Avaliação de perfis atmosféricos de rádio ocultação GPS do satélite CHAMP sobre a América do Sul

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Reanálise das defasagens de Prometeu e Pandora

In the present work it is proposed to do a revision on some studies on the dynamics of the Prometheus-Pandora system. In special, those studies that deal with anomalous behaviours observed on its components, identi ed as angular lags in these satellite`s orbits. Initially, it is presented a general description, contextualising the main characteristics of this system. The main publications related to this subject are analised and commented, in chronological order, showing the advances made in the knowledge of such dynamics. An analysis of the initial conditions, used by Goldreich e Rappaport (2003a ,b) e Cruz (2004), obtained through observations made by the Voyager 1 and 2 spacecrafts and by the Hubble space telescope, it is made in order to try to reproduce their results. However, no clear conclusion of the values used were found. The tests addopted in the analysis are from Cruz (2004), which reproduced the results and o ered a new explanation on the origin of the observed angular lags. The addopetd methodology involves the numerical integration of the equations of motion of the system, including the zonal harmonics J2, J4 and J6 of Saturn's gravitational potential. A fundamental consideration in this study is the use of geometric elements instead of osculating elements. It was found the set of initial data that best reproduces the results from Goldreich e Rappaport (2003a, b) and Cruz (2004)

Junção em mudança: reanálise morfossintática e redes polissêmicas de 'que nem'

Neste trabalho, analiso aspectos da constituição e do uso do juntor que nem, em dados da modalidade de enunciação falada do português. A questão maior é mostrar que a inserção de que nem no paradigma dos juntores, por meio de processos de gramaticalização, resulta em quatro novos padrões funcionais, que refletem uma rede de parentesco semântico no domínio das relações modais. As construções com que nem são descritas a partir do pareamento entre forma e significado, com o propósito de defender que arquiteturas sintáticas diferenciadas contribuem para a interpretação da polifuncionalidade semântica de que nem; e que as fontes sincrônicas do português ajudam a desvendar etapas do processo de reanálise de que e nem, tendo em vista as tendências diacrônicas sobre mudança de juntores nas línguas (Kortmann, 1997).

Anatomia do Lenho de espécies da subfamília Ixoroideae (Rubiaceae) do Parque Estadual da Ilha Grande, Rio de Janeiro

Os estudos anatômicos do lenho são frequentemente aplicados à solução de questões taxonômicas, filogenéticas e evolutivas, visto que este tecido apresenta uma tendência mais conservadora e, consequentemente, menor plasticidade. Este trabalho tem por objetivo o estudo da estrutura anatômica do lenho de oito espécies arbustiva-arbóreas da subfamília Ixoroideae ocorrente no Parque Estadual da Ilha Grande, Angra dos Reis-RJ, visando contribuir com subsídios à identificação local das espécies e à taxonomia e filogenia da subfamília Ixoroideae e da família Rubiaceae. O estudo foi desenvolvido em um importante remanescente do bioma Mata Atlântica no estado do Rio de Janeiro. O material botânico foi coletado por métodos não destrutivo, as amostras foram processadas segundo técnicas usuais em anatomia da madeira e as análises e descrições seguiram as recomendações da COPANT (1973) e IAWA Commitee (1989). Os resultados demonstraram que as oito espécies estudadas apresentam características qualitativas diagnósticas que permitiram segregar as espécies e construir uma chave de identificação com base na presença ou ausência de inclusões inorgânicas, paredes celulares disjuntivas, células envolventes nos raios e no tipo de parênquima axial. As análises estatísticas realizadas sustentaram o agrupamento das espécies estudadas na subfamília Ixoroideae, porém não foi possível o agrupamento em nível das tribos às quais estas espécies estão subordinadas. Os resultados indicaram ainda a necessidade de reanálise das árvores filogenéticas hipotéticas propostas para subfamília Ixoroideae, com base nos tipos de lenho, de inclusões minerais e de parênquima axial. Cabe ainda destacar que os resultados obtidos corroboraram a importância da anatomia do lenho para a identificação de espécies de difícil reconhecimento na família Rubiaceae. Esses dados são úteis especialmente na ausência de material reprodutivo, o que representa importante aspecto para o gerenciamento e manejo das espécies nativas da Unidade de Conservação onde este estudo foi realizado

Filtragem adaptativa aplicada à redução de desvios em séries temporais de previsão numérica climática.

Esta dissertação apresenta resultados da aplicação de filtros adaptativos, utilizando os algoritmos NLMS (Normalized Least Mean Square) e RLS (Recursive Least Square), para a redução de desvios em previsões climáticas. As discrepâncias existentes entre o estado real da atmosfera e o previsto por um modelo numérico tendem a aumentar ao longo do período de integração. O modelo atmosférico Eta é utilizado operacionalmente para previsão numérica no CPTEC/INPE e como outros modelos atmosféricos, apresenta imprecisão nas previsões climáticas. Existem pesquisas que visam introduzir melhorias no modelo atmosférico Eta e outras que avaliam as previsões e identificam os erros do modelo para que seus produtos sejam utilizados de forma adequada. Dessa forma, neste trabalho pretende-se filtrar os dados provenientes do modelo Eta e ajustá-los, de modo a minimizar os erros entre os resultados fornecidos pelo modelo Eta e as reanálises do NCEP. Assim, empregamos técnicas de processamento digital de sinais e imagens com o intuito de reduzir os erros das previsões climáticas do modelo Eta. Os filtros adaptativos nesta dissertação ajustarão as séries ao longo do tempo de previsão. Para treinar os filtros foram utilizadas técnicas de agrupamento de regiões, como por exemplo o algoritmo de clusterização k-means, de modo a selecionar séries climáticas que apresentem comportamentos semelhantes entre si. As variáveis climáticas estudadas são o vento meridional e a altura geopotencial na região coberta pelo modelo de previsão atmosférica Eta com resolução de 40 km, a um nível de pressão de 250 hPa. Por fim, os resultados obtidos mostram que o filtro com 4 coeficientes, adaptado pelo algoritmo RLS em conjunto com o critério de seleção de regiões por meio do algoritmo k-means apresenta o melhor desempenho ao reduzir o erro médio e a dispersão do erro, tanto para a variável vento meridional quanto para a variável altura geopotencial.

Mineração de dados para previsão de eventos extremos de precipitação

No presente trabalho foram desenvolvidos modelos de classificação aplicados à mineração de dados climáticos para a previsão de eventos extremos de precipitação com uma hora de antecedência. Mais especificamente, foram utilizados dados observacionais registrados pela estação meteorológica de superfície localizada no Instituto Politécnico da Universidade do Estado do Rio de Janeiro em Nova Friburgo RJ, durante o período de 2008 a 2012. A partir desses dados foi aplicado o processo de Descoberta de Conhecimento em Banco de Dados (KDD Knowledge Discovery in Databases), composto das etapas de preparação, mineração e pós processamento dos dados. Com base no uso de algoritmos de Redes Neurais Artificiais e Árvores de Decisão para a extração de padrões que indicassem um acúmulo de precipitação maior que 10 mm na hora posterior à medição das variáveis climáticas, pôde-se notar que a utilização da observação meteorológica de micro escala para previsões de curto prazo é suscetível a altas taxas de alarmes falsos (falsos positivos). Para contornar este problema, foram utilizados dados históricos de previsões realizadas pelo Modelo Eta com resolução de 15 km, disponibilizados pelo Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais CPTEC/INPE. De posse desses dados, foi possível calcular os índices de instabilidade relacionados à formação de situação convectiva severa na região de Nova Friburgo e então armazená-los de maneira estruturada em um banco de dados, realizando a união entre os registros de micro e meso escala. Os resultados demonstraram que a união entre as bases de dados foi de extrema importância para a redução dos índices de falsos positivos, sendo essa uma importante contribuição aos estudos meteorológicos realizados em estações meteorológicas de superfície. Por fim, o modelo com maior precisão foi utilizado para o desenvolvimento de um sistema de alertas em tempo real, que verifica, para a região estudada, a possibilidade de chuva maior que 10 mm na próxima hora.

Mudanças climáticas nas regiões insulares

Tese de Doutoramento, Física, 27 de Novembro de 2013, Universidade dos Açores.

Competitividad internacional urbana. Casos: Madrid, Dublín y Copenhague

La asignatura de Competitividad Internacional Urbana (ciu) del programa de Gestión y Desarrollo Urbanos (gdu) de la Universidad del Rosario ha sido desde 2009, cuando asumí su dirección y orientación, un reto permanente de aprendizajes tan estimulantes y variados cuantas ciudades y atributos hay por descubrir en el inmenso mundo de lo urbano-rural-regional. Si bien la competitividad es un asunto urbano-regional antes que nacional, la mayor parte de los enfoques y de las consiguientes referencias bibliográficas abordan la competitividad a nivel nacional siendo relativamente escasas las publicaciones sobre la competitividad urbana. Así, los documentos abordan una descripción general de las ciudades, las causas de las crisis y las consecuencias para la ciudad y su estructura económica, analizadas a partir de los impactos sobre el mercado laboral, los precios de la vivienda, el desarrollo del turismo, entre otros, y las diversas estrategias que adoptaron para afrontar la crisis y convertirla en una oportunidad de desarrollo.

TIGGE: Comparison of the prediction of northern hemisphere extratropical cyclones by different ensemble prediction systems

The Observing System Research and Predictability Experiment (THORPEX) Interactive Grand Global Ensemble (TIGGE) is a World Weather Research Programme project. One of its main objectives is to enhance collaboration on the development of ensemble prediction between operational centers and universities by increasing the availability of ensemble prediction system (EPS) data for research. This study analyzes the prediction of Northern Hemisphere extratropical cyclones by nine different EPSs archived as part of the TIGGE project for the 6-month time period of 1 February 2008–31 July 2008, which included a sample of 774 cyclones. An objective feature tracking method has been used to identify and track the cyclones along the forecast trajectories. Forecast verification statistics have then been produced [using the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) operational analysis as the truth] for cyclone position, intensity, and propagation speed, showing large differences between the different EPSs. The results show that the ECMWF ensemble mean and control have the highest level of skill for all cyclone properties. The Japanese Meteorological Administration (JMA), the National Centers for Environmental Prediction (NCEP), the Met Office (UKMO), and the Canadian Meteorological Centre (CMC) have 1 day less skill for the position of cyclones throughout the forecast range. The relative performance of the different EPSs remains the same for cyclone intensity except for NCEP, which has larger errors than for position. NCEP, the Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC), and the Australian Bureau of Meteorology (BoM) all have faster intensity error growth in the earlier part of the forecast. They are also very underdispersive and significantly underpredict intensities, perhaps due to the comparatively low spatial resolutions of these EPSs not being able to accurately model the tilted structure essential to cyclone growth and decay. There is very little difference between the levels of skill of the ensemble mean and control for cyclone position, but the ensemble mean provides an advantage over the control for all EPSs except CPTEC in cyclone intensity and there is an advantage for propagation speed for all EPSs. ECMWF and JMA have an excellent spread–skill relationship for cyclone position. The EPSs are all much more underdispersive for cyclone intensity and propagation speed than for position, with ECMWF and CMC performing best for intensity and CMC performing best for propagation speed. ECMWF is the only EPS to consistently overpredict cyclone intensity, although the bias is small. BoM, NCEP, UKMO, and CPTEC significantly underpredict intensity and, interestingly, all the EPSs underpredict the propagation speed, that is, the cyclones move too slowly on average in all EPSs.

TIGGE: comparison of the prediction of Southern Hemisphere extratropical cyclones by different ensemble prediction systems.

The prediction of Northern Hemisphere (NH) extratropical cyclones by nine different ensemble prediction systems(EPSs), archived as part of The Observing System Research and Predictability Experiment (THORPEX) Interactive Grand Global Ensemble (TIGGE), has recently been explored using a cyclone tracking approach. This paper provides a continuation of this work, extending the analysis to the Southern Hemisphere (SH). While the EPSs have larger error in all cyclone properties in the SH, the relative performance of the different EPSs remains broadly consistent between the two hemispheres. Some interesting differences are also shown. The Chinese Meteorological Administration (CMA) EPS has a significantly lower level of performance in the SH compared to the NH. Previous NH results showed that the Centro de Previsao de Tempo e Estudos Climaticos (CPTEC) EPS underpredicts cyclone intensity. The results of this current study show that this bias is significantly larger in the SH. The CPTEC EPS also has very little spread in both hemispheres. As with the NH results, cyclone propagation speed is underpredicted by all the EPSs in the SH. To investigate this further, the bias was also computed for theECMWFhigh-resolution deterministic forecast. The bias was significantly smaller than the lower resolution ECMWF EPS.

Aplicação do modelo de Rams para o estudo de um vórtice ciclônico que atingiu o município de Viamão

A partir de dados do CPTEC, utilizou-se o modelo numérico Regional Atmospheric Modeling System (RAMS) para simular as condições ambientais que originaram a formação e evolução de um ciclone no dia 11 de outubro de 2000, no município de Viamão, no estado do Rio Grande do Sul. Utilizou-se três grades aninhadas, com resolução progressivamente mais refinada e de forma simultânea. O modelo simulou com bastante precisão os campos de vento, pressão, umidade relativa e temperatura potencial. As simulações foram analisadas e comparadas à dados de superfície, imagens de satélite, cartas sinóticas e radiossondagens. A topografia e a brisa marítima exerceram forte influencia no sentido de intensificar o sistema convectivo que se formou sobre o Estado do Rio grande do Sul, bem como os altos valores de umidade relativa e o intenso cisalhamento vertical. Com estes procedimentos foi possível analisar e caracterizar o perfil atmosférico do sistema estudado e definir parâmetros meteorológicos que justificaram a formação de um tornado.

Hidrodinâmica costeira e quantificação do transporte longitudinal de sedimentos não coesivos na zona de surfe das praias adjacentes aos molhes da Barra do Rio Grande, RS, Brasil (aplicação às praias do Cassino, Mar Grosso e adjacências dos Molhes Leste e Oeste da embocadura do estuário da Lagoa dos Patos)

A ocupação do litoral por empreendimentos sócio-econômicos e a realização de obras de engenharia capazes de atender estas demandas tem despertado a necessidade de estudos detalhados do transporte litorâneo. Usando metodologia de coleta de sedimentos por ‘traps’ (fundo e suspensão) dentro da zona de surfe e metodologias de aquisição de imagens, topografia e sedimentologia conduzidas com o auxílio de filmadora, estação total e trabalhos em laboratório, respectivamente, determinou-se os parâmetros hidrodinâmicos e morfométricos da região. Dados de ondas em águas profundas foram obtidos a partir de modelo do CPTEC/INPE. Os trabalhos de campo foram realizados em 50 campanhas distribuídas pelo período de 1 ano. Do total, 42 foram dedicadas exclusivamente a dados hidrodinâmicos e morfométricos enquanto que as 8 restantes foram utilizadas também para coleta de sedimentos. Ao mesmo tempo foram obtidos dados sobre a velocidade dos fluxos e sobre o transporte transversal no espraiamento. Todos os dados foram obtidos em condições atmosféricas normais. Os trabalhos de campo foram conduzidos em 6 perfis transversais distribuídos entre as praias do Cassino e Mar Grosso (3 de cada lado da embocadura). Dois perfis situados na adjacência dos Molhes Leste e Oeste, 2 posicionados a 3 Km da base dos respectivos molhes e 2 distantes 10 Km destas mesmas bases. Concomitante com as medições do transporte longitudinal foram realizadas observações específicas sobre a participação dos diferentes níveis coletados na formação do transporte total. A distribuição dos sedimentos na coluna d’água e ao longo do perfil foram estudadas considerando o diâmetro médio do grão. Foi estudada também a participação do transporte de fundo (bedload) e em suspensão (suspended load) obtendo-se evidencias de que o transporte de fundo representa aproximadamente 18% do transporte total. Os resultados das medições indicaram uma vazão bidirecional de sedimentos, com baixa intensidade de transporte e resultante positiva direcionada para nordeste, conforme apresentado a seguir: Perfil-1(01/07/03) 1,92 m3/h NE-SW; Perfil-2 (19/07/02) 2,60 m3/h NE-SW, (16/01/03) 0,23 m3/h NE-SW e (20/02/03) 25,1 m3/h SW-NE; Perfil-3 (02/05/03) 4,24 m3/h SW-NE; Perfil-4 (05/09/03) 43,33 m3/h SW-NE; Perfil-5 (17/01/03) 2,54 m3/h NE-SW e Perfil-6 (21/02/03) 31,74 m3/h SW-NE. As baixas taxas de transporte total (máx. 940 e mín. 402 m³/ano/m) e líquido (máx. 574 e mín. 218 m³/ano/m) encontrados na região são consistentes com o comportamento dos estoques sedimentares acumulados no entorno dos molhes nos últimos 90 anos, embora estas taxas anuais representem apenas uma ordem de grandeza do transporte na região, já que são uma simples extrapolação dos dados horários não traduzindo, portanto os efeitos do clima de ondas local. Os dados obtidos serviram para calibrar 2 equações empíricas CERC e Kamphuis-91 que foram utilizadas para extrapolar as taxas de transporte longitudinal pelo período de 1 ano, considerando também a deriva ocasionada por ondas de tempestades. Finalmente, concluiu-se que o baixo transporte longitudinal é ocasionado pelos pequenos ângulos de incidência (em relação a normal) das ondas na arrebentação, que a direção da corrente longitudinal apresenta forte convergência com a componente longitudinal do vento na costa e que a baixa deriva litorânea (em condições atmosféricas normais) para nordeste só é magnificada pela presença das ondas de tempestades que varrem a costa vindas do quadrante sul e que representam aproximadamente 16% do ano.

Avaliação das previsões do atraso zenital troposférico para a América do Sul, obtidas usando modelo de previsão numérica de tempo com alta resolução espacial

A Center for Weather Forecast and Climatic Studies of National Institute for Space Research (CPTEC/INPE) has provided to the Brazilian Geodetic community, since 2004, an alternative to correct the GNSS observables from the tropospheric refraction. Numerical Weather Prediction (NWP) Model is used to generate Zenital Tropospheric Delay (ZTD). For the version 1, it was developed a model with horizontal resolution of 100 km, which was updated with Eta model, with resolution of 20 km. This paper provides the most significative details of the current version, as well an evaluation of its quality, using for such ZTD estimates from GPS data collect at RBMC. Comparing to the old version, considerable improvement could be observed from the new model, mainly in Brasilia and Curitiba, reaching up to 55% improvement. When all stations were used in the quality control, almost null bias and RMS of about 4 to 5 cm could be observed.

Dowscaling estocástico para extremos climáticos via interpolação espacial

Present day weather forecast models usually cannot provide realistic descriptions of local and particulary extreme weather conditions. However, for lead times of about a small number of days, they provide reliable forecast of the atmospheric circulation that encompasses the subscale processes leading to extremes. Hence, forecasts of extreme events can only be achieved through a combination of dynamical and statistical analysis methods, where a stable and significant statistical model based on prior physical reasoning establishes posterior statistical-dynamical model between the local extremes and the large scale circulation. Here we present the development and application of such a statistical model calibration on the besis of extreme value theory, in order to derive probabilistic forecast for extreme local temperature. The dowscaling applies to NCEP/NCAR re-analysis, in order to derive estimates of daily temperature at Brazilian northeastern region weather stations

Uma experiência com modelo estatístico (MOS) para a previsão da temperatura mínima diária do ar

Uma equação de regressão múltipla MOS (da sigla em inglês para Model Output Statistics), para previsão da temperatura mínima diária do ar na cidade de Bauru, estado de São Paulo, é desenvolvida. A equação de regressão múltipla, obtida usando análise de regressão stepwise, tem quatro preditores, três do modelo numérico global do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) e um observacional da estação meteorológica do Instituto de Pesquisas Meteorológicas (IPMet), Bauru. Os preditores são prognósticos para 24 horas do modelo global, válidos para 00:00GMT, da temperatura em 1000hPa, vento meridional em 850hPa e umidade relativa em 1000hPa, e temperatura observada às 18:00GMT. Esses quatro preditores explicam, aproximadamente, 80% da variância total do preditando, com erro quadrático médio de 1,4°C, que é aproximadamente metade do desvio padrão da temperatura mínima diária do ar observada na estação do IPMet. Uma verificação da equação MOS com uma amostra independente de 47 casos mostra que a previsão não se deteriora significativamente quando o preditor observacional for desconsiderado. A equação MOS, com ou sem esse preditor, produz previsões com erro absoluto menor do que 1,5°C em 70% dos casos examinados. Este resultado encoraja a utilização da técnica MOS para previsão operacional da temperatura mínima e seu desenvolvimento para outros elementos do tempo e outras localidades.