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Recently, there has been renewed interest in the study of lightning attachment to tall objects in general, and wind turbines in particular, following the construction of large wind farms in lightning-prone regions. Initial observations of lightning attachment to wind turbine generators at a Kansas wind farm in 2012 resulted in a number of insights and left several open questions. This led to the planning and re-deployment for the summer or 2013. Ten groups have collaborated on this 2013 field project, resulting in the following suite of instruments and observations: 10-station 3D lightning mapping array (LMA), 8-station slow antenna array, 4 electric field mills, 2 continuous, standard-speed, fixed-location video cameras, three mobile highspeed video observation vehicles, remote charge-moment observations, remote low-light cameras focusing on upperatmospheric discharges, and upgraded U.S. National Lightning Detection Network observations of both cloud and cloud-toground discharges (including continuous waveform data). In addition, all turbine generators were equipped with devices that provide estimates of lightning peak current within the blades. This paper provides an overview of the 2012 and 2013 observations, including a brief discussion of the instruments, seasonal overviews of lighting incidence by type, turbine attachment statistics, and some example cases of lightning attachment to wind turbines.

Um dos mais recentes desafios da modelagem climática é a representação da inclinação da termoclina no Atlântico (Nobre et al, 2013). Dado que a redistribuição do calor e do sal nos oceanos dependem da circulação termohalina suscitadas pela mistura vertical ( Schiller et al 2013), e que a maré barotrópica é uma das principais contribuintes para esse processo de mistura, se questiona qual o papel da parametrização da mesma na representação da termoclina no Atlântico. Com o objetivo de melhor representar a termoclina no Atlântico e o conteúdo energético da Circulação Meridional Atlântica (AMOC) é proposta a análise da maré barotrópica em modelos oceânico e acoplado no contexto do projeto BESM (Modelo Brasileiro do Sistema Terreste). Para tanto foram feitas simulações para uma grade de ¼ X ¼ ° global com objetivo de capturar a onda da maré barotrópica no modelo MOM4p1 do GFDL (Geophysical Fluid Dynamics Laboratory – NOAA) . O modelo MOM4p1 versões forçado e acoplado serão testados a luz das parametrizações de difusão vertical induzida pela maré barotrópica. O modelo oceânico forçado pela maré deverá ser capaz de determinar processos de mistura subsequentes e eventuais desdobramentos na circulação do Atlântico. Como parte do aprimoramento deste estudo foi desenvolvido um projeto de doutorado sanduíche junto ao grupo de pesquisa de Andreas Schiller e Peter Oke no Centro de Pesquisas Marinha e Atmosférica do CSIRO (Austrália) que possuem uma vasta experiência em modelagem de marés e em processos turbulentos.

A modelagem hidrológica procura representar o comportamento de uma bacia hidrográfica a partir do conceito de sistema, pois contém entradas e saídas mensuráveis como a precipitação e a vazão. Sua aplicação abrange de micro a macro bacias, possibilitando a previsão da vazão diária de um rio ou a ocorrência de eventos extremos como cheias e estiagens, entre outros. O objetivo geral deste projeto de Iniciação Científica, iniciado em Agosto de 2013, foi a calibração do Modelo Hidrológico Distribuído (MHD-INPE) para a bacia do rio Juruá, sub-bacia do rio Amazonas, com 163.589 km2 de área de drenagem e localizada entre os estados do Acre e Amazonas. Após a calibração do modelo com dados de vazão observados provenientes da Agencia Nacional de Águas (ANA), foram usadas as saídas do Modelo Climático Regional Eta-CPTEC/INPE como dado de entrada (precipitação e variáveis climáticas) para o MHD-INPE, a fim de se prever a vazão mensal do rio Juruá para os períodos futuros de 2011-2040, 2041-2070 e 2071-2099. Simularam-se quatro cenários de concentração de gases do efeito estufa: o não perturbado padrão definido como controle, e os de baixa, média e alta perturbação. Utilizou-se o Modelo Numérico do Terreno (MNT) SRTM 90m do CGIAR-CSI na alta (re-amostrado para 100 m) e baixa (10 km) resoluções, as bases de dados com 1 km de resolução do SOTERLAC para os mapas de solos e PROVEG para o mapa de vegetação, e mapas de uso do solo de 1982 a 1990 de banco de dados da Universidade Federal de Viçosa. Na calibração observou-se uma variação de 1,6% entre a vazão observada e a simulada no cenário de controle, de 4.712 para 4.785 m3/s. A menor vazão média simulada foi de 2.767 m3/s no período 2071-2099 para o cenário de média perturbação. Para o mesmo período, a maior vazão média estimada foi de 3.952 m3/s para o cenário de baixa perturbação. Estimou-se uma redução média de 3,2% da precipitação no período 2011-2099. Concluiu-se que a vazão do Rio Juruá diminuirá gradualmente para qualquer cenário de concentração de gases do efeito estufa.

A ocorrência de fogo em superfícies vegetadas pode ter importantes impactos ambientais, sociais e econômicos. O grau de flamabilidade da vegetação é uma variável importante para estudos e descrições dos biomas continentais, sobretudo em áreas de preservação ambiental. Assim, o desenvolvimento de métodos capazes de estimar o grau de flamabilidade tem amplo interesse em pesquisas sobre a dinâmica da vegetação e conservação de recursos naturais. Este projeto dá continuidade às atividades desenvolvidas em 2012-2013, onde apresentamos um método que relaciona a flamabilidade da vegetação a temperatura e umidade atmosférica através de medidas indiretas da umidade da vegetação, sem a destruição do tecido vegetal, e em ambiente de laboratório. Neste método assumimos que a vegetação mais úmida e, portanto, menos inflamável, tem maior impacto sobre a umidade da atmosfera. Na etapa atual, o método foi revisto para também considerar o impacto da umidade do solo sobre as plantas. Para isto, foi criado um microambiente dentro de uma câmara climática, onde foram amostradas a umidade relativa (UR) e a temperatura (T) do ar, sem e com a presença de plantas sob três condições de umidade do solo: saturado, seco e com 50% de saturação. Para as medições, foram utilizados sensores comerciais e sensores desenvolvidos pelo Laboratório Associado de Sensores e Materiais (LAS/INPE). Os resultados desta nova etapa confirmam a utilidade do método para a realização de estimativas da flamabilidade da vegetação, e adicionam detalhes quantitativos ao entendimento dos valores amostrados. As novas medições confirmam o efeito das plantas em aumentar a UR no interior da câmara, e mostram também que este efeito é mais intenso em condições de maior umidade do solo. Por exemplo, na presença das plantas, a diferença na UR no interior da câmara climática após 1hr das condições iniciais de 30% (UR), 35°C (T) e solo saturado, foi de 52,07%. Para condições iniciais de menor umidade do solo, o impacto da presença das plantas foi menor. Durante as medições, não houve exposição ou impacto direto do solo sobre o ambiente da câmara e atribuímos, portanto, as diferenças nos valores medidos apenas a presença das plantas. No futuro, pretendemos obter modelos matemáticos simples que relacionem a dinâmica de condições ambientais e as condições de susceptibilidade da vegetação à ocorrência de fogo.

An analysis of the phenomenology and overall characteristics of 35 cloud-to-ground (CG) strokes that create two or more contact points to the ground in a millisecond scale are presented. This dataset includes both the classical forked strokes (first observed in streak camera records) and the new class of this type of phenomenon, called upward illumination strokes, introduced in more recent works. The broad class of strokes that present two or more contact points in a millisecond and sub-millisecond scale was termed multi ground contact strokes (MGCS) as their geneses are very similar: one branch from the main trunk of a stepped leader produces a second stroke shortly after the first return stroke occurs. Over a five-day campaign, a total of 357 negative CG flashes were recorded by the RAMMER network, which is comprised of four high-speed video cameras (three stationary monochromatic and one mobile colored). They were set up for recording with 1200 x 500 pixels per frame, at 2500 frames per second (390-µs exposure time). From careful visual inspection, 35 MGCS events were found, among which 22 were classified as forked strokes and 13 as UI strokes. RAW data from BrasilDAT network was used to identify and give additional information about the MGCS. After a number of detailed case studies and a review of the recent literature, it was found that the main difference between UI and classical forked stroke events are: a) UI stroke channels present an optical discontinuity from the main trunk during its development (i.e., there was a region of lower or no apparent luminosity between its brighter region and the forking point from the main channel), b) the time between strokes is longer than in the case of classical forked strokes and c) the peak currents of the UI strokes are, usually, very small. Analysis of the relationship between the interstroke interval and peak current added new information on the physical characteristics and distinctive features of UI and forked strokes.

O objetivo do trabalho foi analisar o comportamento sazonal fenológico da vegetação no bioma Caatinga por meio do índice EVI em regiões com diferentes padrões de precipitação. A área estudada corresponde a três transectos paralelos entre si cortando longitudinalmente o bioma, o qual foi dividido em duas classes climatológicas de precipitação, C1 (622,63mm) e C2 (928,39mm). Para as análises da vegetação foram utilizadas as métricas de sazonalidade: início, fim, comprimento, amplitude e integral-L (efeito acumulativo do EVI por ciclo de crescimento); a partir de séries temporais de EVI do período 2000 a 2012. Foram identificados 12 ciclos de crescimento da vegetação em ambas as classes, as médias para o período analisado indicam que o início dos ciclos foi em 17 de novembro (21,97) e 16 de outubro (19,73); o fim em 28 de julho (37,10) e 12 de julho (36,14); o comprimento da estação foi de 225 dias (15,13) e 241 dias (16,40); a amplitude EVI de 0,38 (dp: 0,23) e 0,34 (dp: 0,10); e a integral-L de 6,64 e 7,95, para as classes C1 e C2, respectivamente. A vegetação demonstrou comportamentos diferenciados, sendo que C1 teve maior sazonalidade e menor cobertura vegetal (integral-L) do que C2 que teve menor sazonalidade e maior cobertura, evidenciando assim que em regiões semiáridas a fenologia das espécies é bastante influenciada pela condição hídrica.

As variações climáticas estão sendo estudadas e observadas em todo mundo e suas consequências mais severas comprometem a sustentabilidade do planeta. O aquecimento global, por exemplo, contribui para a diminuição e escassez de água para consumo humano, animal e para irrigação, além de intensificar os processos que comprometem a disponibilidade de terras férteis para a produção de alimento, como a desertificação. A região semiárida nordestina, bem como o Estado do Ceará, tem peculiaridades intrínsecas que corroboram com o desencadeamento do processo de desertificação. Esse processo é resultado da variação climática (incidência de secas mais frequentes e mais severas), das ações antrópicas desordenadas associadas aos fatores físicos locais. Tais aspectos contribuem para que a população local se torne, ou não, vulnerável às adversidades socioambientais que estão submetidas. Neste contexto, essa pesquisa tem como objetivos: 1) identificar os fatores que contribuem para o aumento ou redução da vulnerabilidade da população residente nos municípios cearenses e 2) entender como esses fatores interferem na vulnerabilidade da população que está triplamente exposta (desertificação, seca e pobreza), além de explicar como essa exposição é influenciada pelas políticas de gestão de risco. Para tanto, será desenvolvido um quadro socioambiental da vulnerabilidade obtido por meio de um índice que levará em consideração a exposição, a sensibilidade e a capacidade adaptativa da população. Após esse procedimento, será realizada uma avaliação político-institucional com intuito de investigar os aspectos políticos, institucionais e de políticas públicas que favorecem ou não o desenvolvimento da capacidade adaptativa da população em questão. Esta avaliação permitirá aprofundar os conhecimentos sobre a capacidade adaptativa da população cearense frente às adversidades relacionadas aos processos de desertificação, à pobreza e à seca. Permitirá, ainda, uma demonstração no tempo e no espaço de como as políticas públicas estão contribuindo (ou não) para a redução da vulnerabilidade da população local, além de listar alternativas de ações que complementem essas políticas já existentes.

A desertificação é resultante de vários fatores, incluindo as variações climáticas e as atividades humanas e é considerado um dos maiores obstáculos ao desenvolvimento das regiões secas do planeta. O Nordeste é a região do Brasil que apresenta maiores problemas ambientais de degradação de terras e desertificação. Nas últimas décadas, essa região tem passado por intensas transformações motivadas principalmente pelo substancial aumento demográfico e pelo desenvolvimento econômico intenso. Tais transformações têm impactado significativamente o uso da terra e a degradação ambiental nesta região. Parte da região nordeste, principalmente o sertão, tem no setor primário (produção agrícola e pecuária extensiva), uma importante fonte de renda para parte da população. Geralmente, a produção se caracteriza por uma pecuária extensiva e agricultura de subsistência de baixo investimento e produtividade que, devido à falta de estratégias alternativas, faz com que os produtores utilizem os recursos naturais de maneira intensiva e abusiva. Neste sentido, este trabalho tem por objetivo analisar, considerando escala regional, a contribuição da pecuária para a intensificação da vulnerabilidade aos processos de desertificação no Nordeste por meio de uma abordagem multiescala, combinando métodos quantitativos e qualitativos, em especial modelos dinâmicos espacialmente explícitos. A análise regional buscará por meio de análise estatística multivariada, correlacionar áreas susceptíveis a desertificação a fatores relacionados à pecuária (como cobertura, técnicas de manejo, estrutura agraria, etc). A análise local baseia-se no conceito de emergência (do verbo emergir) que busca entender um determinado processo por meio da descrição dos atores nele envolvidas e das interações entre eles. Esta abordagem permite uma exploração mais robusta das características dos agentes, como imperfeições na racionalidade para tomadas de decisão, estruturas sociais e institucionais e comportamento. Espera-se determinar as regiões (áreas) que apresentam maior vulnerabilidade à degradação da terra, colaborando para o melhor entendimento da interação entre pecuária e desertificação, visando identificar e quantificar os fatores que contribuem para o incremento da vulnerabilidade ao processo de desertificação. Ademais, espera-se que o arcabouço de modelagem adotado sirva como ferramenta de monitoramento e planejamento estratégico no enfrentamento da degradação da terra na região Nordeste, no que se refere, principalmente, às práticas de adaptação e mitigação, visando à manutenção ou a melhoria das perspectivas de sustentabilidade da atividade, bem como da região.

Na iniciação cientifica pelo PIBIC, que está sendo desenvolvido no DGE/INPE entre os anos de 2013 e o ano vigente, destacam-se entre as tarefas efetuadas, as coletas de dados de tempestades registrados por radares meteorológicos e imagens de satélite, e a análise de vídeos gravados a partir de câmeras de alta resolução, onde é possível identificar as características de um relâmpago. Através desses vídeos é possível observar de forma mais detalhada os raios ascendentes, que são um tipo do fenômeno atmosférico o qual o grupo de pesquisa, em que é realizado a IC, tem pesquisado.

Two Mesoscale Convective System (MCS) events that occurred in the southern portion of South America will be analyzed in order to characterize the local lightning activity related with different synoptic situations. On December 10-11, 2012, a MCS, originated by a cyclone centered over the Atlantic Ocean, presented an organized convective activity moving northeastward. This MCS formed in an area of baroclinic flow in the vanguard of a cold front. This feature was trivial in determining MCS displacement velocity, and consequently lightning density in the region. The other MCS that occurred on December 12-13, 2012 was generated by a low pressure area located in the central region of South America (Chaco Low), and showed disorganized convective activity moving (northwestward). This MCS formed due mainly thermodynamic factors in the lower troposphere and divergence in the upper troposphere by the interaction of the subtropical jet. In both MCSs lightning density in the region was influenced by the synoptic situation which the MCS was formed. Being influenced by the velocity and direction of MCS displacement. The rate of occurrence and polarity of lightning as well as the IC/CG and CG+/CG- rates were not affected by the different conditions that the MCSs were formed.The data set used in the present study will consider: (1) lightning location and polarity from BrasilDAT, (2) analysis and forecasts from WRF model, and (3) infrared channel data from Satellite GOES-12.

The objective of the present work is to analyze one thunderstorm day that produced lightning with peculiar characteristi cs, different from those commonly found in other works on the literature. The data was obtained by the RAMMER network, composed by four high – speed cameras, during the summer of 2012/2013 in the city of São José dos Campos, Brazil. The relatively large numb er of high – speed cameras has enabled us to record a statistically significant amount of negative cloud – to – ground lightning flashes per thunderstorm day. We chose as control – cases the five days that had the highest amount of lightning recorded by the camera s, making a total of 361 flashes. The analysis was performed in two ways, the first one considering the control – cases and the second one considering only the case study. After analyzing all lightning data we found that the geometric mean of the flash durat ion was 270 ms, the average multiplicity was 4.3 and the percentage of single strokes was 20.8% (75 events ). These values are similar to those found in previous single – station studies for the same region. The case study of this work is February 22 nd , 2013, which had a sample size of 55 negative cloud – to – ground lightning. The visible lightning characteristics for this day were: a) flash duration geometric mean of 193 ms; b) an average multiplicity of 2.8; and c) a percentage of single stroke flashes, around 36.4% (20). Also, an evaluation of the sample obtained on that day was performed using lightning location system BrasilDAT. After the evaluation of the statistical tests, we point out the following three hypotheses which will be addressed in the work: a) s ynoptic condition of the day: the weather phenomenon acting in the region during that day may have favored the formation of clouds with smaller vertical development, thus leading to temporally shorter and single – stroke flashes; b) region of occurrence of l ightning: the topography can influence the formation of clouds in order to create the necessary conditions for the occurrence of anomalous features; and c) observation period: it is possible that the flashes have been observed during the initial phase of t he development of the thunder clouds, which would be directly related to observed characteristics. Satellite and radar images will also be used as complementarily tools for the analysis, which is currently under development.

Para compreender os processos de emissão, transformação e contaminação da atmosfera urbana por poluentes é muito importante observar diferentes parâmetros de qualidade para identificar e quantificar espécies químicas, principalmente em áreas com forte influência antropogênicas, pois a atividade industrial e a frota de veículos automotores são os principais responsáveis pela emissão de gases e particulados na atmosfera. Em meio a outros poluentes atmosféricos, o material particulado inalável em suspensão (com diâmetro aerodinâmico menor que 10 μm) tem grande importância devido à sua composição química complexa, suas propriedades físicas e os impactos nocivos na saúde humana. Neste estudo de caso, a composição química do material particulado inalável (MP10) foi determinada dosando-se os ânions (cloreto, nitrato e sulfato) e os cátions (sódio, amônio, potássio, cálcio e magnésio) maiores no extrato aquoso. Os protocolos analíticos para a dosagem dos diferentes íons já foram implementados e descritos no relatório anterior com a apresentação dos estudos estatísticos relativos à determinação da precisão e exatidão dos protocolos juntamente com a comparação entre os resultados da estação chuvosa com a seca. A atividade realizada até o presente é a elaboração de um protocolo para o uso da técnica de análise por injeção em fluxo (FIA) para a determinação de amônio em águas doces e em efluentes para ser utilizado no Laboratório de Aerossóis, Soluções Aquosas e Tecnologias e que foi de forma eficiente aplicado ao estudo da composição química das espécies solúveis de nitrogênio reativo presentes no material particulado inalável.