Validation of the Deardorff model for estimating energy balance components for a sugarcane crop

The quantification of the available energy in the environment is important because it determines photosynthesis, evapotranspiration and, therefore, the final yield of crops. Instruments for measuring the energy balance are costly and indirect estimation alternatives are desirable. This study assessed the Deardorff's model performance during a cycle of a sugarcane crop in Piracicaba, State of São Paulo, Brazil, in comparison to the aerodynamic method. This mechanistic model simulates the energy fluxes (sensible, latent heat and net radiation) at three levels (atmosphere, canopy and soil) using only air temperature, relative humidity and wind speed measured at a reference level above the canopy, crop leaf area index, and some pre-calibrated parameters (canopy albedo, soil emissivity, atmospheric transmissivity and hydrological characteristics of the soil). The analysis was made for different time scales, insolation conditions and seasons (spring, summer and autumn). Analyzing all data of 15 minute intervals, the model presented good performance for net radiation simulation in different insolations and seasons. The latent heat flux in the atmosphere and the sensible heat flux in the atmosphere did not present differences in comparison to data from the aerodynamic method during the autumn. The sensible heat flux in the soil was poorly simulated by the model due to the poor performance of the soil water balance method. The Deardorff's model improved in general the flux simulations in comparison to the aerodynamic method when more insolation was available in the environment.

Albedo à superfície a partir de imagens Landsat 5 em áreas de cana-de-açúcar e cerrado

Propôs-se, neste trabalho, estimar dados de albedo à superfície terrestre usando-se o sensor Thematic Mapper (TM) do satélite LANDSAT 5 e compará-lo com dados de duas estações agrometeorológicas localizadas em região de Cerrado e a outra em cultivo da cana-de-açúcar. A região de estudo está localizada no município de Santa Rita do Passa Quatro, SP, Brasil. Para a realização do estudo obtiveram-se seis imagens orbitais do satélite Landsat 5 sensores TM, na órbita 220 e ponto 75, nas datas de 22/02, 11/04, 29/05, 01/08, 17/08 e 21/11, todas do ano de 2005, a que correspondem os dias juliano de 53, 101, 149, 213, 229 e 325, respectivamente. As correções geométricas para as imagens foram realizadas e geradas as cartas de albedo. O algoritmo SEBAL estimou satisfatoriamente os valores de albedo de superfícies sobre áreas de cerrado e de cana-de-açúcar, na região de Santa Rita do Passa Quatro, SP, consistentes com observações realizadas do albedo à superfície.

Caracterização de eventos extremos do nível do mar em Santos e sua correspondência com as reanálises do modelo do NCEP no sudoeste do Atlântico Sul

Este trabalho tem como objetivo identificar a influência atmosférica em escala sinótica sobre o oceano, para eventos extremos de maré meteorológica na costa sudeste brasileira. Para isso foram utilizados dados de elevação do nível do mar do Porto de Santos-SP, campos de vento e pressão em superfície das reanálises do modelo do NCEP abrangendo o Atlântico Sul, no período de 1951 a 1990. Foi possível identificar a variabilidade sazonal e o padrão de evolução dos sistemas atmosféricos associados aos eventos extremos, de grande relevância para aplicações em prognósticos e alertas a autoridades. O outono e inverno apresentaram a maior ocorrência de extremos positivos (40,2 % e 30,8 % respectivamente), enquanto a primavera e o inverno foram as estações com maior número de extremos negativos (47,2 % e 32,3 % respectivamente). Os resultados mostram que os casos mais importantes de sobre-elevação do nível do mar ocorrem com a evolução e persistência de sistemas de baixa pressão sobre o oceano, com ventos de sudoeste acima de 8 m/s, juntamente com o anticiclone da retaguarda posicionado sobre o continente.

Impact on human health of particulate matter emitted from burnings in the Brazilian Amazon region

OBJECTIVE: To analyze the impact on human health of exposure to particulate matter emitted from burnings in the Brazilian Amazon region. METHODS: This was an ecological study using an environmental exposure indicator presented as the percentage of annual hours (AH%) of PM2.5 above 80 μg/m3. The outcome variables were the rates of hospitalization due to respiratory disease among children, the elderly and the intermediate age group, and due to childbirth. Data were obtained from the National Space Research Institute and the Ministry of Health for all of the microregions of the Brazilian Amazon region, for the years 2004 and 2005. Multiple regression models for the outcome variables in relation to the predictive variable AH% of PM2.5 above 80 μg/m3 were analyzed. The Human Development Index (HDI) and mean number of complete blood counts per 100 inhabitants in the Brazilian Amazon region were the control variables in the regression analyses. RESULTS: The association of the exposure indicator (AH%) was higher for the elderly than for other age groups (β = 0.10). For each 1% increase in the exposure indicator there was an increase of 8% in child hospitalization, 10% in hospitalization of the elderly, and 5% for the intermediate age group, even after controlling for HDI and mean number of complete blood counts. No association was found between the AH% and hospitalization due to childbirth. CONCLUSIONS: The indicator of atmospheric pollution showed an association with occurrences of respiratory diseases in the Brazilian Amazon region, especially in the more vulnerable age groups. This indicator may be used to assess the effects of forest burning on human health.

Sibilância em crianças e adolescentes vizinhos a uma indústria petroquímica no Rio Grande do Norte, Brasil

OBJETIVO: Verificar a associação entre relato de sibilância em crianças e adolescentes e o local de residência em relação à dispersão dos poluentes atmosféricos emitidos pelo Pólo Petroquímico (PPQ) de Guamaré (RN). MÉTODOS: Estudo transversal de relato de sibilância em crianças e adolescentes de 0 a 14 anos de idade, residentes no entorno do PPQ de Guamaré, em 2006. Foi utilizado o questionário padronizado do International Study of Asthma and Allergies in Childhood, acrescido de questões relativas ao tabagismo, renda, moradia e escolaridade. Concentrações diárias de PM10, PM2,5, carbono grafítico, SO2, NO2, O3, benzeno, tolueno e xilenos foram medidas em uma estação de monitoramento fixa. As comunidades residentes na área de influência das emissões do PPQ foram classificadas, segundo a direção preferencial dos ventos, em expostas e de referência. RESULTADOS: Participaram do estudo 209 crianças e adolescentes. As concentrações médias diárias dos poluentes monitorados mantiveram-se abaixo dos limites estabelecidos nos padrões de qualidade do ar. A prevalência de sibilos nos últimos 12 meses foi de 27,3%. Associações estatisticamente significantes com sibilos nos últimos 12 meses foram verificadas mesmo após ajustamentos para comunidades expostas [razão de chances (odds ratio, ORajust) = 2,01; intervalo de confiança de 95% (IC95%) 1,01-4,01], gênero masculino (ORajust = 2,50; IC95% 1,21-5,18) e idade de 0 a 6 anos (ORajust = 5,00; IC95% 2,41-10,39). CONCLUSÃO: Mesmo em baixas concentrações de poluentes atmosféricos, a ocorrência de sintomas respiratórios em crianças e adolescentes nas comunidades no entorno de um PPQ esteve associada a residência na direção preferencial dos ventos, mostrando-se mais vulnerável o grupo de pré-escolares do gênero masculino.

On-line identification of minor flavones from sugarcane juice by LC/UV/MS and post-column derivatization

This work describes the on-line characterization of minor flavones from sugarcane (Saccharum officinarum) juice by high-performance liquid chromatography coupled to diode array UV detection and mass spectrometry (LC/UV/MS) using atmospheric pressure chemical ionization-collision-induced dissociation (APCI-CID-MS/MS) and post-column derivatization using UV shift reagents. HPLC-UV analysis with shift reagents provided information about the substitution pattern in the flavonoid skeleton and, combined with MS data, these techniques allowed for the on-line identification of five "garapa" flavones: luteolin-8-C-glucosyl-7-O-glucuronide; tricin-7-O-neohesperoside-4'-O-rhamnoside; tricin-7-O-methylglucuronate-4'-O-rhamnoside; tricin-7-O-methylglucuronide; swertisin, while four other compounds were partially identified as glycosylflavones. Only swertisin (7-O-methylapigenin-6-C-glucoside) was reported previously in sugarcane molasses.

Queimadas de cana-de-açúcar: Avaliação de efeitos na qualidade do ar e na saúde respiratória de crianças

Pesquisa em Espírito Santo do Turvo (SP) analisou poluição atmosférica causada por queima de cana-de-açúcar e saúde respiratória de crianças. Realizaram-se medições de PM10, PTS e NO2, durante safra, em 2004 e 2005, em pátio de escola, e aplicou-se questionário para avaliar morbidade respiratória referida dos alunos. No município, há cultivo de cana, queimada no pré-corte e usina próxima à área urbana. Resultados dos questionários foram comparados àqueles obtidos em Juquitiba (SP) previamente. As medições de poluentes, realizadas em dias em que havia queima de cana, estiveram abaixo dos padrões de qualidade do ar. Entretanto, foram indicadas altas prevalências de sintomas e doenças respiratórias.

Queimadas de cana-de-açúcar no Brasil: efeitos à saúde respiratória

O artigo objetivou atualizar as informações sobre a produção científica referente aos efeitos da queima da cana-de-açúcar à saúde respiratória, em vista da expansão das plantações de cana no Brasil e no estado de São Paulo. São comentados estudos publicados no período de 1996-2006 que tratam de efeitos à saúde da queima da cana e/ou de poluentes atmosféricos produzidos pela queima. Os estudos sugerem que uma parcela da população - sobretudo de idosos, crianças e asmáticos - tem sua saúde agravada pela queima da cana-de-açúcar, demandando atendimento dos serviços de saúde e assim onerando os serviços de saúde e suas famílias

Modelagem da dispersão de odores em ambientes urbanos

O presente trabalho investigou o problema da modelagem da dispersão de compostos odorantes em presença de obstáculos (cúbicos e com forma complexa) sob condição de estabilidade atmosférica neutra. Foi empregada modelagem numérica baseada nas equações de transporte (CFD1) bem como em modelos algébricos baseados na pluma Gausseana (AERMOD2, CALPUFF3 e FPM4). Para a validação dos resultados dos modelos e a avaliação do seu desempenho foram empregados dados de experimentos em túnel de vento e em campo. A fim de incluir os efeitos da turbulência atmosférica na dispersão, dois diferentes modelos de sub-malha associados à Simulação das Grandes Escalas (LES5) foram investigados (Smagorinsky dinâmico e WALE6) e, para a inclusão dos efeitos de obstáculos na dispersão nos modelos Gausseanos, foi empregado o modelo PRIME7. O uso do PRIME também foi proposto para o FPM como uma inovação. De forma geral, os resultados indicam que o uso de CFD/LES é uma ferramenta útil para a investigação da dispersão e o impacto de compostos odorantes em presença de obstáculos e também para desenvolvimento dos modelos Gausseanos. Os resultados também indicam que o modelo FPM proposto, com a inclusão dos efeitos do obstáculo baseado no PRIME também é uma ferramenta muito útil em modelagem da dispersão de odores devido à sua simplicidade e fácil configuração quando comparado a modelos mais complexos como CFD e mesmo os modelos regulatórios AERMOD e CALPUFF. A grande vantagem do FPM é a possibilidade de estimar-se o fator de intermitência e a relação pico-média (P/M), parâmetros úteis para a avaliação do impacto de odores. Os resultados obtidos no presente trabalho indicam que a determinação dos parâmetros de dispersão para os segmentos de pluma, bem como os parâmetros de tempo longo nas proximidades da fonte e do obstáculo no modelo FPM pode ser melhorada e simulações CFD podem ser usadas como uma ferramenta de desenvolvimento para este propósito. Palavras chave: controle de odor, dispersão, fluidodinâmica computacional, modelagem matemática, modelagem gaussiana de pluma flutuante, simulação de grandes vórtices (LES).

Campo térmico e higrométrico da Regional Praia do Canto no município de Vitória (ES)

Nesta pesquisa foi analisado o comportamento térmico e higrométrico em diferentes locais da Regional Praia do Canto no município de Vitória (ES) tanto no período chuvoso quanto no seco por meio da técnica de transecto móvel. A análise confirmou que as mudanças de uso e cobertura da terra associado com as características do relevo influenciam diretamente as variáveis meteorológicas, neste caso a temperatura do ar e umidade relativa do ar. A análise das condições médias de temperatura do ar e umidade relativa do ar permitiu observar dois núcleos aquecidos um ao norte e outro ao sul na área em estudo. Às 15h, tanto no verão como no inverno, a temperatura do ar atingiu o valor máximo e as taxas de umidade relativa, o seu valor mínimo. No verão e inverno, as áreas mais aquecidas ficaram bem definidas, áreas correspondentes aos núcleos aquecidos. As maiores influências do tecido urbano nas variáveis meteorológicas foram verificadas sob atuação da Alta Subtropical do Atlântico Sul. A maritimidade têm um peso importante no comportamento topoclimático urbano, sobre tudo na parte da manhã e da tarde. Na porção centro-leste da área em estudo observou-se até 3ºC a menos nos períodos vespertinos em relação aos pontos localizados na porção norte e sul. Os pontos à centroleste sofrem influência direta dos efeitos da maritimidade e dos arranjos dos prédios que formam sombreamento (Cânions Urbanos), fato que dificulta a formação de núcleos aquecidos durante o dia sobre esta porção. Foram observadas nos dois períodos, tanto no período chuvoso (verão) como também, no período seco (inverno), elevado gradiente térmico, estes localizadas onde há intenso fluxo de veículos, e também nas áreas de construção mais verticalizadas. A intensidade do gradiente térmico é maior sobre a atuação da Alta Subtropical do Atlântico Sul. Às 09 horas, são registrados os maiores gradientes térmicos para os dois períodos analisados. A umidade relativa do ar mantevese elevada durante os dois campos, tanto no verão quanto inverno. Os menores valores de umidade foram registrados em pontos que compõem o núcleo aquecido verificado na parte norte da área em estudo. Em virtude do comportamento das variáveis observadas foram identificadas três unidades Topoclimáticas Urbanas na Regional Praia do Canto.

Análise de Parafinas por APCI-FT-ICR MS : Uma Análise Rápida e Simples na Identificação de Hidrocarbonetos Saturados, Cíclicos e Poliaromáticos

A análise de hidrocarbonetos por técnicas de ionização a pressão atmosférica ou ambiente continua a ser um desafio na espectrometria de massas. Normalmente, a ionização ocorre através de mecanismos de protonação e desprotonação. Para isso, as moléculas de interesse devem apresentar um grupo básico ou ácido que proporcionem a geração de íons [M+H]+ ou [M-H]-. Para superar essa limitação, um método analítico simples, fácil, rápido e poderoso foi desenvolvido com sucesso, adaptado a partir da literatura, para ionizar saturado e insaturado, linear, ramificado, e hidrocarbonetos cíclicos, bem como hidrocarbonetos poliaromáticos e heteroaromáticos presentes em frações de hidrocarbonetos e de misturas de parafina/petróleo bruto utilizando ionização química à pressão atmosférica (APCI), favorecido pela utilização de solventes alifáticos de cadeia curta em um espectrômetro de massas FT-ICR. Entre os reagentes alifáticos estudados, isoctano proporcionou os melhores resultados quando comparado com outros solventes. Além disso, foram estudados outros interferentes do processo de ionização, como concentração da solução injetada e misturas parafina/óleo, que influenciavam desde o perfil dos espectros até as principais classes de compostos identificados. O método torna possível a ionização de hidrocarbonetos pela produção de íons [M -H]+ sem ocorrência de fragmentação.

Estudo do transporte atmosférico de Mp10 e SO2 com os Modelos WRF/CMAQ em regiões costeiras urbanas

O objetivo principal deste trabalho foi o estudo do transporte atmosférico de PM10 e SO2 em regiões costeiras urbanas usando modelos WRF/CMAQ. Duas regiões foram contempladas neste estudo. Uma é a Região da Grande Vitória (RGV), no estado do Espírito Santo, Brasil; a outra é a Região da Grande Dunkerque (RGD), no Departamento Nord Pas-de-Calais, França. A RGV é cercada por uma cadeia de montanhas paralela à costa, resultando num topografia complexa e acidentada. Já a RGD possui uma topografia muito mais suave. As entradas de dados para os modelos WRF/CMAQ englobaram o inventário de emissões de poluentes atmosféricos do IEMA-ES para a RGV, e o inventário de emissões no nível do solo de Nord Pas-de-Calais denominado ―Cadastre_totaux_3km_A2008 _M2010_V2_SNAPN2‖ para a RGD. Ambos os inventários apresentaram restrições, todavia. O inventário da RGV apresentou valores de ressuspensão em vias de tráfego elevados, em comparação com diversos estudos, e teve esses dados modificados. Os dados no nível do solo e a grande área de das células da grade (9 km2) do inventário da RGD não permitiram resultados satisfatórios de modelagem. A validação dos modelos foi realizada por comparação com resultados obtidos em duas campanhas experimentais: uma na cidade de Dunkerque, no norte da França, em setembro de 2009; a outra na cidade de Vitória, no sudeste do Brasil, em julho de 2012. Esses dados foram obtidos pelo uso de sistemas de Light Detection and Ranging (LIDAR) e Sonic Detection and Ranging (SODAR), bem como de Estações Meteorológicas de Superfície (EMS) e de monitoramento atmosférico. Os resultados deste trabalho mostraram que: a) existe uma necessidade de melhorias contínuas nos inventários regionais de emissões, adaptando-os para condições locais específicas e focando na obtenção de parâmetros necessários para modelagem fotoquímica; b) os valores de módulo e direção das velocidades obtidas na modelagem meteorológica influenciam fortemente os resultados da modelagem de concentração de poluentes; c) a qualidade do ar tanto na RGV quanto na RGD merece atenção, sobretudo no que diz respeito às concentrações de MP10. De acordo com os dados das estações de monitoramento, a situação parece mais crítica na RGD; d) a modelagem da RGV apresentou resultados mais satisfatórios do que a da RGD, de acordo com os resultados das validações; e) a entrada da brisa do mar provocou alterações significativas na concentração dos poluentes, o que pôde ser observado na análise da dinâmica da dispersão de MP10 e SO2. Esse fenômeno foi mais marcante na RGV, onde a entrada da brisa marítima provocou um movimento oscilatório na pluma de poluição, levando-a para os bairros mais densamente povoados do conglomerado urbano. Na RGD, a entrada da brisa não foi cotidiana e, no dia em que ela aconteceu, houve uma alteração de quase 180º na direção do movimento da pluma de poluição. Além do aumento da turbulência vertical, o qual já foi estudado por diversos autores, este estudo focou também na influência brisa do mar na dinâmica da pluma de dispersão de poluentes atmosféricos em regiões costeiras.

Respostas de culturas à adubação sulfatada e deposição de enxofre atmosférico

Solos com baixo teor de argila e matéria orgânica apresentam baixa disponibilidade de enxofre (S) e, por isso, as culturas podem responder à adubação sulfatada. No entanto, a mobilidade de S no perfil do solo e sua deposição atmosférica pela água da chuva dificultam o estabelecimento do nível de suficiência do nutriente no solo. Este trabalho objetivou avaliar a resposta de culturas à adubação sulfatada e quantificar o S atmosférico depositado no solo pela água da chuva. Os cultivos avaliados (mamoneira, trigo, feijão-de-porco e milheto) foram realizados entre 2006 e 2009, em um Argissolo Vermelho distrófico arênico. As doses de S aplicadas em cada cultivo foram de 0, 5, 10 e 20 kg ha-1, utilizando-se gesso agrícola como fonte de S. Avaliaram-se a produção de matéria seca e o acúmulo de S na parte aérea do milheto e do feijão-de-porco, e a produção e o teor de S nos grãos de mamona e de trigo. Determinou-se o teor de S disponível no solo até 60 cm de profundidade e a deposição de S pelas precipitações. A maior produção de grãos da mamona e de matéria seca do segundo cultivo de feijão-de-porco foi obtida com aplicação de 14,5±0,35 kg ha-1 de S. Mesmo com teores de S abaixo dos níveis de suficiência, não houve respostas do trigo, do milheto e do primeiro cultivo de feijão-de-porco à adubação sulfatada. O aporte de S atmosférico ao solo foi de 4,5 kg ha-1 ano-1 e pode ter contribuído para a ausência de resposta desses cultivos.

Sistema de apoio à decisão espacial para análise do impacte ambiental da dispersão de poluentes atmosféricos

Neste artigo é apresentado um Sistema de Apoio à Decisão Espacial (SADE) onde os decisores podem facilmente definir diferentes tipos de problemas espaciais recorrendo a diferentes categorias de objetos, pré-definidas ou a definir, associando- lhes características com ou sem dependência espacial, e indicando formas de interferência (impactos) entre essas caracte- rísticas/propriedades. A análise espacial para determinação ou avaliação de configurações alternativas para a localização de diferentes tipos de ocorrências espaciais será feita através da utilização interativa do SADE de acordo com conjuntos de regras intrínsecas aos vários elementos gráficos (objetos, categorias, características, impactos) utilizados na definição dos problemas. O teste à generalidade representativa e analítica do SADE proposto é efectuado recorrendo a um problema concreto, suficientemente específico e complexo, relativo à aplicação de modelos gaussianos para o estudo da dispersão atmosférica de eventuais poluentes resultantes do tratamento de resíduos sólidos. A região em estudo está limitada, neste exemplo, ao município de Coimbra, Portugal. Para este município estão acessíveis, e são utilizados, os dados demográficos ao nível da secção de voto (censos oficiais) e, como tal, é possível a realização de um estudo realístico do impacto com populações humanas.

Estimativas de emissões associadas a processos de afectação de tráfego rodoviário

O sistema de transportes rodoviário é um dos principais elementos geradores de impactes ambientais. Com esta dissertação pretende-se contribuir para o estudo dos impactos dos transportes sobre o Ambiente, nomeadamente, o estudo dos efeitos relacionados com a poluição atmosférica e efeito de estufa. Face a este problema, é necessário avaliar as condições em que funcionam actualmente as redes rodoviárias e encontrar medidas que contrariem a poluição local e a contribuição de gases de efeito de estufa para o aquecimento global, sendo que o tráfego rodoviário é um dos maiores promotores do seu agravamento. Na presente dissertação apresenta-se uma abordagem metodológica de avaliação das emissões de poluentes resultantes da actividade dos transportes rodoviários. Esta abordagem consiste no desenvolvimento de um sub-modelo de transportes e de um sub-modelo de emissões aplicados a uma área de estudo, para avaliação das emissões de poluentes atmosféricos e GEE decorrentes da actividade dos transportes rodoviários. Esta metodologia poderá ser usada ao nível de planeamento estratégico e, com isso, contribuir para encontrar soluções que permitam a optimização do uso dos transportes rodoviários, no que diz respeito às emissões de poluentes e GEE para a atmosfera. A abordagem desenvolvida é aplicada ao estudo de dois casos: o primeiro consiste na modelação de uma zona urbana e o segundo, na modelação de uma zona inter-urbana, com vista a comparar e encontrar soluções que minimizem os impactes nas áreas avaliadas.