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In this paper we present a new methodology, DaOBML, to test environmental models whose outputs are complex artifacts such as images (maps) or plots. Our approach suggests several test data generation techniques (Combinatorial Interaction Testing, ModelBased Testing, Random Testing) and digital image processing methods to drive the creation of Knowledge Bases (KBs). Considering such KBs and Machine Learning (ML) algorithms, a test oracle assigns the verdicts of new test data. Our methodology is supported by a tool and we applied it to models developed via the TerraME product. A controlled experiment was carried out and we conclude that Random Testing is the most feasible test data generation approach for developing the KBs, Artificial Neural Networks present the best performance out of six ML algorithms, and the larger the KB, in terms of size, the better.

One of the consequences of climate change is the intensification of extreme events, including increased storms in some regions and extended droughts in others. In 2014, the megacity of São Paulo, in the southeastern part of Brazil, experienced a critical water crisis. The magnitude of it left millions suffering from intermittent disruptions in water supplies and its consequences unfolded throughout the region. Scientists predict further warming and reduction in precipitation for the southeast of Brazil for the coming decades (Chou et al., 2014). In Brazil, the Metropolitan Area of São Paulo (MASP) consists of São Paulo city plus 38 other municipalities with a population of almost 22 million, making it the largest metropolis in the southern hemisphere. Approximately 54% of its total area is in water source protection. MASP water sources have strategic importance, both socioeconomically and environmentally. Therefore, the municipalities within protected areas should be the target of special attention. It is commonly inferred that the environmental legislation imposed to the population in the water protection areas is the cause of their economic stagnation and low social conditions. Our study aims to determine the dynamics of development identified within three dimensions – economic, social and environmental – and applied to the 39 municipalities of the MASP. It investigates whether the preservation of water sources is attained at the cost of socioeconomic development of the host region. Therefore we measure and compare living standards and environmental wellbeing for the MASP municipalities, given that the goal is to secure sustainable development and preservation of water sources. The first step of the methodology is to develop a geographic database for the municipalities in the study area, including economic, social and environmental indicators. In the next step, the methodology of the Barometer of Sustainability (BS) is used as a tool to measure development and wellbeing of a society/region. Indicators for human and ecosystem wellbeing are aggregated in thematic and dimensional indices. Subsequently, performance scales are generated for each indicator, allowing the identification of vulnerabilities and the proposal of adaptive measures. Preliminary analysis has shown that municipalities with the highest percentage of water sources in their area perform the highest for environmental wellbeing while presenting some of the lowest socioeconomic indicators. Further investigation will be conducted to determine the perspectives of a sustainable development and socioeconomic inclusion for the water source protection areas, considering the local context and within environmental limits. This study can be used as a preliminary analysis to guide policy makers and other stakeholders as to where their municipalities stand in relation to development. It can also assist in the identification of priorities in line with public policies. Future updates can be incorporated and another assessment performed as new data becomes available. By doing so, municipalities will be able to monitor progress towards achieving the goals of sustainable development. Overall this work can determine the premises for a socioeconomic development compatible with the conservation of a natural resource. The challenge is to find balance between economic growth and environmental protection by integrating environmental policies and reducing social inequalities within the general framework of sustainable development.

South Africa has a long history of lightning research. Tall towers provide a useful tool for investigating lightning as they generally have a high repeatability of events. The Johannesburg region in the Gauteng province has two tall towers, the Brixton tower and the Hillbrow tower, with a high frequency of lightning events. This paper presents a project beginning in January 2017 and aims to study the physics of lightning through high-speed video observation and fast electric field measurements. Thunderstorms over Johannesburg have a high cloud base which allows for visible channels from the tall towers. More than 200 videos of downward and upward flashes were observed since the project started. Also, 6 flashes to a 53 m tall building were observed. The project also aims to raise awareness around lightning dangers in Africa.

Em 2017 o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE criou, através do seu Centro de Ciência do Sistema Terrestre (CCST/INPE) e do seu Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC/INPE), o Projeto Difusão do Conhecimento Científico, com o objetivo de difundir à sociedade brasileira e ao sistema educacional do país, os temas ambientais inerentes aos trabalhos realizados pelo Instituto. SILVA et al. (2017) relatam que as produções geradas por Instituições de Pesquisas e Universidades são de extrema importância para o Brasil, e a sua difusão à população é de grande valia, tendo em vista que a sociedade é quem legitima e apoia o desenvolvimento da ciência e tecnologia. Os Autores afirmam que o conhecimento científico uma vez que é gerado, precisa ser difundido à comunidade científica e logo em seguida à população, de todos os níveis e classes sociais, para que tomem o devido conhecimento e tenham a consciência de que as ações científicas e tecnológicas desenvolvidas podem transformar e melhorar suas vidas. Quando um novo conhecimento científico é difundido em todas as esferas da sociedade, este conhecimento passa a ser compartilhado, ou seja, não fica restrito ao meio científico que o gerou, e isso tem sido a base da inovação tecnológica para a produção de novos conhecimentos científicos e tecnológicos. Neste contexto, ressalta-se que diversos profissionais do INPE palestraram à sociedade, em parceria com o Núcleo de Educação Regional de Guaratinguetá, temas científicos de cunho ambiental produzido pelo Instituto, e, portanto, na busca pela qualidade e fortalecimento do programa, este artigo objetiva apresentar os indicadores do Projeto Difusão do Conhecimento Científico em 2017.

Esse trabalho tem por objetivo a análise do processo de conexão de raios em estruturas de pequeno porte (aproximadamente 60 metros) através da captura e posterior processamento geométrico de vídeos com alta taxa de quadros por segundo. Foi dado prosseguimento ao trabalho realizado no projeto anterior, desenvolvendo o algoritmo de tridimensionalização do canal luminoso dos raios. Também foi construído um algoritmo de reconhecimento de imagem que retorna todos os pixels de um raio em uma foto, acelerando significativamente a coleta, que anteriormente era manual. Com a adição de uma segunda câmera de alta velocidade em um segundo posto de observação, foi possível capturar em vídeo um evento de conexão, que foi devidamente analisado pelos métodos desenvolvidos.

This paper describes the improvement of computational performance of the BRASIL-SR model. This computational code, which is used for the estimate of incident surface solar radiation, was optimized with an application of OpenMP directives and code modifications for the implementation of data output (I/O) operations using NetCDF format files. After these implementations, it was verified that the speedup of the code was further improved with the I/O optimizations, with a more stable efficiency, which shows a better use of the processors in the underlying supercomputer. Resumo. Este artigo apresenta a melhoria de desempenho computacional do modelo BRASIL-SR. Este código computacional, utilizado para a estimativa da irradiação solar incidente na superficie, foi otimizado com a aplicação de diretivas de OpenMP e modificações do código para implementação de operações de entrada e saída de dados (E/S) utilizando arquivos em formato NetCDF. Após estas implementações, verificou-se que o ganho de desempenho do código foi ainda maior com um novo tratamento de E/S, gerando uma eficiência mais estável, o que mostra uma melhor utilização dos processadores no supercomputador empregado.

O objetivo desse trabalho é avaliar diferentes metodologias de extrapolação de perfis verticais de ventos no modelo numérico de previsão do tempo WRF (Weather Research and Forecasting) a partir da comparação com perfis obtidos por torres anemométricas localizadas em Petrolina-PE, João Câmara-PB, Araripina-PE e UbajaraCE. Essa extrapolação faz-se necessária para estimar os valores da velocidade do vento à altura dos aerogeradores, pois o modelo numérico fornece os dados de velocidade do vento à altura de 10 metros. Iniciou-se com a revisão bibliográfica sobre perfis verticais de vento e camada limite atmosférica, assim como das metodologias utilizadas para extrapolação e interpolação vertical do vento. Em seguida, analisou-se as principais variáveis que influenciam os perfis e a turbulência do vento, como a rugosidade, o fator de potência e a velocidade do vento nos dados coletados pelas torres anemométricas. Com esses dados foi possível calcular os erros associados a extrapolação utilizando as leis de potência e a logarítmica. Verificou-se que estes valores eram os mesmos (considerando três casas decimais), ou seja, não há distinção na utilização da lei de potência ou logarítmica, para fins de extrapolação. Escolheu-se, então, a lei logarítmica para a realização da extrapolação dos dados do modelo. Para extrapolar e interpolar os dados de vento a 10m de altura do modelo WRF e fazer a comparação com os dados medidos foi testado três metodologias: uma extrapolando os dados do modelo a 10 metros usando o perfil logaritmo (método três), as outras duas foram interpolação dos valores de vento nos níveis de pressão mais próximos da altura desejada para obter as estimativas. A diferença entre eles é que uma considera a altitude do terreno (método um), enquanto que no método dois faz somente a interpolação em dois diferentes níveis de pressão, sem considerar a altura do terreno. Os erros associados às extrapolações e interpolação das três metodologias foram calculados para as séries de dados inteira e para as estações do ano. Em seguida, comparou-se, através de gráficos, as três metodologias com os perfis obtidos diretamente da estação anemométrica. Entre os métodos estudados o que apresentou um menor erro com relação aos dados observados foi o método um, pois entre todas as torres o maior erro quadrático médio foi de 4.2 m/s em Ubajara e o menor de 1.7 m/s em Petrolina. O método dois foi o que apresentou valores maiores de erros, sendo o menor erro calculado de 3.3 m/s em Petrolina e o maior erro de 11.3 m/s na torre de Araripina.