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O modelo de transferência radiativa BRASIL-SR é o principal recurso utilizado pelo Grupo de Pesquisa em Recursos Renováveis e Bioenergia do CCST/INPE na quantificação do recurso energético solar. Porém os aerossóis, parte importante do processo radiativo na atmosfera não são adequadamente representados, em função do uso de valores médios mensais climatológicos de visibilidade horizontal. Estes valores foram atualizados através de duas metodologias distintas: visibilidade horizontal observada em aeroportos na América do Sul e estimativas de visibilidade horizontal realizadas através de dados de espessura óptica dos aerossóis em 550 nm, oriundas do modelo CATT-BRAMS. Como esperado, as duas bases de visibilidade horizontal apresentaram menores valores em setembro e maiores valores em março; a visibilidade horizontal observada originou valores médios mensais que variavam entre 13 km e 6 km, enquanto que as estimativas de visibilidade horizontal através dos dados do modelo CATT-BRAMS resultaram em valores de maior amplitude, entre 150 km e 3 km. Foram realizadas simulações distintas para os meses de março, junho, setembro e dezembro do ano de 2007, utilizando a visibilidade horizontal original, a visibilidade observada e a visibilidade estimada, avaliando o comportamento do modelo e sua capacidade em representar a sazonalidade dos aerossóis. As simulações que utilizaram os dados de visibilidade horizontal observada em aeroportos apresentaram melhorias mais significativas nos valores das estimativas de irradiação direta, com diminuições dos valores de viés que chegaram a ser da ordem de 4%. Os resultados das simulações com a base de visibilidade horizontal estimada apresentaram melhor desempenho nos meses e nas regiões onde havia uma elevada carga de aerossóis, como por exemplo, a região Centro-Norte do país, no mês de setembro. Para estes casos, foram verificadas diminuições pontuais de viés e RMSE acima de 11%.

This study aimed to analyze the catchment of the Rivers Pandeiros and Calindó, sub-basin of the Rio São Francisco (SF9), Minas Gerais. Landscape metrics were used to establish a profile of landscape structure and direct actions of conservation and preservation of this forest fragments. The metrics in terms of fragments were: area, shape index and nuclear area index. To analyze the thematic classes were calculated: area, number of fragments, mean shape index, area of the largest fragment and percentage of class area in the landscape. The results showed that the sub-basin s is highly fragmented, comprising 81.78% of the fragments is smaller than 10 and 0.04% with over 10,000 hectares. The analysis of shape index and nuclear area demonstrated that the biodiversity of the sub-basin SF9 is threatened, since most of the fragments had little core area, are vulnerable to impacts the edge area. As for the classes, the results showed that the vegetation type is the most preserved Cerrado sensu stricto, occupying an area of 32.11% of the landscape area and 30.40% of the fragments in the sub-basin analysis. Have classes Campo, Campo Cerrado, Montana Deciduous Forest and Deciduous Forest Sub Montana are quite fragmented, when together occupy only 23.31% of the total area. The main measures for conservation and preservation of the remnants, as well as increased biodiversity in the sub-basin are: to improve the network of corridors and increase the permeability of the landscape matrix.

The Eta Model is used operationally by INPE at the Centre for Weather Forecasts and Climate Studies (CPTEC) to produce weather forecasts over South America since 1997 and seasonal climate forecasts since 2002. The model has gone through upgrades along these years and is able to produce decadal integrations to downscale climate projections. Likewise, the INPE global atmospheric model has been coupled to MOM4 ocean model and decadal integrations in the period 1960-2105 was produced and contributed to the CMIP5 dataset. The development of the Brazilian Earth System Model (BESM) has been ongoing parallel to the development of the Brazilian regional earth system model (BESM-R). The objective of this work is to evaluate the regional Eta model nested in the BESM in the present climate simulations, from 1961-1990. The Eta model was configured with 20-km horizontal resolution and 38 layers, in a domain covering all South America. In the lower boundary, sea surface temperature was provided by the BESM and was updated daily during the regional integration, whereas the lateral boundaries were updated every 6 hours with the BESM atmospheric conditions. Continuous 30-year integrations were carried out by the regional model. Large scale circulation pattern at upper and low levels are shown in comparison with the respective BESM flow and evaluated against reanalyses. The regional model shows improvement in the precipitation and temperature pattern over the continent. Seasonal cycle of precipitation and temperature are also shown.

As regiões polares estabelecem verdadeiros sumidouros de energia, essenciais para redistribuição de calor executada pelos oceanos e pela atmosfera exercendo assim um importante papel no equilíbrio térmico do planeta. As complexas interações entre oceano atmosfera e gelo marinho, ainda não são completamente entendidas e claramente quantificadas, especialmente no que tange aos processos de transferência de energia que influenciam a circulação termohalina, processos de feedback e teleconexões. Nas últimas décadas, os hemisférios norte e sul têm apresentado tendências muito diferentes em relação a variação da cobertura de gelo marinho. O gelo marinho ártico está diminuindo em ritmo cada vez mais acelerado, enquanto o gelo marinho antártico esta aumentando na maioria das regiões. Simulações a longo e curto prazo (10, 30 e 100 anos) foram realizadas a partir do novo modelo de sistema terrestre o BESM (Modelo Brasileiro de Sistema Terrestre) e submetidas as projeto CMIP5. O BESM é constituído pelo AGCM do CPTEC acoplado ao Modelo oceânico MOM4p1 do GFDL. O modelo acoplado é formado por uma componente terrestre, oceânica, e de gelo marinho (Sea Ice Simulator) e um acoplador FMS (Flexible Modular System). Os resultados das simulações indicam que o modelo é capaz de representar as variações sazonais e interanuais na extensão de gelo marinho no ártico, bem como foi capaz de prever a diminuição recorde da extensão e espessura do gelo marinho nos anos de 2007 e 2012. As tendências a longo prazo (1960-2060) indicam que o gelo marinho no oceano ártico continuará recuando e sua espessura tende a apresentar uma diminuição. Estudos em andamento usando as mesmas simulações do BESM submetidas ao CMIP5 indicam que o gelo marinho Ártico e Antártico é sensível a variações na concentração de CO2 atmosférico.

A propensão de a vegetação queimar é uma variável importante para vários estudos e descrições dos biomas continentais, sobretudo em áreas de preservação ambiental. Como o fogo é um forte distúrbio, sua ocorrência pode ter impactos importantes para as condições atuais e futuras de superfícies vegetadas. Desta forma, o desenvolvimento de métodos capazes de estimar o grau de flamabilidade tem amplo interesse em pesquisas sobre a dinâmica da vegetação e suas relações com outras componentes dos ecossistemas terrestres. Para contribuir nestes tópicos, idealizamos um projeto composto por duas componentes principais. Na primeira componente, mais teórica, foi realizada uma pesquisa bibliográfica para conhecimento de metodologias existentes. Este levantamento identificou estudos que foram organizados principalmente em três grupos, de acordo com o método utilizado: (i) sensoriamento remoto, com metodologias que utilizaram imagens de satélites e índices de vegetação; (ii) medição direta no local, através de sensores de umidade; e (iii) métodos destrutivos, onde é necessário a coleta de tecido vegetal para posterior análise em laboratório. Esses estudos foram mapeados e organizados em um banco de dados que servirá para comparações com os resultados deste projeto e outras pesquisas futuras. Com base nesta pesquisa bibliográfica, planejamos a segunda componente deste projeto, onde apresentamos um novo método que visa relacionar a flamabilidade da vegetação a outras variáveis ambientais relevantes, através de medidas indiretas da umidade do tecido vegetal, em ambiente de laboratório para permitir maior controle de grandezas como a umidade atmosférica e do solo. Para isso, foi criado um microambiente dentro de uma câmara climática, onde foram amostradas a umidade relativa (UR) e a temperatura (T) do ar com e sem a presença de plantas, e a umidade de seu solo, através de sensores comerciais e desenvolvidos pelo LAS/INPE. Os resultados desta componente experimental indicam que o método aqui apresentado é útil para a realização de estimativas de flamabilidade utilizando medidas indiretas da umidade da vegetação, sem a destruição do tecido vegetal. As condições exploradas mostraram que as plantas tiveram o efeito de aumentar a UR da câmara climática, principalmente em condições iniciais de baixa umidade atmosférica. Quando a atmosfera da câmara deixou de ser controlada, a variação (aumento) da UR com o tempo foi maior na presença das plantas. Em todos os casos, o peso do conjunto vaso-planta diminuiu após as medidas, apoiando a hipótese de que a UR se elevou devido à evapotranspiração das plantas no interior da câmara. No futuro, pretendemos aumentar o número de medições com o objetivo de avaliar outros aspectos da flamabilidade da vegetação, principalmente em relação à sua dinâmica em função de variações na umidade do solo.

A análise dos eventos fenológicos em nível regional e sua interligação com os diferentes componentes do meio geográfico (clima, solo, relevo, geologia, etc.) formam parte das informações necessárias para a compreensão do funcionamento dos ecossistemas em escala global. Nas savanas tropicais, padrões temporais de crescimento e reprodução das plantas estão ligados à sazonalidade climática (Williams et al. 1997). Estudos fenológicos, tanto em savanas como em florestas tropicais tem apontado questões importantes em relação ao funcionamento dos ecossistemas, tais como magnitude da deciduidade, grau de sincronia entre as principais fenofases e causas proximais e finais dos eventos fenologicos (Williams et al. 1997). Neste estudo analisaremos a fenologia dos biomas Amazônia e Cerrado, através de séries temporais de índices de vegetação como o EVI (Enhanced Vegetation Index). Ele é menos sensível às variações do solo e aos efeitos atmosféricos (Huete et al.,1997), portanto, mais sensível às variações na resposta estrutural do dossel. A compreensão da dinâmica de fenologia é importante, pois estimativas precisas da fenologia são essenciais para a quantificação do intercambio de carbono e água entre os ecossistemas e a atmosfera e sua resposta às alterações climáticas (Ahl et al.,2006).

Global dynamic vegetation models are needed to valuate the synergistic effects of changes in climate and fire activity in Amazonia. Coupled land-surface and climate models, for example, are being improved to evaluate the vulnerability of Amazon rainforest to more frequent and severe droughts, either through a direct effect on tree mortality or indirectly via increased occurrence of vegetation fires. In this context, we are working on improving the HadGEM2-ES (UK Met Office Hadley Centres Global Environmental Model version 2 – Earth System Model) to better represent land-atmosphere interactions over South American biomes, including fires. To this end, a fire dynamics sub-model is being developed for evaluating fire occurrence and impacts considering major natural and anthropogenic factors in the region. Current fire equations are based on methods already tested in global dynamic vegetation models, and lead to reasonable representation of major spatial and temporal features of the global fire occurrence. At large scale there is correct representation of time and location for most of the burned area reported in datasets based on remote sensing. However, important under- and over-estimation of model results occur at smaller scales, in part explained by the simplicity of equations and current parametrization based on spatial and temporal averages of reference fire data. We are now working to enhance the precision of the fire equations and to improve the representation of the effects of fire on vegetation and atmospheric composition, including better representation of sources of ignition, changes in vegetation mortality rates, and emissions due to fire. These improvements will then contribute for evaluating the signal and strength of potential fire-climate feedbacks in the region.

Several places in Brazil with exotic species plantations, such as Eucalyptus, have been increased substantially in recent years, especially by the great demand for wood pulp, coal and construction. In the municipality of Paraibuna-SP, located near to Serra do Mar region, such plantings has developed in areas with mountainous terrain and steep slopes. The cycle of eucalyptus include different successional stages from the time of planting to harvesting, with soil exposure in some stages of the cycle, which makes it more susceptible to landslide process. The use of technologies such as geographic information System (GIS) can assist in the identification of these processes, as it allows the integration of spatial data from different sources and the analysis of natural phenomena. A tool used in this analysis is the technique of spatial inference. This work examined the susceptibility to mass movement in the municipality of Paraibuna, using fuzzy gamma technique, in areas with different types of land use and land cover, including eucalyptus plantations in its different stages of development. Geological maps, geomorphologic, soil, climate and topography were used. Susceptibility maps were generated in scenarios with different gamma values for the rainy season. The results obtained in the areas planted with eucalyptus were compared with results obtained in other uses and land cover.

The present work consists on the report of one stepped leader event whose initial development becomes visible above cloud base. The leader starts to propagate with speeds of the order of 10^6 m/s simultaneously with the emission of electric field pulses normally associated with the preliminary breakdown phase. This event has been observed in São José dos Campos, southeastern Brazil, with the help of one high-speed camera (set to record 4000 frames per second), GPS time-synchronized, and three flat antenna electric field sensors (two configured as fast antennas, with gains different by a factor of 10, and one configured as a slow antenna). Lightning location system data provided an estimation of distance between the instruments and ground contact point (approximately 14.6 km), which allowed us to develop a photogrammetric analysis based on the recorded imagery data. The leader leaves the cloud opaque region around 4800 m above ground (instead of emerging from its base, about 2000 m above ground), propagating with speeds above 1 x 10^6 m/s and emitting a particularly intense luminosity. At heights between 3900 and 3600 m, the leader begins to slow down, presenting speeds in the 5-6 x 10^5 m/s range and a considerable decrease in it luminous intensity. Finally, when the leader tip reaches heights below 3000 m from the ground, its propagation speeds oscillates between 2 and 4 x 10^5 m/s. When the photogrammetry data (leader tip speed and height) is temporally correlated with the electric field waveforms, one can notice that the initial, fast propagation phase (with speeds of the order of 10^6 m/s) occurs simultaneously with the emission of pulses usually associated in literature with preliminary breakdown processes. Some of the pulses were so intense that they saturated the higher-gain fast electric field sensor and could also be sensed by the slow electric field sensor. A detailed analysis of these initial pulses show a bipolar structure in which one or more small nega.

The landscape of the southeastern Brazilian suffered intense changes due to anthropogenic processes during the last 300 years, which reduced the natural forest area from 81% of the Atlantic Forest Biome to only 8%. Currently, the, situation of this biome are broad areas that had its natural vegetation cover removed and have high forest fragmentation in almost whole its domain, which makes the Atlantic Forest remnants even more vulnerable to anthropogenic actions.

The intense fragmentation of the Brazilian Atlantic Forest raises some important questions for understanding its spatial dynamics, especially about the relationships between the natural and anthropic elements. Regions of high altitude and rough reliefs, such as Serra do Mar, are well conserved and the natural vegetation can be found in large continuous areas. However, the flatter regions are quite different; they are more developed and disturbed and hence have few forests remnants scattered across the landscape. Thus, the aim of this study was to understand the spatial distribution of the Atlantic Forest remnants based on their relations with some physical and anthropic factors, in the Microregion Paraibuna-Paraitinga. By a multivariate linear regression model we analyzed the forest remnants and some factors that could be related with its own spatial distribution, such as: altitude, slope, aspect, hydrography, Conservation Units (CUs) and roads network. We create a cellular database (500m x 500m), which was filled with 9 different variables created by the elements cited before. These data were analyzed using the R software, specifically its statistical package aRT. The dependent variable for the regression was the total percentage of forest, based on vegetation data of 2010. The final regression model found a R2 of 0.76, so that the presence of CU’s was the factor with major significance to represent the fragments. For CUs outside locations, the terrains aspect and the distance from municipal roads (unpaved) were the most significant elements to represent the spatial distribution of the Atlantic Forest remnants.

The process of desertification is the focus of many studies, but the association of social aspects in this analysis is still underutilized. The objective of this study is to evaluate the environmental vulnerability to desertification processes in the Hydrographic Sub-basin of the Médio Jaguaribe – Ceará. Therefore, data were collected from different sources, processed and manipulated to provide the composition of indices (index of vulnerability – social and natural aspects; environmental vulnerability index). It was found that the distribution of vulnerability in the study area ranged mostly from very low to low, where the social aspects were influential. Assume, then, that these aspects are important and determining when analyzing the level of environmental vulnerability to desertification processes. Thus, further study of each indicator used as well as the inclusion of other social factors, is needed.