Estudo da camada limite atmosférica em regiões metropolitanas costeiras com simulações de brisa marítima

O principal objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar a evolução diária da Camada Limite Atmosférica (CLA) na Região da Grande Vitória (RGV), Estado do Espírito Santo, Brasil e na Região de Dunkerque (RD), Departamento Nord Pas-de-Calais, França, avaliando a acurácia de parametrizações usadas no modelo meteorológico Weather Research and Forecasting (WRF) em detectar a formação e atributos da Camada Limite Interna (CLI) que é formada pelas brisas marítimas. A RGV tem relevo complexo, em uma região costeira de topografia acidentada e uma cadeia de montanhas paralela à costa. A RD tem relevo simples, em uma região costeira com pequenas ondulações que não chegam a ultrapassar 150 metros, ao longo do domínio de estudos. Para avaliar os resultados dos prognósticos feitos pelo modelo, foram utilizados os resultados de duas campanhas: uma realizada na cidade de Dunkerque, no norte da França, em Julho de 2009, utilizando um sistema light detection and ranging (LIDAR), um sonic detection and ranging (SODAR) e dados de uma estação meteorológica de superfície (EMS); outra realizada na cidade de Vitória – Espírito Santo, no mês de julho de 2012, também usando um LIDAR, um SODAR e dados de uma EMS. Foram realizadas simulações usando três esquemas de parametrizações para a CLA, dois de fechamento não local, Yonsei University (YSU) e Asymmetric Convective Model 2 (ACM2) e um de fechamento local, Mellor Yamada Janjic (MYJ) e dois esquemas de camada superficial do solo (CLS), Rapid Update Cycle (RUC) e Noah. Tanto para a RGV quanto para a RD, foram feitas simulações com as seis possíveis combinações das três parametrizações de CLA e as duas de CLS, para os períodos em que foram feitas as campanhas, usando quatro domínios aninhados, sendo os três maiores quadrados com dimensões laterais de 1863 km, 891 km e 297 km, grades de 27 km, 9 km e 3 km, respectivamente, e o domínio de estudo, com dimensões de 81 km na direção Norte-Sul e 63 km na Leste-Oeste, grade de 1 km, com 55 níveis verticais, até um máximo de, aproximadamente, 13.400 m, mais concentrados próximos ao solo. Os resultados deste trabalho mostraram que: a) dependendo da configuração adotada, o esforço computacional pode aumentar demasiadamente, sem que ocorra um grande aumento na acurácia dos resultados; b) para a RD, a simulação usando o conjunto de parametrizações MYJ para a CLA com a parametrização Noah produziu a melhor estimativa captando os fenômenos da CLI. As simulações usando as parametrizações ACM2 e YSU inferiram a entrada da brisa com atraso de até três horas; c) para a RGV, a simulação que usou as parametrizações YSU para a CLA em conjunto com a parametrização Noah para CLS foi a que conseguiu fazer melhores inferências sobre a CLI. Esses resultados sugerem a necessidade de avaliações prévias do esforço computacional necessário para determinadas configurações, e sobre a acurácia de conjuntos de parametrizações específicos para cada região pesquisada. As diferenças estão associadas com a capacidade das diferentes parametrizações em captar as informações superficiais provenientes das informações globais, essenciais para determinar a intensidade de mistura turbulenta vertical e temperatura superficial do solo, sugerindo que uma melhor representação do uso de solo é fundamental para melhorar as estimativas sobre a CLI e demais parâmetros usados por modelos de dispersão de poluentes atmosféricos.

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.

Blue rayon e teste Salmonella/microssoma na avaliação da qualidade de águas costeiras

OBJETIVO: Desenvolver estratégia para o monitoramento passivo das águas do estuário de Santos quanto à presença de atividade genotóxica e de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos. MÉTODOS: Estudo realizado no estuário de Santos, Estado de São Paulo, em 2002. Foram selecionados e avaliados dois pontos de amostragem com diferentes graus de contaminação em duas campanhas de amostragem, utilizando a técnica de blue rayon in situ, análises químicas e o ensaio de Salmonella/microssoma com as linhagens bacterianas sensíveis a diferentes classes de compostos. Os extratos foram submetidos ao teste de Salmonella/microssoma em microssuspensão com as linhagens TA98, TA100, YG1041 e YG1042 na presença e ausência de ativação metabólica, e a análises químicas. RESULTADOS: O ponto 1, que apresentou sedimento com altas concentrações de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, mostrou maior freqüência de resultados positivos para o ensaio Samonella/microssoma e maiores concentrações de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em ambas as campanhas em comparação com o ponto 2, menos contaminado. A linhagem que se mostrou mais sensível foi a YG1041, que permitiu comparações entre locais com diferentes graus de contaminação. CONCLUSÕES: A combinação da técnica de blue rayon in situ com o ensaio Salmonella/microsoma com a linhagem YG1041 e as análises químicas se mostraram eficientes. Foi possível recuperar os compostos genotóxicos, e os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos analisados, parecendo ser uma estratégia adequada para o monitoramento da qualidade das águas do estuário de Santos.

Factores bióticos e abióticos na distribuição e reprodução de espécies íctias costeiras residentes : estudo de caso no ilhéu dos Fradinhos, ilhéu das Cabras e Serretinha. Ilha Terceira, Açores, PT

Dissertação de Mestrado em Gestão e Conservação da Natureza

Sistemas de indicadores e índices de qualidade da água e sedimento em zonas costeiras

Dissertação de mestrado em Ciências das Zonas Costeiras

Avaliação do desempenho ambiental de sistemas de tratamento de águas residuais urbanas com descarga em zonas costeiras

A avaliação de desempenho ambiental (ADA) consiste numa ferramenta de apoio à decisão, fornecendo elementos de medição, comparação e análise, de forma objectiva e com exactidão. No presente trabalho apresenta-se uma proposta de abordagem à ADA de estações de tratamento de águas residuais (ETAR) urbanas com descarga em zonas costeiras, através da utilização de indicadores ambientais. Reconhecendo-se a especificidade das águas costeiras como meio receptor de águas residuais urbanas tratadas, propõe-se um conjunto vasto de indicadores de desempenho ambiental e de indicadores de condição ambiental, destinados a avaliar o desempenho das ETAR. Procede-se seguidamente à aplicação da metodologia proposta a um conjunto de 80 ETAR localizadas na faixa costeira portuguesa, cujas descargas se localizam na área de influência de águas balneares, incluindo a análise de desempenhos negativos para o indicador de qualidade do meio receptor proposto. Recorreu-se a informação obtida junto das entidades gestoras das ETAR, entre 2003 e 2005, ao longo de duas fases, uma de inquérito e outra de visitas técnicas com amostragem e caracterização das águas residuais urbanas. Procede-se previamente ao estabelecimento do enquadramento legal relevante e à identificação dos instrumentos de planeamento que conformam as políticas seguidas no sector. Analisa-se o quadro conceptual dos sistemas de gestão ambiental e de avaliação do desempenho ambiental, identificando-se as principais abordagens existentes, quer as de carácter genérico, quer as específicas dos sectores da água e do saneamento. Por último, apresenta-se um conjunto de conclusões sobre as potencialidades de utilização e desenvolvimento da metodologia proposta, bem como sobre os resultados obtidos no exercício de aplicação. A metodologia proposta fornece um bom instrumento de avaliação do desempenho ambiental das ETAR, permitindo indiciar se estas poderão constituir uma fonte de problemas para a qualidade das águas balneares, requerendo, no entanto, abordagens complementares para a sua confirmação. O desempenho ambiental das ETAR tem registado uma evolução globalmente positiva mas carece ainda de melhorias em diversos domínios. Identificam-se como principais lacunas a dificuldade na obtenção de dados e a necessidade de desenvolver novos indicadores de estado do ambiente capazes de reflectir o nível de desempenho ambiental das ETAR. Por último, sugerem-se novas linhas de investigação, em continuação do estudo agora realizado.

Modelo matemático de mortalidade de bactérias coliformes em águas costeiras

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Ecologia, Gestão e Modelação de Recursos Marinhos

Sistema de apoio à gestão das zonas costeiras: aplicação de um modelo para simulação do crescimento urbano no trecho Ovar-Mira

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência e Sistemas de Informação Geográfica

Cartografia e avaliação geotécnica de blocos rochosos em plataformas costeiras (Gaia, NW Portugal)

Mestrado em Engenharia Geotécnica e Geoambiente

Gestão de Zonas Costeiras: caso de estudo Caminha-Espinho

O presente relatório descreve o Estágio Curricular desenvolvido na instituição pública Agência Portuguesa do Ambiente (APA) I.P./ Administração da Região Hidrográfica do Norte (ARHN), na Divisão dos Recursos Hídricos do Litoral (DRHL) no Porto, no âmbito do Mestrado em Engenharia Civil, ramo de Infraestruturas, do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP). Os principais objetivos do Estágio prendem-se com a gestão de zonas costeiras, particularizando-se o caso na orla costeira Caminha-Espinho. Dá-se especial enfoque ao estudo da erosão costeira, suas consequências e soluções que a possam minimizar. Este estudo divide-se em três trabalhos principais. O primeiro identifica e caracteriza as ocupações situadas no Domínio Público Marítimo (DPM), no troço de costa em estudo. No segundo, estima-se o balanço sedimentar ocorrido durante uma década com recurso a informação geográfica (altimétrica) de 2001 e 2011. Por fim, o terceiro trabalho apresenta algumas intervenções de defesa costeira, que foram possíveis de visitar durante a sua fase de execução. As principais ferramentas utilizadas para este estudo foram softwares de Sistemas de Informação Geográfica (SIG), como o ArcGis ou o QGIS. Estes três trabalhos encontram-se em anexo a este relatório.

Avaliação e gestão de riscos em áreas litorais. Contributo para o desenvolvimento de um sistema de previsão e alerta de inundação em zonas costeiras

Enquadrado no projeto Hidralerta, este trabalho tem como objetivo avaliar o risco de inundação na zona da Costa da Caparica, concelho de Almada, entre 2007 e 2012. As praias em estudo são: São João da Caparica, Praia do Norte, CDS, Traquínio, Dragão Vermelho, Praia Nova e Nova Praia. O projeto Hidralerta pretende desenvolver um sistema de previsão, alerta e análise de risco a longo prazo associado ao galgamento e inundação em zonas costeiras e portuárias, através da utilização de previsões da agitação marítima. Pela aplicação do modelo espetral SWAN foram transferidas as características de agitação marítima (altura de onda, período de pico e direção de onda) do largo, fornecidos pelo modelo de previsão WAVEWATCH III, para junto à costa, isto é, para pontos em frente a cada uma das praias. Para o cálculo do runup na praia de São João da Caparica, foram aplicadas as fórmulas empíricas desenvolvidas por Hunt (1959), Holman (1986), Stockdon et al. (2006), Nielsen e Hanslow (1991), Ruggiero et al. (2001), Guza e Thornton (1982), e Teixeira (2009). Esta praia é considerada uma praia natural, com sistema dunar, semelhante aos sistemas utilizados pelos autores para desenvolvimento e aplicação das suas fórmulas. Para as restantes praias, que possuem estrutura de proteção aderente, foi utilizada a metodologia de Mase et al. (2013), que permite calcular o runup/galgamento nas praias e estruturas. Os perfis transversais de todas as praias e das estruturas foram levantados no local, no decorrer deste estudo. Depois de calculado o nível máximo de inundação nas praias e o caudal médio galgado nas estruturas de proteção, procedeu-se à avaliação do risco de inundação. Para isso, cruzou-se a informação de tabelas do grau de probabilidade de ocorrência e do grau de consequência, o que possibilitou a determinação da aceitabilidade do risco. Como resultado destaca-se que existe um grau indesejável de galgamento e inundação nas praias da Costa da Caparica e que a prevenção de danos em pessoas e bens pode ser melhorada pela aplicação de sistemas de alerta. Os resultados obtidos devem ser analisados com cuidado uma vez que a metodologia tem limitações, quer ao nível dos dados (agitação marítima, perfis de praia utilizados), das formulações empíricas consideradas, as quais não foram desenvolvidas para as praias em estudo e a avaliação das consequências, em que se utiliza uma metodologia muito simples.

Análise faciológica e estratigráfica da planície costeira de Soure (margem leste da ilha de Marajó-PA), no trecho compreendido entre o canal do Cajuúna e o estuário Paracauari

A planície costeira de Soure, na margem leste da ilha de Marajó (Pará), é constituída por áreas de acumulação lamosa e arenosa, de baixo gradiente, sujeitas a processos gerados por marés e ondas. Suas feições morfológicas são caracterizadas por planícies de maré, estuários, canais de maré e praias-barreiras. A análise faciológica e estratigráfica de seis testemunhos a vibração, com profundidade média de 4 m, e de afloramentos de campo permitiu a caracterização dos ambientes deposicionais, sua sucessão temporal e sua correlação lateral, a elaboração de seções estratigráficas e a definição de uma coluna estratigráfica. Foram identificadas cinco associações de facies: (1) facies de planície de maré, (2) facies de manguezal, (3) facies de barra de canal de maré, (4) facies de praia e (5) facies de duna. A história sedimentar da planície costeira de Soure é representada por duas sucessões estratigráficas: (1) a sucessão progradacional, constituída pelas associações de facies de planície de maré, manguezal e barra de canal de maré; e (2) a sucessão retrogradacional, formada pelas associações de facies de praia e de duna. Essas sucessões retratam uma fase de expansão das planícies de maré e manguezais, com progradação da linha de costa (Holoceno médio a superior), e uma posterior fase de retrogradação, com migração dos ambientes de praias e dunas sobre depósitos lamosos de manguezal e planície de maré, no Holoceno atual. A história deposicional da planície costeira de Soure é condizente com o modelo de evolução holocênica das planícies costeiras do nordeste paraense.

Representações e reinterpretações do caminhar: caso de estudo da Rua das Dunas em Castelo do Neiva, Viana do Castelo

Dissertação de mestrado integrado em Arquitectura (área de especialização em Cidade e Território)

Composição florística e chave de identificação das Poaceae ocorrentes nas savanas costeiras amazônicas, Brasil

As savanas da região costeira da bacia amazônica estão situadas no complexo contato entre a floresta e a costa atlântica. Nestas formações as Poaceae se destacam como um dos grupos vegetais mais importantes. O presente trabalho objetivou o levantamento da Família Poaceae nas savanas costeiras amazônicas, a elaboração de uma lista de espécies acrescida de ilustrações e chave para a identificação dos táxons confirmados. Foram registradas quatro subfamílias, 58 espécies, distribuídas em 29 gêneros, sendo Axonopus e Paspalum os mais ricos. As amostras encontram-se depositadas nos herbários do Museu Paraense Emílio Goeldi (MG) e do Instituto de Pesquisas Científicas e Tecnológicas do Estado do Amapá (HAMAB). As savanas costeiras amazônicas apresentam espécies de Poaceae de ampla distribuição, baixo endemismo e reduzido número de espécies exóticas, com influência florística das savanas das Guianas e do Bioma Cerrado.

O efeito da deposição salina nas características das escorrências rodoviárias em zonas costeiras

Tese de Doutoramento em Engenharia Civil.