainfall is an important factor in climate definition of a locality, being the result of the whole of meteorological and geographic events. Its study is necessary due to the strong influence it exerts upon the environmental and socioeconomic conditions. Thus, is necessary to undertake studies of rainfall distribution contributing to a better socio-environmental municipal administration. Therefore, rainfall data on 42 samples of the Joinville (SC) area were used in this study, seeking to map the municipality's average yearly and monthly rainfall. At first, an exploratory analysis of the data was undertaken, followed by the homogeneity test. Afterwards, an analysis of the spatial dependence of the data through the spherical, exponential and gaussian semivariograms was conducted. Finally, the interspersed rainfall surfaces were generated by the kriging and cokriging method. To select the best surface, cross-validation and SDI analysis were used. The mapping was performed with the ArcGIS software. The results show that the spherical template, in the kriging, and the gaussian, in the cokriging, show good performance, but the kriging was the method that showed better results in validation parameters, generating an yearly average rainfall of 2,130.1 mm, and a monthly average rainfall of 183.6 mm for Joinville.