Estudo comparativo da distribuição espaço-temporal da precipitação na Amazônia Oriental

Este trabalho utilizou os dados de precipitação do período de janeiro de 2000 a setembro de 2007 da torre micrometeorológica localizada na Estação Científica Ferreira Pena (ECFP) em Caxiuanã e foram comparados com o algoritmo 3B42 que combina dados de satélites no canal de microoondas para ajustar aqueles do canal infravermelho. Adicionalmente foi feita uma análise da distribuição temporal e espacial da precipitação na Amazônia Oriental utilizando os dados de cinco algoritmos estimadores de precipitação: O Geostationary Environmental SalellitePrecipitation lndex (GPI); o 3B42; 3A12 e 3A25 que são os algoritmos provenientes dos sensores de microondas e do radar meteorológico à bordo do satélite Tropical Rainfall MeasuringMission (TRMM); e o Global Precipitation Climatology Center (GPCC) de janeiro de 1998 a dezembro de 2007. A comparação entre o algoritmo 3B42 com os dados do pluviógrafo da torre mostrou que o estimador 3B42 superestima a precipitação em relação aos dados da torre para todo o período de estudo. Os períodos mais chuvosos foram os trimestres de março-abril-maio (MAM) e dezembro-janeiro-feveireiro (DJF) e os períodos menos chuvosos foram setembro-outubro-novembro (SON) e junho-julho-agosto (JJA). Esta sazonalidade da precipitação se apresenta principalmente devido à influência da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), que contribui de maneira apreciável para a modulação da estação chuvosa na região. A comparação trimestral entre o algoritmo 3B42 e pluviógrafo da torre, mostra que o algoritmo 3B42 superestimou (subestimou) a precipitação em relação ao pluviógrafo em MAM e JJA (DJF e SON); e DJF é o trimestre que apresenta as estimativas de precipitação com valores mais aproximados a precipitação medida na torre micrometeorológica de Caxiuanã. Na média mensal o 3B42 subestima a precipitação de outubro a janeiro e superestima em relação as dados medidos na torre, de março a agosto. O algoritmo3B42 superestimou (subestimou) a precipitação noturna (matutina e vespertina) do ciclo diurno em relação ao pluviógrafo da torre, nas vizinhanças de Caxiuanã. No entanto ambos estimadores mostraram que em média o horário de maior precipitação é por volta das 1800hora local (HL). Além disso, as análises do ciclo diurno médio sazonal indicam que em DJF nos horários de 0900 HL, 1500 HL e 1800HL têm os valores de precipitação estimada pelo algoritmo3B42 mais aproximados aos valores da precipitação medida pontualmente em Caxiuanã. Os meses de novembro a fevereiro têm um máximo principal de precipitação no período vespertino, tanto na torre como no algoritmo 3B42. No período de maio à julho o horário os máximos diurnos de precipitação passam do período da tarde para os da noite e madrugada,modificando o ciclo diurno em comparação aos demais meses. A comparação entre os cinco algoritmos na Amazônia Oriental mostrou diferentes comportamentos entre os estimadores. O algoritmo GPI subestimou s precipitação em relação aos demais algoritmos na região costeira do Amapá e Guiana Francesa e superestimou na região central da Amazônia. Tanto o algoritmo 3A12 quanto o 3A25 apresentaram menor precipitação que os demais algoritmos. O algoritmo 3842, por ser uma combinação de várias estimativas baseadas no canal de microondas e infravermelho, apresenta padrões semelhantes a Figueroa e Nobre (1990). No entanto, o GPCC mostra menos detalhes na distribuição espacial de precipitação nos lugares onde não há pluviômetros como, por exemplo, no Noroeste do Pará. As diferenças entre os algoritmos aqui considerados podem estar relacionados com as características de cada algoritmo e/ou a metodologia empregada. As comparações pontuais de precipitação de um pluviômetro com a média numa área com dados provenientes de satélites podem ser a explicação para as diferenças entre os estimadores nos trimestres ou ciclo diurno. No entanto não se descartam que essas diferenças sejam devidas à diferente natureza da precipitação entre as subregiões, assim como a existência de diferentes sistemas que modulam o ciclo diurno da precipitação na Amazônia Oriental.

Origem, herança e estrutura dos cromossomos supranumerários no gênero Prochilodus (Characiformes, Prochilodontidae)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Comparative cytogenetics in Astyanax (Characiformes: Characidae) with focus on the cytotaxonomy of the group

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Síntese, caracterização e avaliação da citotoxicidade de complexos de Pd(II) contendo ligantes fosfínicos de N,S - quelantes

Pós-graduação em Química - IQ

Análise da queda de granizo em Guarulhos-SP e seus impactos socioeconômicos

The climate and weather have direct implications on society, are factors that can to regulate or restrict human occupation in a determined space. In this way, studies of climate and weather are justified to be extremely necessary for urban planning and economic activities, especially agriculture. The precipitation of hail, which enters in the classification of severe storm, causes large, direct and indirect impacts on society, mainly when it occurs in urban areas. This work aims to study the precipitation of hail, explain what is a severe storms and how hail is formed in clouds, making use of a literature review in geography and also in weather sciences. It is also an aim of this work analyze the genesis, evolution and dissipation of a specific case of precipitation of hail occurred in the metropolitan region of São Paulo, especially in Guarulhos, on 21st of September 21 of 2010, through the use of GOES-12’ satellite’s images and the use of São Roque’s weather radar. And in this way, show the potential impact of hail storms in society and contribute to a greater preparedness of the population, urban planners associations and emergency management, such as municipalities, the civil defense and fireman

Sistema baseado em regras fuzzy do tipo Takagi-Sugeno aplicado a ecos de radares meteorológicos

Pós-graduação em Ciências Ambientais - Sorocaba

Aplicação de sílica mesoporosa modificada com moléculas contendo bases de Lewis na pré-concentração de Cd(II) em amostras aquosas

Em razão ao uso intensivo e por ser altamente não-degradável, o metal Cd (II) tem causado uma grande preocupação na sociedade moderna devido a sua capacidade de acumular-se em matrizes ambientais manifestando toxicidade. O projeto teve como objetivo o desenvolvimento da síntese da Sílica Mesoporosa para o ancoramento do ligante Ácido Rubeânico sobre a superfície do material. A caracterização do mesmo, por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), após a etapa de funcionalização indicou a presença de grupamento amina, com banda em 3350 cm-1, bandas na região de 2940 e 2850 cm-1 atribuídas a grupos metileno e a atenuação da banda C-Cl (700 cm-1), devido ao ancoramento da molécula do ligante. O material foi aplicado em experimentos de batelada e o efeito de tempo de contato e do pH sobre a adsorção de íons Cd (II) foi avaliado. O material apresentou cinética rápida, a qual foi alcançada em 1 minuto e a maior adsorção foi atingida em pH 6 (próximo ao ponto de carga zero) para ambos os metais. As condições ótimas obtidas foram aplicadas para a determinação da capacidade máxima de adsorção. Os dados obtidos da isoterma de adsorção foram aplicados à Equação Linearizada de Langmuir, fornecendo 0,03 mmol g-1, com o coeficiente de determinação dos dados sendo R² de 0,9961. Na segunda etapa, o material modificado foi aplicado em sistema de fluxo contínuo, ajustando as melhores condições como massa de amostra, tipos de eluente bem como o volume de eluato. Os resultados das concentrações do metal foram obtidos por determinação direta por espectrometria de absorção atômica

Diseño, implementación y verificación de una antena de microondas

A lo largo de este proyecto se han tratado las diferentes fases que tienen lugar durante el desarrollo del programa de Diseño y Verificación de una Bocina en Banda C destinada a un satélite comercial de comunicaciones. En un primer lugar, se introduce el proyecto en el mundo real realizando una pequeña aproximación a los satélites artificiales y su historia. Después, en una primera fase, se describen los diversos puntos de la etapa de diseño y los resultados de la simulación de nuestra Antena. Se estudian por separado los diferentes elementos que componen el equipo, y además, se realiza un análisis de los parámetros eléctricos que se deben tener en cuenta durante el diseño para adaptar el comportamiento de la Antena a los requisitos solicitados por el cliente. Antes de realizar la verificación de la Antena, se procede a la definición de los ensayos, que se debe realizar sobre el equipo con el fin de simular las condiciones a las que se verá sometido. Pruebas y medidas, niveles de test, etc. que nos ayudan a demostrar que nuestra Antena está preparada para realizar su misión en el espacio. Se hará una descripción sobre la forma de realizar de los ensayos y de las instalaciones donde se van a llevar a cabo, además del orden que llevaremos durante la campaña. Una vez determinados los test y con la Antena fabricada y lista, se procede a la Verificación de nuestro equipo mediante la Campaña de Ensayos con el objetivo de caracterizar por completo el funcionamiento de nuestra Antena en cualquier circunstancia. Se muestran los resultados obtenidos en los test siguiendo el orden establecido por el Test Plan. Medidas en Laboratorio y Radiación, los test de vibración y las pruebas ambientales en las Cámaras Térmicas de Vacío, y medidas eléctricas en condiciones extremas de temperatura y presión. Y una vez realizada la Campaña, se vuelve a medir la Antena para comprobar el funcionamiento tras soportar todos los ensayos. Se analizan los resultados obtenidos en cada una de las pruebas y se comparan con las simulaciones obtenidas durante la fase de diseño. Finalmente, se realiza un pequeño resumen de los valores más importantes obtenidos durante la Verificación y exponen las Conclusiones que se desprende de dicho proceso. Como último punto del proyecto, se estudian las correcciones y mejoras que se podrán llevar a cabo en futuros programas gracias a lo que hemos aprendido en este proyecto. Abstract This project presents a C Band Horn Antenna for a commercial communications satellite. All the different phases from Design to Verification are presented. First of all, an introduction to artificial satellites and their history is presented to put this project into perspective. Next, the electrical design of the Antenna is presented. Taking into account the theoretical fundamentals, each element that comprises this Antenna was designed. Their electrical performances, obtained from analysis using commercial software, are presented in the simulation results. In the design of each element of the antenna, some critical parameters are set and optimized in order to be compliant with the global requirements requested by the customer. After the design is completed, it is necessary to define the Test Campaign that has to be carried out in order to verify the validity of the designed and manufactured Antenna. Therefore, a Test Plan and the Electrical and Environmental Test Procedures are defined. This Test Campaign must be representative of the same conditions of the real space mission. Considering this, the following are defined: parameters for the network analyzer and radiation patterns measurements; test levels for the environmental test; definition of the RF measurements to be carried out and the temperatures to be applied in the thermal vacuum cycling. If the Antenna surpasses these tests, it will be ready to perform its mission in space over the entire satellite’s life cycle. The facilities where the tests are performed, as well as the sequence of the tests along the campaign are described too. After that, the Test Campaign is performed to fully characterize the Antenna in the space simulated conditions. Following the order established in the Test Plan, a radiation pattern and laboratory parameters are measured to correlate its electrical response with the simulations. Then, vibration and thermal vacuum tests are performed to verify its behavior in extreme environmental conditions. Last, if the final electrical results are the same as the initial ones, it can be stated that the antenna has successfully passed the Test Campaign. And finally, conclusions obtained from the data simulation design and Test Campaign results are presented. Status of Compliance with the specification is shown to demonstrate that the Antenna fulfills the requested requirements. Although the purpose of this project is to design and verify the response of C Band Horn Antenna, it is important to highlight improvements for future developments and the lessons learnt during this project.

Estudio y aplicación de las antenas de exploración electrónica en el desarrollo de radares meteorológicos

En el presente documento se presenta un Proyecto de Fin de Carrera realizado en el contexto de una beca de colaboración en el Grupo de Microondas y Radar del departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones de la ETSI de Telecomunicación (UPM). Parte del trabajo realizado en dicha beca se ha empleado en la realización de este proyecto, como son el desarrollo de una aplicación sobre MATLAB para el diseño y simulación de antenas de exploración electrónica (phased array) y la investigación del estado del arte en este tipo de antenas. Parte de esta investigación ha estado desde el principio ligada al observatorio meteorológico de Oklahoma, EEUU, debido a su uso pionero de un radar meteorológico de antena de exploración electrónica. Por tanto, la aplicación que se decidió estudiar en este proyecto es la meteorológica, analizando las particularidades de este tipo de señales frente a la detección de blancos tradicionales. El proyecto consta, como su nombre indica, de tres partes diferenciadas: Estudio, Aplicación y Desarrollo, donde a su vez el Estudio se divide en dos ramas. En primer lugar el estudio de los radares meteorológicos: su historia, la naturaleza de las señales meteorológicas, la estimación de la precipitación a través de ellas y el tipo de atenuación que presenta la señal. En segundo lugar, el estudio de las antenas de exploración electrónica y su aplicación inmediata en radares multifunción: constitución de las antenas, propiedades y prestaciones, y las ventajas de un radar meteorológico basado en ellas. Una vez concluido el Estudio de los radares meteorológicos tradicionales, de los radares multifunción basados en antena de exploración electrónica, y la Aplicación de los últimos a la meteorología, se pasa al Desarrollo de un radar meteorológico basado en este tipo de antenas. Para el diseño del phased array se ha empleado la herramienta previamente mencionada y para el análisis radar se han tenido en cuenta las necesidades de un radar meteorológico, llegando finalmente al diseño de un phased array para el uso meteorológico.

Desenvolvimento de materiais nanoestruturados à base de SiO2-Nb2O5 preparados por uma nova rota sol-gel com aplicações em fotônica

Este trabalho concentra-se na preparação e caracterizações estrutural e espectroscópica de materiais nanoestruturados à base de SiO2-Nb2O5 dopados e codopados com íons Er3+, Yb3+ e Eu3+ na forma de pós e guias de onda planares. Os nanocompósitos foram preparados através de uma nova rota sol-gel utilizando óxido de nióbio como precursor em substituição ao alcóxido de nióbio. A correlação estrutura propriedades luminescentes foi estudada por difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho, espectroscopia vibracional de espalhamento Raman, análise térmica, reflectância difusa e especular, espectroscopia de fotoluminescência e acoplamento M-line. Inicialmente foi avaliado a influência da concentração de nióbio nas propriedades estruturais e luminescentes de nanocompósitos (100-x)Si-xNb dopados e codopados com íons Er3+, Yb3+ e Eu3+ tratados termicamente a 900 °C por 3h. A cristalização do Nb2O5 foi dependente da concentração de Nb na matriz, com a distribuição dos íons lantanídeos preferencialmente no Nb2O5, afetando as propriedades luminescentes. Para os nanocompósitos codopados com íons Er3+ e Yb3+ foram obtidos valores de largura de banda a meia altura (FWHM) da ordem de 70 nm na região de 1550 nm e tempos de vida de até 5,2 ms. A emissão na região do visível, decorrente de processos de conversão ascendente, revelou-se dependente da concentração de nióbio. Foi verificada emissão preferencial na região do verde para menores concentrações de Nb. Enquanto que, para as maiores concentrações, processos de relaxação cruzada levaram a um aumento relativo na intensidade de emissão na região do vermelho. A eficiência quântica de emissão dos nanocompósitos (100-x)Si-xNb dopados com Eu3+ variou com o comprimento de onda de excitação, refletindo os diferentes sítios de simetria ocupados por este íons nesta estrutura complexa. A influência da temperatura de tratamento térmico no processo de cristalização do Nb2O5 em nanocompósitos 70Si:30Nb codopados com íons Er3+ e Yb3+ foi avaliada. Material amorfo foi obtido a 700 °C enquanto que a 900 e 1100 °C foram identificas as fases ortorrômbica (fase T) e monoclínica (fase M) do Nb2O5. Intensa emissão na região de 1550 nm com valores de FWHM de 52 e 67 nm e tempos de vida de 5,6 e 5,4 ms foram verificados a 700 e 900 °C sob excitação em 977 nm, respectivamente. Por fim, foram obtidos guias de onda planares com excelentes propriedades ópticas e com grande potencial de aplicação em dispositivos de amplificação óptica. Especificamente, materiais fotônicos com banda larga de emissão na região do infravermelho foram preparados, indicando fortemente a potencialidade para a aplicação em telecomunicações envolvendo não somente a banda C como também as bandas L e S em materiais contendo somente íons Er3+ como centros emissores.

Estimation of surface roughness in a semiarid region from C-band ERS-1 synthetic aperture radar data

In this study, we investigated the feasibility of using the C-band European Remote Sensing Satellite (ERS-1) synthetic aperture radar (SAR) data to estimate surface soil roughness in a semiarid rangeland. Radar backscattering coefficients were extracted from a dry and a wet season SAR image and were compared with 47 in situ soil roughness measurements obtained in the rocky soils of the Walnut Gulch Experimental Watershed, southeastern Arizona, USA. Both the dry and the wet season SAR data showed exponential relationships with root mean square (RMS) height measurements. The dry C-band ERS-1 SAR data were strongly correlated (R² = 0.80), while the wet season SAR data have somewhat higher secondary variation (R² = 0.59). This lower correlation was probably provoked by the stronger influence of soil moisture, which may not be negligible in the wet season SAR data. We concluded that the single configuration C-band SAR data is useful to estimate surface roughness of rocky soils in a semiarid rangeland.

Unusually high differential attenuation at C band: Results from a two-year analysis of the French Trappes polarimetric radar data

The differential phase (ΦDP) measured by polarimetric radars is recognized to be a very good indicator of the path integrated by rain. Moreover, if a linear relationship is assumed between the specific differential phase (KDP) and the specific attenuation (AH) and specific differential attenuation (ADP), then attenuation can easily be corrected. The coefficients of proportionality, γH and γDP, are, however, known to be dependent in rain upon drop temperature, drop shapes, drop size distribution, and the presence of large drops causing Mie scattering. In this paper, the authors extensively apply a physically based method, often referred to as the “Smyth and Illingworth constraint,” which uses the constraint that the value of the differential reflectivity ZDR on the far side of the storm should be low to retrieve the γDP coefficient. More than 30 convective episodes observed by the French operational C-band polarimetric Trappes radar during two summers (2005 and 2006) are used to document the variability of γDP with respect to the intrinsic three-dimensional characteristics of the attenuating cells. The Smyth and Illingworth constraint could be applied to only 20% of all attenuated rays of the 2-yr dataset so it cannot be considered the unique solution for attenuation correction in an operational setting but is useful for characterizing the properties of the strongly attenuating cells. The range of variation of γDP is shown to be extremely large, with minimal, maximal, and mean values being, respectively, equal to 0.01, 0.11, and 0.025 dB °−1. Coefficient γDP appears to be almost linearly correlated with the horizontal reflectivity (ZH), differential reflectivity (ZDR), and specific differential phase (KDP) and correlation coefficient (ρHV) of the attenuating cells. The temperature effect is negligible with respect to that of the microphysical properties of the attenuating cells. Unusually large values of γDP, above 0.06 dB °−1, often referred to as “hot spots,” are reported for 15%—a nonnegligible figure—of the rays presenting a significant total differential phase shift (ΔϕDP > 30°). The corresponding strongly attenuating cells are shown to have extremely high ZDR (above 4 dB) and ZH (above 55 dBZ), very low ρHV (below 0.94), and high KDP (above 4° km−1). Analysis of 4 yr of observed raindrop spectra does not reproduce such low values of ρHV, suggesting that (wet) ice is likely to be present in the precipitation medium and responsible for the attenuation and high phase shifts. Furthermore, if melting ice is responsible for the high phase shifts, this suggests that KDP may not be uniquely related to rainfall rate but can result from the presence of wet ice. This hypothesis is supported by the analysis of the vertical profiles of horizontal reflectivity and the values of conventional probability of hail indexes.

The potential of 1 h refractivity changes from an operational C-band magnetron-based radar for numerical weather prediction validation and data assimilation

Refractivity changes (ΔN) derived from radar ground clutter returns serve as a proxy for near-surface humidity changes (1 N unit ≡ 1% relative humidity at 20 °C). Previous studies have indicated that better humidity observations should improve forecasts of convection initiation. A preliminary assessment of the potential of refractivity retrievals from an operational magnetron-based C-band radar is presented. The increased phase noise at shorter wavelengths, exacerbated by the unknown position of the target within the 300 m gate, make it difficult to obtain absolute refractivity values, so we consider the information in 1 h changes. These have been derived to a range of 30 km with a spatial resolution of ∼4 km; the consistency of the individual estimates (within each 4 km × 4 km area) indicates that ΔN errors are about 1 N unit, in agreement with in situ observations. Measurements from an instrumented tower on summer days show that the 1 h refractivity changes up to a height of 100 m remain well correlated with near-surface values. The analysis of refractivity as represented in the operational Met Office Unified Model at 1.5, 4 and 12 km grid lengths demonstrates that, as model resolution increases, the spatial scales of the refractivity structures improve. It is shown that the magnitude of refractivity changes is progressively underestimated at larger grid lengths during summer. However, the daily time series of 1 h refractivity changes reveal that, whereas the radar-derived values are very well correlated with the in situ observations, the high-resolution model runs have little skill in getting the right values of ΔN in the right place at the right time. This suggests that the assimilation of these radar refractivity observations could benefit forecasts of the initiation of convection.