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.

Construção e preparação da exploração de tarefas de modelação matemática em estatística: uma experiência no ensino profissional

Descrição e análise de projeto de construção e preparação da exploração de tarefas de modelação matemática em estatística: uma experiência no ensino profissional.

A modelação matemática com recurso a tecnologia: Um estudo em contexto de colaboração entre professoras de matemática e de física-química

Este estudo teve como objectivo compreender o desenvolvimento de tarefas de modelação, por parte de uma professora de Matemática e de uma professora de Física­ Química, no âmbito de trabalho colaborativo. Para tal foram formuladas três questões orientadoras: 1. Como é que os professores seleccionam e preparam as tarefas de modelação a colocar aos alunos em situação de sala de aula? Que características das tarefas de modelação se mostram fundamentais para a sua selecção? 2. como desenvolvem os professores as tarefas de modelação na sala de aula? Como gerem e dinamizam as aulas onde colocam tarefas de modelação aos alunos? Que papel reservam ao professor e ao aluno? 3. como exploram os professores as potencialidades das calculadoras gráficas no desenvolvimento das tarefas de modelação? Que questões se colocam à utilização de sensores? O estudo decorreu numa escola secundária, durante o ano lectivo de 2005/06, sob proposta e com a participação da investigadora, envolvendo uma professora de Matemática e uma professora de Física-Química de uma mesma turma de 100 ano. O grupo colaborativo reuniu regularmente e preparou e leccionou aulas com tarefas de modelação matemática, recorrendo a calculadoras gráficas e sensores, tarefas e tecnologias novas para ambas as professoras. A metodologia utilizada na investigação tem natureza qualitativa, tendo sido realizadas duas entrevistas longas a cada professora, uma no início e outra no fim do estudo, bem como entrevistas de curta duração às professoras após cada uma das aulas onde foram desenvolvidas as tarefas. Foram também recolhidos registos das sessões colectivas de trabalho e elaborado um "diário de bordo". O estudo permitiu formular as seguintes conclusões: - Quando as professoras seleccionavam as tarefas de modelação a propor aos seus alunos tinham em consideração o cumprimento dos programas, os conteúdos a abordar e a diversidade de questões que se podem formular sobre os mesmos e o interesse e significado da experiência para os alunos. - O tempo que é necessário para a preparação e execução das tarefas de modelação pareceu ser factor de grande peso na sua selecção. - O elevado número de alunos por turma pode ser factor um negativo para o desenvolvimento de tarefas de modelação na sala de aula. -Na opinião das professoras, o recurso à calculadora gráfica e aos sensores para realizar a recolha de dados relativos a uma tarefa de modelação tomou-as mais apelativas e ajudou os alunos a compreender a situação em causa assim como permitiu tomar mais nítida a relação entre a Matemática e a Física. ABSTRACT: This study aimed to understand the development of modelling tasks, by a Mathematics teacher and a Physics-Chemistry teacher, as part of collaborative work. For this study were formulated three guidelines: 1. How do teachers select and prepare the modelling tasks to present to the students in a classroom situation? What characteristics of these tasks are essential for their selection? 2. How do teachers develop the modelling tasks in the classroom? How do they manage and dynamize the classes where the modelling tasks took place? What role it's reserd to the teacher and the student? 3. How do teachers exploit the potential of graphics calculator in the development of the modelling tasks? What issues arise for the use of sensors? This study took place at a secundary school during the academic year 2005/06, as a suggestion and with the participation of the researcher, involving a Mathematics teacher and a Physics-Chemistry teacher of the same class (10th grade). The collaborative group had regular meetings and prepared and developed modellin tasks in the classroom using graphics calculator and sensors, which was a new activity for all the teachears. The methodology used has a qualitative nature. Two interviews were made to each teacher, one at baseline and another at the end of the study, fourteen work sections and three modelling tasks were explored in classroom context after which followed small interviews to the teacher that gave the class. ln addition records were also made in a small "log-book". This study allowed to reach the following conclusions: - When the teachers select the modelling tasks to offer its students they take into account the programs, the contents and the diversity of questions that can be made on it and the interest and significance of the experience for students. - The time needed for preparation and implementation of the modelling tasks is another factor of great weight in its selection. - The high number of student per class can be a negative factor for the development of modelling tasks in the classroom. Iii - ln the teacher’s opinion, the use of the graphics calculator and sensors to collect data on a modelling tasks makes its more attractive and helps students to understand the situation and makes clearer the link between Mathematics and Physics.

3D modelling of the transmissivity of granitic rocks surrounding the old Quinta do Bispo mine | Modelação 3D da transmissividade do maciço granítico envolvente à antiga mina da Quinta do Bispo

Apresenta-se uma metodologia para caracterizar a transmissividade dos Granitos Hercínicos e Metasedimentos do Complexo Xisto-Grauváquico do maciço envolvente e subjacente à antiga área mineira de urânio da Quinta do Bispo. Inicia-se com a modelação das litologias e grau de alteração a que se segue a simulação condicional da densidade de fracturação. No final, a densidade de fracturação é convertida num modelo 3D de transmissividade por relação com os resultados dos ensaios de bombagem. The purpose of this work is to present a methodology for characterizing the transmissivity of the Hercynian granites and complex schist–greywacke metasediment rocks surrounding and underlying the old Quinta do Bispo uranium mining site. The methodology encompasses modelling of lithologies and weathering levels, followed by a conditional simulation of fracture density. Fracture density is then converted into a 3D model of transmissivity via a relationship with pumping tests.

Modelação do cancro da mama na região do Alentejo

Estudos epidemiológicos são estudos estatísticos onde se procura relacionar ocorrências de eventos de saúde com uma ou várias causas específicas. A importância que os modelos epidemiológicos assumem hoje no estudo de doenças de foro oncológico, em particular no estabelecimento das suas etiologias, é incontornável. Segundo Ogden, J. (1999) o cancro é "um crescimento incontrolável de células anormais que produzem tumores chamados neoplasias". Estes tumores podem ter origem benigna (não se espalham pelo corpo) ou maligna (apresentam metastização de outros órgãos). Sendo uma doença actual, com uma elevada taxa de incidência em Portugal quando comparada com outras doenças (Instituto Nacional de Estatística- INE, 2009), aumentando esta taxa com a idade tal como refere Marques, L. (2003), podendo ocorrer o diagnóstico desta doença em qualquer idade. De acordo com INE (2000) pode dizer-se que o cancro está entre as três principais causas de morte em Portugal, registando-se um aumento progressivo do seu peso proporcional, sendo o cancro da mama o tipo de cancro mais comum entre as mulheres e uma das doenças com maior impacto na nossa sociedade. O objectivo principal deste trabalho é a estimação e modelação do risco de contrair uma doença de natureza não contagiosa e rara (neste caso, cancro da mama), usando dados da região do Alentejo. Pretende-se fazer um apanhado das metodologias mais empregues nesta área e aplicá-las na prática, com ênfase nos estudos caso-controlo e nos modelos lineares generalizados (GLM) - mais concretamente regressão logística. Os estudos caso-controlo são usados para identificar os factores que podem contribuir para uma condição médica, comparando indivíduos que têm essa condição (casos) com pacientes que não têm a condição, mas que de resto são semelhantes (controlos). Neste trabalho utilizou-se essa metodologia para estudar a associação entre o viver em ambiente rural/urbano e o cancro da mama. Tendo em conta que o objectivo principal deste estudo se prende com o estudo da relação entre variáveis, mais propriamente, análise de influência que uma ou mais variáveis (explicativas) têm sobre uma variável de interesse (resposta), para esse efeito são estudados os modelos lineares generalizados - GLM - unificados na mesma moldura teórica pela primeira vez por Nelder & Wedderburn (1972) - e, posteriormente aplicados ao conjunto de dados sobre cancro da mama na Região do Alentejo. O presente trabalho pretende assim, ser um contributo na identificação de factores de risco do cancro da mama na região do Alentejo. ABSTRACT: Epidemiological studies are statistical studies where attempts to relate occurrences of health events with one or more specific causes. The importance of epidemiological models that are far in the study of diseases of cancer forum, particularly in establishing their etiology, is inescapable. According to Ogden, J. (1999) cancer is "an incontrollable growth of abnormal cells that produce tumors called cancer". These tumors may be benign (not spread throughout the body) or malignant (show metastasis to other organs). Being a current illness with a high incidence rate in Portugal compared with the same respect to other diseases (National Statistics 1nstitute -1NE, 2009) having an increasing rate with age as mentioned Marques, L. (2003), and can possibly be diagnosed at any age. According to 1NE (2000) the cancer is among the top three causes of death in Portugal and there is a progressive increase of its proportional weight. Breast cancer is the most common form of cancer among women and the diseases with major impact in our society. The main objective of this work is to model and estimate the risk of contracting a non-contagious and rare disease (in this case, breast cancer), using data from the Alentejo region. It is intended to summarize some of the methodologies employed in this area and apply them in practice, with emphasis on case-control studies and generalized linear models (GLM) - more specifically the logistic regression. The case-control studies are used to identify factors that may contribute to a medical condition, comparing individuals who have this condition (cases) with patients who have not the condition but that are otherwise similar (controls). ln this work we used this methodology to study the association between living in a rural/urban and breast cancer. Given that the main objective of this study rather relates to the study of the relationship between variables to analyze the influence that one or more variables (explanatory) have on a variable (response), for this purpose we study the generalized linear models - GLM - first unified in the same theoretical framework by Nelder and Wedderburn (1972) and subsequently applied to the data set on breast cancer in the Alentejo region. This work intends to be a contribution in identifying risk factors for breast cancer in the Alentejo region.

Áquila Earthquake (2009): influence of seismic source model and structure to modeling the strong ground motions

O sismo, ocorrido em 6 de Abril de 2009 (Mw 6,3) junto à cidade de Áquila (Itália), provocou uma grande destruição. Uma das consequências deste evento foi o impacto na opinião pública em torno da capacidade científica para a estimação da perigosidade sísmica e a necessidade de criação de sistemas de alerta sísmico. A determinação dos mecanismos de fonte sísmica de eventos sísmicos ocorridos e registados permite melhores caracterizações dos movimentos sísmicos para uma determinada área de estudo e consequentemente melhores cenários de risco. Se a região em estudo possuir propriedades físicas específicas e muito distintas de local para local, capazes de provocar alterações locais dos movimentos sísmicos (efeitos de sítio), torna-se imperativo uma caracterização bem definida do meio de propagação das ondas sísmicas de forma a poder sintetizar informação capaz de contribuir para a boa estimação da perigosidade sísmica. No âmbito deste trabalho pretende-se estudar a influência do mecanismo de fonte sísmica e da estrutura na modelação de movimentos sísmicos no caso de Áquila. A metodologia adoptada consiste na determinação da distribuição de deslizamentos sobre o plano de falha e utilização desta informação na modelação de sismogramas sintéticos (com recurso ao algoritmo E3D). Será igualmente estabelecida uma comparação de resultados considerando-se um meio com e sem bacia e considerando-se uma fonte pontual e uma fonte extensa.