Publicações

O estudo do comportamento hidrológico sob possíveis impactos das mudanças climáticas na Bacia do Tapajós é de grande importância uma vez que seu regime é de interesse não só à geração hidrelétrica, mas por sua função ecológica e influência no clima local, como sub-bacia do Amazonas. Neste estudo foram avaliados os impactos no regime hidrológico da bacia do Tapajós em função das projeções climatológicas até o final do século. Foi utilizado o Modelo de Grandes Bacias do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (MGB-INPE), modelo hidrológico que divide a bacia em células regulares. Inclui os processos de evapotranspiração, balanço hídrico do solo, escoamento subterrâneo e superficial, simulados ao passo diário. O MGB-INPE foi alimentado com dados meteorológicos observados para sua calibração, comparando a simulação com descargas observadas. Necessária a entrada de variáveis atmosféricas como precipitação, temperatura do ar e velocidade do vento, foram utilizados, para as projeções futuras, os dados gerados pelos Modelos de Circulação Global MIROC-5, CSIRO-Mk3, IPSL-CM5A-LR e HadGEM2-ES, e o downscaling dinâmico desenvolvido com o Modelo de Circulação Regional Eta-CPTEC. O modelo apresentou performance adequada na simulação histórica, alcançando índice Nash-Sutcliffe de ao menos 0,63. Todos os cenários projetam aumento da temperatura e diminuição da umidade relativa, mas há diferenças entre a precipitação esperada, sendo as projeções do modelo Eta mais extremas que a dos GCMs. A anomalia da vazão do Rio Tapajós mostra-se relacionada com a da precipitação, atingindo, no pior cenário, diminuição de 79% no final do século. Há uma importante variabilidade entre os experimentos com os diferentes modelos atmosféricos. Em geral, as projeções indicam anomalia de -46% da vazão média anual no período de 2071 a 2099, contra +17% resultante das projeções do GCM IPSL, e -55% da Q95, contra -92% resultante das projeções do cenário ETA40km high. A redução das vazões se apresenta de forma mais intensa que as anomalias de precipitação. Há indício de mudanças no regime hidrológico na bacia estudada, como o aumento da evapotranspiração, embora sejam recomendados posteriores estudos com considerações adicionais na entrada de dados, como possíveis mudanças no uso do solo.

Esse trabalho tem como foco elaborar uma pesquisa utilizando como meio os desafios científicos para alunos de ensino fundamental e médio. Com esses desafios fornecer ferramentas pedagógicas e didáticas aos professores do ensino de ciências das escolas de Ensino Fundamental e Médio, envolvendo-os (alunos e professores) com os diversos ramos da ciência e tecnologia, no caso concreto com as ciências espaciais. Constatamos um déficit na qualificação e número de profissionais na área de pesquisa no Brasil, ainda que esse número esteja melhorando gradativamente, se faz necessário encontrar características pedagógicas que realmente transforme essa realidade brasileira. Os desafios científicos podem contribuir com essa questão, auxiliando aos professores no desenvolvimento próprio, promovendo uma formação continuada e também fornecendo a eles novas ferramentas didáticas para o ensino e o aprendizado de ciências. Melhorar a educação básica talvez seja um dos primeiros passos para melhorar a formação de um futuro pesquisador e, portanto, essa etapa da vida acadêmica de um pesquisador deve receber uma especial atenção.

This work describes the methodology used to match the resolution of planified meteorological radar estimates and satellite images. Distinct resolution existent among remote sensing imaging systems, difficult image comparisons used to match quantitative features generally employed on forecasting, mapping etc. A naive approach generally used is the translation of pixel averages considering the surrounding values into new resolution. But this procedure always face problems of rounding fractional resolution into new ones, reducing the quality of subsequent quantitative analysis and degrading the uncertainty of results. Current work uses a more appropriate method to reduce this problem by using open source image processing library OPENCV for image resizing. But again a new decision have to be made when selecting the scale interpolation method. Current research compare the available methods of interpolation check which one is the most appropriate to be used in our case. Results by image and surface graphics comparison concluded that nearest neighbor interpolation is most appropriate due to simplicity, fidelity to original image and no inclusion of artificial pixels.

The Cloud cover index (Ceff) obtained from satellite images contains information on cloud amount and their optical thickness. It is the chief climate data for the assessment of solar energy resources in most radiative transfer models, particularly for the model BRASIL-SR. The wide range of climate environments in Brazil turns Ceff determination into a challenging activity and great effort has been directed to develop new methods and procedures to improve the accuracy of these estimations from satellite images. This paper evaluates three tested methodologies for improving the model output BRAZIL-SR. A comparison of methods was done by comparing the measured and estimated solar irradiation by BRAZIL-SR model for the town of Petrolina in the semi-arid area of northeastern Brazil. The ground truth data was provided by the solar radiation station located at Petrolina-PE, in Brazilian Northeast region, which is part of the project SONDA. Results have shown that the new methodologies, generated coefficients of cloud effective with lower values, thus it has achieved the goal of having an image of cloud cover with values closer to the values observed in cold clouds . However, the global solar irradiation estimated by BRAZIL-SR model now provides for a systematic overestimation indicating that improvements are still necessary methods in order to identify the most reliable values of effective cloud cover from satellite images.

O coeficiente de cobertura efetiva de nuvens (Ceff) é um dos principais dados sobre o clima para a avaliação de recursos de energia solar na maioria dos modelos de transferência radiativa, especialmente para o modelo BRASIL SR. Este coeficiente é obtido a partir de imagens de satélite e contém informações sobre a quantidade de nuvens e sua espessura óptica. Para a obtenção do Ceff no modelo de transferência radiativa BRASIL SR, são comparadas uma imagem de satélite, no canal visível, em relação a duas imagens compostas: uma imagem de céu claro e outra imagem de céu encoberto. A composição da imagem de máxima cobertura de nuvens é obtida através dos pixels com valores elevados de radiância visível medidos pelo satélite. No Brasil, algumas regiões apresentam o céu completamente sem nuvens ou parcialmente nublado por um mês inteiro, tornando complexa a tarefa de composição de uma imagem de máxima cobertura de nuvens. Deste modo, o cálculo do Ceff torna-se irreal e superestimado, isto é, o Ceff obtido indicará maior cobertura do que se observa na realidade. A metodologia para a obtenção do arquivo de máxima radiância visível, aqui proposta, percorre toda da área de interesse da imagem do satélite GOES12 buscando o valor máximo de radiância de cada posição pertencentes ao mesmo Ângulo Zenital Solar e a mesma configuração geométrica SolPixelSatélite durante um trimestre. O primeiro teste compreende os meses de fevereiro, março e abril que correspondem a um período chuvoso em Pertolina-PE, região nordeste do Brasil. Com este método obteve-se um arquivo final com os valores de máxima radiância como referência para o cálculo da Ceff. O arquivo foi composto por valores radiância visível para cada Ângulo Zenital ao longo dos valores de geometria SolPixelSatélite. Os valores de visível referentes a cada Ângulo Zenital foram ajustados a uma curva a fim de obter mais homogeneidade nos dados utilizados e melhorar os resultados no cálculo da cobertura de nuvens. A validação da metodologia será realizada por meio da comparação de estimativas de irradiação solar fornecidas pelo modelo BRASIL SR com dados coletados na estação SONDA em operação em Petrolina.

O papel de cada componente do balanço de energia terrestre e sua correspondente influência no clima da Terra é a chave para entendermos o clima e sua variabilidade. Parte da energia proveniente do Sol, que é absorvida pelo planeta Terra, é depois reemitida em comprimentos de onda maiores. Essa radiação quando emitida pela atmosfera e nuvens em direção a superfície é conhecida como radiação de onda longa descendente. O trabalho tem como objetivo estimar a radiação de onda longa descendente utilizando redes neurais artificiais alimentadas por dados meteorológicos de superfície. Os dados utilizados serão de temperatura, umidade relativa, pressão e radiação de onda longa descendente, provenientes de uma das estações do Sistema de Organização Nacional de Dados Ambientais (SONDA), localizada em Brasília (DF). Como a radiação de onda longa descendente também sofre influência da nebulosidade no local, foram calculados parâmetros de nebulosidade, que também foram utilizados no treinamento da rede. Os parâmetros de nebulosidade considerados foram a razão entre a radiação global medida em superfície com a radiação no topo da atmosfera e a razão entre a radiação difusa medida em superfície com a radiação no topo da atmosfera, chamados, respectivamente, de Kt e Kd. O treinamento da rede foi feito de duas maneiras, a primeira utilizando somente o parâmetro Kt e a outra utilizando tanto Kd quanto Kt. Após o treinamento das redes neurais, os resultados foram divididos em duas categorias, uma para os meses de outubro a março (mais úmidos) e outra para os meses de abril a setembro (mais secos). Em ambas as redes neurais, tivemos melhores desempenhos para os meses mais secos com correlações de 0,97, utilizando Kd e de 0,93 sem sua utilização. Já para os meses mais úmidos, foram encontradas correlações de 0,80, utilizando Kd e de 0,70 sem a sua utilização. Pode-se observar uma grande influência da nebulosidade na estimativa da radiação de onda longa, sendo que nos meses mais úmidos e, em consquência, mais nebulosos, a estimativa teve resultados inferiores. Outro fator a ser destacado seria a inflûencia na qualidade da estimativa da nebulosidade, pois nos casos em que foram utilizados dois parâmetros de nebulosidade, ao invés de um, os resultados foram mais satisfatórios, indicando que quanto melhor a estimativa da nebulosidade, melhor será a qualidade dos resultados.