Study of different atmospheric environments associated to storms development in the Madeira Island

The study aims to improve the understanding about different atmospheric environments leading to the development of storms associated with heavy precipitation in Madeira Island. For this purpose, four main goals have been considered: 1) To document the synoptic and mesoscale environments associated with heavy precipitation. 2) To characterize surface precipitation patterns that affected the island during some periods of significant accumulated precipitation using numerical modelling. 3) To study the relationship between surface precipitation patterns and mesoscale environments. 4) To highlight how the PhD findings obtained in the first three goals can be translated into an operational forecast context. Concerning the large scale environment, precipitation over the island was favoured by weather systems (e.g, mesoscale convective systems and low pressure systems), as well as by the meridional transport of high amount of moisture from a structure denominated as “Atmospheric River”. The tropical origin of this moisture is underscored, however, their impact on the precipitation in Madeira was not so high during the 10 winter seasons [2002 – 2012] studied. The main factor triggering heavy precipitation events over the island is related to the local orography. The steep terrain favours orographically-induced stationary precipitation over the highlands, although maximum of precipitation at coastal region may be produced by localized blocking effect. These orographic precipitating systems presented different structures, associated with shallow and deep convection. Essentially, the study shows that the combination of airflow dynamics, moist content, and orography is the major mechanism that produces precipitation over the island. These factors together with the event duration act to define the regions of excessive precipitation. Finally, the study highlights two useful points for the operational sector, regarding the meridional water vapour transport and local effects causing significant precipitation over the Island; RESUMO: O estudo procura melhorar o entendimento sobre os diferentes ambientes atmosféricos que favorecem o desenvolvimento de tempestades associadas com precipitação intensa na ilha da Madeira. Nesse sentido foram definidos quatro objetivos: 1) Documentar os ambientes sinópticos e de mesoescala associados com precipitação intensa; 2) Caracterizar padrões de precipitação na superfície, em eventos de elevada precipitação acumulada, utilizando modelação numérica; 3) Estudar as relações entre os padrões de precipitação e ambientes de mesoescala; 4) Mostrar como tais resultados podem ser utilizados num contexto operacional de previsão do tempo. Em relação a ambientes de larga escala, verificou-se que a ocorrência de eventos de precipitação intensa sobre a ilha foi favorecida por sistemas meteorológicos, assim como pelo transporte meridional de humidade por meio de estruturas atualmente denominadas Rios atmosféricos. Neste último caso é de destacar a origem tropical de humidade, no entanto, o seu impacto na precipitação sobre a Madeira durante os 10 invernos estudados [2002-2012] não foi tão elevada. O principal fator que favorece os eventos de precipitação intensa está relacionado com a orografia local. O terreno complexo da ilha favorece a ocorrência de precipitação estacionária induzida orograficamente sobre as terras mais altas, embora a precipitação nas zonas costeiras possa ser produzida por um efeito localizado de bloqueio. Estes sistemas orográficos precipitantes apresentaram diferentes estruturas, associados a convecção pouco profunda e profunda. O estudo mostra que a combinação entre as características do escoamento, a quantidade de humidade, e a orografia são os condimentos essenciais para o desenvolvimento da precipitação sobre a ilha, atuando de maneira a definir as regiões de precipitação excessiva. Por fim, o estudo destaca dois pontos que podem ser úteis na previsão do tempo operacional, ligados a larga escala e aos efeitos locais, os quais podem levar ao desenvolvimento de tempestades e precipitação intensa sobre a ilha.

Formulação de betão autocompactável com resíduos de pedreiras do Alentejo: Aproveitamento de resíduos no fabrico do betão

Os betões autocompactáveis (BAC) são betões que se definem pela capacidade de fluir no interior das cofragens, preenchendo-as e envolvendo as armaduras só por acção do seu próprio peso, sem bloqueio dos agregados e mantendo-se homogéneo em todo o seu volume. As adições activas do tipo II nomeadamente as cinzas volantes, utilizadas na fabricação do BAC irão escassear no futuro pelo facto de provirem da queima do carvão da qual resulta uma quantidade elevada de C02. Para minimizar estas emissões, o carvão começa a ser substituído por gás natural. Mas, como o BAC necessita duma grande quantidade de finos, há necessidade de encontrar outros subprodutos que a substituam. Tendo em conta o que atrás se afirma introduziram-se na fabricação do BAC resíduos de pedreira do Alentejo, identificaram-se as suas características no estado fresco e no estado endurecido. Este estudo teve também em conta o factor económico da sua produção. /ABSTRACT: Self-Compacting (SCC) is concrete which may be defined by the ability to flow inside the formwork, filling them and involving the reinforcements only by action of its own weight, without blocking and maintaining uniformity throughout its volume. Type II additions, as fly ash, are used in the manufacture of SCC. The supply of fly ash in the future will be difficult because they come from the burning of coal resulting in a high amount of C02. To minimize these emissions, coal is being replaced by natural gas. But, as the BAC requires a large amount of fine materials, the formulation of SCC requires other fine products. Having this in mind, the use of waste from Alentejo quarries in concrete was tested. The characteristics of SCC with waste material were identified in fresh and hardened state. This study also took into account the economic factor of production.