Utilização de imagens de satélite e modelagem numérica para o estudo da dispersão de poluentes nas usinas termoelétricas de Charqueadas e São Jerônimo

O objetivo geral deste trabalho é desenvolver estudos relacionados à dispersão de poluentes, considerando a queima de carvão para geração de energia nas Usinas Termoelétricas de Charqueadas e São Jerônimo. O período de estudo foi do dia 17 a 23 de junho de 2003. Neste período houve a passagem de um sistema frontal. Sendo possível avaliar a dispersão dos poluentes em condições pré-frontal, frontal e pós-frontal. Para simular o comportamento dos poluentes neste período, foi utilizada uma subrotina de dispersão acoplada ao modelo RAMS (Regional Atmospheric Modeling System). Os resultados mostraram que nos dias classificados como pré-frontal e pós-frontal as concentrações do material particulado, dióxido de enxofre e do óxido de nitrogênio, atingiram seus valores máximos, pelo fato da umidade relativa do ar estar bastante baixa em torno de 60%, pressão atmosférica da ordem de 1021 hPa e a intensidade dos ventos fraca. No dia classificado como frontal, as concentrações estavam praticamente nulas, devido à passagem do sistema frontal que causou a queda na pressão atmosférica, aumento da umidade relativa e também pelo fato da ocorrência de precipitação atmosférica neste dia. As comparações dos resultados simulados, com os dados observados na estação de qualidade do ar mostraram-se satisfatórios. Com exceção do dia 22 de junho, que apresentou uma diferença da ordem de 90%.

Cirrus clouds observation in Santa Maria, Rio Grande do Sul during the experiment Chuva - Sul.

Cirrus clouds are an interesting point in the research of the atmosphere due their behavior and the effect on the earth radiation budget. They can affect the atmospheric radiation budget by reflecting the incoming solar radiation and absorbing the outgoing terrestrial radiation. Also, this cloud type is involved in the dehydration of the upper troposphere and lower stratosphere. So, it is interesting to increment the measurements of this type of clouds from the ground. During November and December 2012, through the CHUVA-SUL campaign, measurements with lidar in Santa Maria, Rio Grande do Sul were conducted. The system installed in Santa Maria site (29.8 °S; 53.7 °W, 100 m asl) was a single elastic-backscatter lidar using the wavelength of 532 nm. Some days with cirrus clouds lidar measurements were detected. Four days with presence of cirrus cloud are showed in the present study. These days, 7, 8, 19 and 28 November 2012, was selected due the persistence of cirrus clouds over many hours. The raw retrieval lidar signals and inverted backscatter coefficient profiles were analyzed for the selected days. Base and top height was obtained by analysis of raw signal and backscatter coefficient. Extinction coefficient profiles were obtained by the assumption of the lidar ratio. Cirrus cloud optical depth (COD) values were calculated, from the integration of the extinction coefficient between the base and top altitudes of the cirrus clouds.

Aplicação de parâmetros convectivos para um caso de linha de instabilidade

Este trabalho visa avaliar a aplicação de parâmetros convectivos (PC) para um caso de linha de instabilidade (LI) ocorrida sobre a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), com o intuito de demonstrar como o uso da modelagem numérica, utilizando o modelo BRAMS (Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System), pode contribuir principalmente com a obtenção de perfis atmosféricos, necessários para uma boa previsão das tempestades.

Circulação atmosférica e precipitação pluviométrica na Bacia do Itajaí - SC: um estudo climatológico aplicado

The work is guided by the detailing of the Itajaí river basin, SC, rainfall dynamics at the annual, seasonal and monthly levels, allowing us to identify different responses that each location gives to the regional atmospheric circulation, particularly the rainfall. In this sense, we are aiming at approaching the concept of rhythm, which must be obtained at the daily level. The analysis at different climate scales was possible through isohyetal maps, trend lines, and Schroeder pluviographs. Moreover, we established the flow rate of the air masses by means of the Venn diagram. This data made it possible to assess the behavior of rains on that site and the reason why it is the stage of major flooding, as occurred in November 2008. The relatively mountainous topography combined with the frequent invasions of the Atlantic Polar Front, which often stop over the region, generate events of that magnitude, with high volumes accumulated in short periods of time. Such extreme events reinforce the idea of the search for the succession of types of weather to the detriment of averages that tend to abstract the reality

Biomonitoramento de metais em suspensão atmosférica na sub-bacia do Arroio Sapucaia, RS - Brasil

A degradação da qualidade do ar troposférico, especialmente em áreas de grande densidade humana, e a interferência desta degradação em organismos vivos motivou este trabalho. As alterações da qualidade do ar podem causar danos e mudanças significativas em ecossistemas e afetar de modos diversos e cada vez mais acentuados, a qualidade de vida de todos os organismos, incluindo as populações humanas. Os diversos poluentes atmosféricos gerados pelas atividades antrópicas da região sofrem dispersão com os ventos atingindo áreas onde a geração destes poluentes é muito baixa, provocando o repasse dos mesmos por deposição seca ou pela precipitação com a chuva aos demais compartimentos abióticos e à cadeia trófica. Por dependerem exclusivamente de material abiótico de origem atmosférica, foram selecionados indivíduos de duas espécies de liquens, Rimelia simulans (Hale) Hale & Fletcher e Canomaculina sp., e uma bromeliácea, Tillandsia usneoides (L.) Linnaeus (Barbade- pau), coletados em Tainhas, área considerada como de baixo impacto ambiental. Estes indivíduos foram expostos em três diferentes áreas da bacia hidrográfica do arroio Sapucaia, durante um período de dez meses, com a intenção de verificar a relação das variações nas concentrações dos elementos alumínio, cálcio, chumbo, cobre, ferro, lítio, magnésio, manganês, mercúrio, potássio, sódio e zinco em massa seca de seus tecidos e as concentrações destes mesmos elementos em material particulado da baixa troposfera. As áreas de exposição apresentaram diferenças nas concentrações atmosféricas dos elementos, com maiores concentrações médias anuais em material particulado coletado na área industrial, e menores na área rural. A área urbana apresentou a maior média apenas para o elemento sódio. As três espécies expostas evidenciaram comportamentos diferenciados em relação à assimilação e bioacumulação destes elementos. Os elementos alumínio, chumbo, cobre, ferro, lítio e sódio foram concentrados nas três espécies, que apresentaram diminuição nas concentrações de potássio. Os dois liquens apresentaram comportamento semelhante na concentração de cobre, sendo estatisticamente evidenciadas, como bioacumuladoras deste elemento. A bioacumulação de zinco ocorreu de modo mais lento que a de cobre, mas de modo bastante similar nos dois liquens. Os indivíduos das três espécies, coletados em Tainhas apresentaram altas concentrações de mercúrio, que foram diminuindo com o tempo de exposição nas três áreas da bacia do arroio Sapucaia. Os resultados indicam que R.simulans e Canomaculina sp. são mais sensíveis que T.usneoides às alterações ambientais a que foram expostas. Os resultados obtidos para esta última sofreram interferência devida à ação de predadores durante o período de primavera. Mesmo com estas interferências é possível observar alterações nas concentrações dos elementos analisados nas três espécies, que podem ser atribuídas tanto às concentrações dos mesmos na atmosfera, à interferência de outros contaminantes ou a fatores climáticos que possam alterar o comportamento destas espécies em relação à assimilação dos elementos. A aplicação de geoprocessamento evidenciou as relações entre as concentrações atmosféricas de Ca, Fe e Zn e suas nas três espécies, bem como as diferenças e semelhanças entre concentrações atmosféricas dos outros elementos e as acumuladas pelas espécies.

Variabilidade pluviométrica e a dinâmica atmosférica na bacia hidrográfica do rio Ivaí-PR

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Condições termodinâmicas de eventos de precipitação extrema em Belém-PA durante a estação chuvosa

As condições termodinâmicas de uma região são muito importantes para o desenvolvimento da convecção úmida profunda, principalmente nas regiões tropicais. Portanto, o objetivo deste trabalho foi o de entender e caracterizar o papel das condições termodinâmicas da atmosfera durante os eventos de precipitações extremas na estação chuvosa, no período de 1987 a 2007, em Belém (PA). Os resultados mostram que as precipitações extremas, em sua maioria (56%) apresentam um ambiente precursor com forte instabilidade, indicada pelos altos valores de CAPE (acima de 1000 J/kg) e valores significativos dos índices de instabilidade. Houve, contudo, eventos com baixos valores de CAPE na sondagem das 1200 UTC do dia do evento, mas valores maiores na véspera, o que indica que a chuva em questão pode ter começado na madrugada e ter perdurado por várias horas, atravessando a hora da sondagem, explicando a queda deste parâmetro. Os índices de instabilidade K, TT e LI apresentaram uma boa representação do ambiente, prognosticando as tempestades com chuvas fortes com índice de acerto de até 74%, se levados em conta os eventos em que todos os índices apontavam os mesmos resultados e indicavam forte instabilidade. As condições termodinâmicas de forte instabilidade ajudam a promover, mas não são as únicas responsáveis pelas tempestades convectivas com precipitações extremas.

Variabilidade da precipitação em tempo e espaço associada à Zona de Convergência Intertropical

Este estudo visa apresentar uma análise atmosférica da variabilidade espacial e temporal da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) nas cidades de Belém, Jakarta e Nairóbi, que estão localizadas sobre os continentes da América do Sul, Ásia e África, respectivamente. Para isso, foram utilizados dados diários de precipitação observada e radiação de onda longa para o período de 1999 a 2008, e aplicadas as técnicas matemáticas e estatísticas, como a média aritmética e a transformada em ondeletas Morlet. Em geral, os resultados indicam que do ponto de vista espacial, a precipitação mensal varia consideravelmente, pois as três cidades estudadas localizam-se em diferentes continentes da faixa tropical. Isto ocorre principalmente, durante os meses de Janeiro a Maio, período de maior atuação da ZCIT no hemisfério sul. As variações atmosféricas observadas, a partir dos escalogramas de fase, - de ondeleta indicam que as escalas interdecadal, anual, interanual e intrassazonal são moduladoras da precipitação. Tais escalas podem ser representadas pelos mecanismos oceano-atmosfera dos fenômenos El Niño Oscilação Sul e da oscilação intrassazonal de Madden e Julian. A contribuição destes fenômenos na distribuição da chuva nessas regiões é evidente durante o período estudado, sendo que Nairóbi, apesar de estar localizada em latitude semelhante à de Belém, apresenta pouca evidência do ciclo anual e forte na escala interdecadal. No caso de Belém e de Jakarta as oscilações de múltiescala de precipitação concentram-se nas escalas dos mecanismos moduladores da chuva associados com o ciclo anual e intrassazonal, durante todo o período.

Influências das condições termodinâmicas nos eventos extremos de precipitação na cidade de Belém e região metropolitana

O objetivo desta dissertação foi verificar a importância dos fatores termodinâmicos na ocorrência de eventos extremos de precipitação na Cidade de Belém (PA) e região metropolitana, no período de agosto de 2008 a dezembro de 2009. Para tal, foram utilizados dados de precipitação e radiossondagens. Para análise das condições termodinâmicas e dinâmicas foram utilizadas imagens de satélite, cartas de superfície e análise do diagrama SKEW T LOG P. O estudo da termodinâmica da atmosfera foi realizado a luz das teorias da Energia Potencial Disponível para a Convecção (CAPE) e, também, da Energia de Inibição da Convecção (CINE). Foi utilizado o método dos decis para classificar os eventos extremos de precipitação a fim de associá-los aos valores da CAPE e da CINE com o objetivo de verificar o valor destes índices quando da ocorrência dos eventos extremos. Verificou-se que a região estudada possui forte atividade convectiva durante todo o ano, haja vista que seus valores médios mensais variam entre 900 J/kg e 1900 J/kg. Foi visto, também, que nem sempre CAPE alta e CINE baixa determinam precipitação. Esta situação determina o potencial para a convecção profunda, mas para converter este potencial em precipitação existe a necessidade da forçante dinâmica. Os resultados mostraram que quando o processo de precipitação dependeu, exclusivamente, da CAPE, foi necessário haver um valor alto para poder gerar convecção profunda e por consequência precipitação, enquanto, que no processo de precipitação com contribuição dinâmica não foi necessário um valor tão significativo da CAPE, neste caso, não ultrapassou a 1000 J/kg. A CINE esteve, sempre, menor no período chuvoso apresentando valores médios mensais menores que 300 J/kg. Isto não quer dizer que quanto menor a CINE maior será a precipitação. Quando a inibição está presente a instabilidade vai crescendo ao longo do dia determinando, com isso, nuvens com um desenvolvimento vertical mais acentuado, assim os pontos onde os inibidores enfraquecem primeiro, serão os pontos preferenciais para o disparo da tempestade. Logo, quando a instabilidade estiver alta e existir o mecanismo inibidor (CINE), em uma grande área, os locais mais propícios aos disparos das tempestades são os pontos onde a CINE e o NCE começam a diminuir e a inversão térmica, que por vezes acontece, começa a ser quebrada. Durante a execução desta pesquisa ficou claro que para a ocorrência de eventos extremos de precipitação, no período chuvoso, existe necessidade da influência da ITCZ e no período seco, conforme se observa no estudo de caso realizado para o mês de outubro o fator dinâmico que mais influencia é a Linha de Instabilidade (LI).

Comportamento Espacial dos Percentis 75 da Precipitação Decencial para O Estado de São Paulo, Na Primavera

No presente estudo foi avaliada a distribuição espacial do percentil 75 da precipitação decendial para o Estado de São Paulo, utilizando-se um total de 136 postos pluviométricos com séries acima de 27 anos de registros. Em um estágio preliminar os valores dos percentis 75 da precipitação decendial foram georeferenciados, permitindo a utilização de técnicas da geoestatística para proceder à interpolação dos dados. Modelos experimentais de semivariogramas padronizados foram obtidos, utilizando-se a variância amostral como fator de escalonamento, permitindo a verificação de proporcionalidade entre os modelos e agrupando-os sob a mesma tendência. O modelo teórico exponencial foi o que melhor se ajustou aos semivariogramas experimentais, seguido pelo modelo esférico. Os parâmetros estimados para os modelos, efeito pepita, patamar e alcance foram utilizados para a realização da krigagem e confecção dos mapas de isolinhas. A distribuição espacial dos percentis 75 da precipitação decendial reflete o comportamento da circulação atmosférica no Estado, apresentando alta variabilidade. As regiões oeste , sudoeste e noroeste apresentaram as menores intensidades de precipitação e foram variáveis de acordo com os níveis temporais na primavera. A região litorânea apresentou as maiores intensidades de precipitação para quase todos os níveis temporais estudados, diferenciando-se das demais regiões do Estado. A exceção foi à região nordeste no final da primavera que apresentou valores de intensidades maiores do que os registrados no litoral. A faixa litorânea apresentou comportamento homogêneo, detectado pelo forte agrupamento das isolinhas em quase todos os decêndios analisados.

Possíveis relações entre a variabilidade interanual do gelo marinho antártico e a precipitação na América do Sul

Investigamos as diferenças na circulação atmosférica do Hemisfério Sul em extremos interanuais de retração e expansão de gelo marinho antártico e as possíveis relações com a precipitação na América do Sul. Os resultados mostram que, com a retração de gelo marinho no mar de Weddell e Bellingshausen-Amundsen (mar de Ross), houve uma redução (aumento) de precipitação no Nordeste do Brasil. Na região Sul, houve um aumento associado aos mares de Bellingshausen-Amundsen. Estas relações não foram tão evidentes através das células de circulação meridional, mas através de padrões de teleconexão barotrópico equivalente de latitudes extratropicais

Modelos de dispersão para extremos de precipitação. Estudo de caso: o nordeste do Brasil

In this thesis used four different methods in order to diagnose the precipitation extremes on Northeastern Brazil (NEB): Generalized Linear Model s via logistic regression and Poisson, extreme value theory analysis via generalized extre me value (GEV) and generalized Pareto (GPD) distributions and Vectorial Generalized Linea r Models via GEV (MVLG GEV). The logistic regression and Poisson models were used to identify the interactions between the precipitation extremes and other variables based on the odds ratios and relative risks. It was found that the outgoing longwave radiation was the indicator variable for the occurrence of extreme precipitation on eastern, northern and semi arid NEB, and the relative humidity was verified on southern NEB. The GEV and GPD distribut ions (based on the 95th percentile) showed that the location and scale parameters were presented the maximum on the eastern and northern coast NEB, the GEV verified a maximum core on western of Pernambuco influenced by weather systems and topography. The GEV and GPD shape parameter, for most regions the data fitted by Weibull negative an d Beta distributions (ξ < 0) , respectively. The levels and return periods of GEV (GPD) on north ern Maranhão (centerrn of Bahia) may occur at least an extreme precipitation event excee ding over of 160.9 mm /day (192.3 mm / day) on next 30 years. The MVLG GEV model found tha t the zonal and meridional wind components, evaporation and Atlantic and Pacific se a surface temperature boost the precipitation extremes. The GEV parameters show the following results: a) location ( ), the highest value was 88.26 ± 6.42 mm on northern Maran hão; b) scale ( σ ), most regions showed positive values, except on southern of Maranhão; an d c) shape ( ξ ), most of the selected regions were adjusted by the Weibull negative distr ibution ( ξ < 0 ). The southern Maranhão and southern Bahia have greater accuracy. The level period, it was estimated that the centern of Bahia may occur at least an extreme precipitatio n event equal to or exceeding over 571.2 mm/day on next 30 years.

Diagnóstico de la contaminación atmosférica de Zamudio

Nivel educativo: Grado.Duración (en horas): De 41 a 50 horas.Destinatario: Estudiante

Estudo termodinâmico da precipitação de parafinas em petróleos brasileiros

Um dos grandes desafios enfrentados pela indústria do petróleo é reduzir o impacto causado pela cristalização indesejável de hidrocarbonetos parafínicos de elevada massa molar em tubulações e equipamentos de produção. A cristalização de parafinas em petróleo é normalmente detectada através da determinação da temperatura inicial de aparecimento de cristais (TIAC), que pode ser estimada através de modelagem termodinâmica com base na composição do petróleo. Os objetivos deste trabalho são: estudar os principais modelos termodinâmicos adotados para descrever a precipitação de parafinas; verificar a validade desses modelos para os petróleos brasileiros e determinar qual modelo é o mais adequado para esses óleos. Para tanto, três formas de cálculo da razão entre as fugacidades das fases sólida e líquida e cinco modelos para calcular os coeficientes de atividade dos componentes em cada fase são aplicados aos dados de composição de vinte e três petróleos brasileiros. Os resultados mostram que o modelo ideal de múltiplas fases sólidas e o modelo de Escobar-Remolina geram valores bastante abaixo da TIAC experimental. Para os modelos de única fase sólida ideal, de Won e de Coutinho, foi possível observar que: a) a grande maioria dos erros é negativa; b) que estes se distribuem melhor em torno de zero quando se utiliza a correlação de Coutinho para o cálculo dos valores de i; c) os valores de erro médio para os modelos de Coutinho, de Won e ideal com única fase sólida se equivalem, qualquer que seja o modelo utilizado para o cálculo de i, exceto para o caso em que todos os compostos presentes na fase líquida podem precipitar; d) os valores obtidos através do modelo de Coutinho apresentam erro sistemático em relação ao modelo ideal de única fase sólida; e) as diferentes formas de se calcular a razão entre as fugacidades da fase sólida e líquida (i) influenciam fortemente a capacidade preditiva dos modelos, o que não era esperado; f) o perfil do primeiro cristal formado nos petróleos é influenciado pelas moléculas mais pesadas presentes nos resíduos, o que mostra a necessidade de se desenvolver metodologias precisas e robustas de caracterização de resíduos; g) a inclusão de uma estimativa para a composição dos resíduos efetivamente melhorou o desempenho dos modelos em petróleos médio; h) em petróleos pesados, houve um aumento do erro de previsão da TIAC devido à pouca ou nenhuma quantidade de parafinas nos resíduos desses óleos. A necessidade de uma melhor caracterização dos resíduos de petróleos é corroborada pelo fato da TIAC calculada pelos modelos ser, via de regra, mais baixa que a TIAC experimental e pela melhora no desempenho dos modelos quando se estimou a composição dos resíduos, em petróleos médios

Preparação e caracterização de microesferas poliméricas à base de poli(ácido metacrílico-co-divinilbenzeno) obtidas por polimerização por precipitação

Neste trabalho foi feito um estudo sobre a preparação e caracterização de microesferas poliméricas à base de poli(ácido metacrílico-co-divinilbenzeno) por polimerização por precipitação. As partículas foram sintetizadas e analisadas em diferentes condições de reação. Partículas esféricas políméricas foram sintetizadas na faixa de 1,66 - 8,41 m, assim como partículas no estado de microgel. As partículas foram caracterizadas pelas técnicas de espalhamento de luz dinâmica (DLS), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), adsorção de nitrogênio pelos métodos BET (Brunauer, Emmett e Teller) e BJH (Barret, Joyner e Halenda), microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura, e testes de razão de inchamento. A análise das partículas foi feita para verificar a influência da mudança na composição de comonômeros, grau de reticulação, relação de monômeros totais/diluentes em massa/volume (g/100 mL), e quanto à relação volumétrica de diluentes. Verificou-se que houve um aumento no tamanho das partículas e da resistência térmica com a diminuição da fração molar de MAA (ácido metacrílico). Na preparação de partículas com fração molar de 50% de MAA, e relação volumétrica acetonitrila/tolueno de 75/25, quanto maior a relação de monômeros totais/diluentes (g/100 mL), maior o tamanho e o rendimento das partículas. Com a mudança da relação volumétrica de diluentes, houve mudança nas características de porosidade, tamanho das partículas, e grau de inchamento das partículas, sendo que na relação volumétrica acetonitrila/tolueno de 50/50, houve formação de microgel