Utilização de imagens de satélite e modelagem numérica para o estudo da dispersão de poluentes nas usinas termoelétricas de Charqueadas e São Jerônimo

O objetivo geral deste trabalho é desenvolver estudos relacionados à dispersão de poluentes, considerando a queima de carvão para geração de energia nas Usinas Termoelétricas de Charqueadas e São Jerônimo. O período de estudo foi do dia 17 a 23 de junho de 2003. Neste período houve a passagem de um sistema frontal. Sendo possível avaliar a dispersão dos poluentes em condições pré-frontal, frontal e pós-frontal. Para simular o comportamento dos poluentes neste período, foi utilizada uma subrotina de dispersão acoplada ao modelo RAMS (Regional Atmospheric Modeling System). Os resultados mostraram que nos dias classificados como pré-frontal e pós-frontal as concentrações do material particulado, dióxido de enxofre e do óxido de nitrogênio, atingiram seus valores máximos, pelo fato da umidade relativa do ar estar bastante baixa em torno de 60%, pressão atmosférica da ordem de 1021 hPa e a intensidade dos ventos fraca. No dia classificado como frontal, as concentrações estavam praticamente nulas, devido à passagem do sistema frontal que causou a queda na pressão atmosférica, aumento da umidade relativa e também pelo fato da ocorrência de precipitação atmosférica neste dia. As comparações dos resultados simulados, com os dados observados na estação de qualidade do ar mostraram-se satisfatórios. Com exceção do dia 22 de junho, que apresentou uma diferença da ordem de 90%

Previsão de longo prazo da umidade do solo na bacia do rio Uruguai

A umidade do solo é uma variável importante na interação solo-atmosfera, contribuindo nos processos hidrológicos e na agricultura. A determinação desta variável é um dado fundamental no planejamento das atividades agrícolas, inclusive na escolha do tipo de cultura mais adequada ao clima da região. O armazenamento de água no solo também é importante na agricultura irrigada, em que o tempo de irrigação e a quantidade de água a ser aplicada podem ser determinados utilizando experimentos eficientes. Esta pesquisa tem como foco a previsão de umidade do solo para a agricultura de sequeiro que depende fortemente da umidade, utilizando exclusivamente a água da chuva para completar o ciclo da cultura. Com base na umidade do solo também foi analisada a previsão da produtividade agrícola. A previsão de longo prazo foi desenvolvida a partir das previsões de precipitação do modelo CFS (Climate Forecast System) com o horizonte de até 6 meses e estimada a umidade do solo com base no módulo de balanço de água no solo do modelo hidrológico MGB-IPH. Os resultados obtidos mostraram que a metodologia proposta nesta pesquisa apresenta melhores resultados de previsão com relação aos métodos atualmente existentes, considerando a redução do erro padrão da estimativa com antecedências de 1 a 6 meses. Estes resultados permitem melhorar a estimativa da umidade do solo e da produtividade agrícola em sub-regiões da bacia do rio Uruguai no Rio Grande do Sul com as antecedências mencionadas.Soil moisture is a very important variable in the interaction soil-atmosphere, contributing in hydrological processes and in agriculture. Determining this variable is an essential data for planning farming activities, and also when choosing the most adequate type of culture depending on the climate of the region. Water storage in the soil is also important for irrigated agriculture, in which the irrigation time and the amount of water to be applied can be determined using efficient experiments. This research focuses soil moisture forecast on dryland farming that strongly depends on the soil humidity, mostly using rainfall to complete the culture cycle and analysis of agricultural productivity forecast. The long term forecast was developed based on CFS precipitation models (Climate Forecast System) with a horizon of up to 6 months and estimated soil moisture based on the module of water balance in the soil of the hydrological model MGBIPH. The results showed that the proposed methodology in this research provides the best prediction results compared to the current applied methods, considering the reduction of the standard error of estimate in horizon from 1 to 6 months. These results allow better estimation of soil moisture and agricultural productivity in sub-region of the Uruguay river basin in Rio Grande do Sul

Análise multivariada do processo de evapotranspiração em áreas de cerrado e cana-de-açúcar

A evapotranspiração é uma das variáveis mais importantes do ciclo hidrológico, consistindo na ligação entre energia, clima e disponibilidade hídrica. É considerado um fenômeno bastante complexo, pois depende da interação entre diversas variáveis climáticas e do tipo e estágio de desenvolvimento da vegetação. O objetivo deste trabalho foi a análise de um conjunto amostral de variáveis climáticas, coletadas em dois sítios de monitoramento de vórtices turbulentos instalados em áreas de cultivos de cana-de-açúcar e remanescentes florestais de cerrado sensu stricto na bacia do rio Grande — SP, para identificar o comportamento de cada uma dessas variáveis climáticas e verificar quais apresentam uma maior influência no processo de evapotranspiração. Para tanto, foram aplicadas técnicas de estatística multivariada de análise de componentes principais e agrupamento de variáveis. Concluiu-se que o processo de evapotranspiração, para a área estudada, é comandado por três componentes, que explicam 75 e 82% da variância dos dados em áreas de cerrado e cultivos de cana-de-açúcar, respectivamente: (1) variação da oferta de energia, representada principalmente pelas variáveis Ki e Rn, (2) processo de circulação atmosférica local, representada pelas variáveis de velocidade do vento e pressão atmosférica, que regulam o sistema de precipitação e as condições de umidade do ar e do solo, e, (3) condições da vegetação, que apresentam modificações significativas com a alternância de estações secas e úmidas.One of the most important variables in the hydrological cycle is evapotranspiration, which contributes to the connection between energy, climate and water availability. It is considered a very complex phenomenon, for it depends on the interaction between several climate variables to identify the behavior of each climate variable and to assess factors which highly influence the evapotranspiration process. A set of samples of climate variables was analyzed. They were collected at two turbulent vortex monitoring sites installed in sugar cane fields and remaining “cerrado” sensu stricto in the Grande River basin, São Paulo, Brazil. Therefore, multivariate statistical techniques for analyzing main components and for grouping variables were applied. It was concluded that the evapotranspiration process consists of three components which explain 75 and 82% of variance data in “cerrado” and sugar cane fields, respectively: (1) variation of energy supply, represented mainly by Ki and Rn variables; (2) local atmospheric circulation process, represented by wind speed and atmospheric pressure variables, ruling the system of precipitation and air humidity and soil moisture, and; (3) conditions of the vegetation presenting significant changes in dry and humid seasons

Multivariate analysis of the evapotranspiration process in cerrado and sugarcane areas

Submitted by Sabrina Andrade ([email protected]) on 2011-08-25T17:36:10Z No. of bitstreams: 1 Análise Multivariada do Processo de Evapotranspiração....pdf: 983285 bytes, checksum: 3f33483fd0aeeda28119c9e9ae56b932 (MD5)Approved for entry into archive by Bruna Vieira([email protected]) on 2011-08-26T17:11:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Análise Multivariada do Processo de Evapotranspiração....pdf: 983285 bytes, checksum: 3f33483fd0aeeda28119c9e9ae56b932 (MD5)Made available in DSpace on 2011-08-26T17:11:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Análise Multivariada do Processo de Evapotranspiração....pdf: 983285 bytes, checksum: 3f33483fd0aeeda28119c9e9ae56b932 (MD5) Previous issue date: 2009A evapotranspiração é uma das variáveis mais importantes do ciclo hidrológico, consistindo na ligação entre energia, clima e disponibilidade hídrica. É considerado um fenômeno bastante complexo, pois depende da interação entre diversas variáveis climáticas e do tipo e estágio de desenvolvimento da vegetação. O objetivo deste trabalho foi a análise de um conjunto amostral de variáveis climáticas, coletadas em dois sítios de monitoramento de vórtices turbulentos instalados em áreas de cultivos de cana-de-açúcar e remanescentes florestais de cerrado sensu stricto na bacia do rio Grande — SP, para identificar o comportamento de cada uma dessas variáveis climáticas e verificar quais apresentam uma maior influência no processo de evapotranspiração. Para tanto, foram aplicadas técnicas de estatística multivariada de análise de componentes principais e agrupamento de variáveis. Concluiu-se que o processo de evapotranspiração, para a área estudada, é comandado por três componentes, que explicam 75 e 82% da variância dos dados em áreas de cerrado e cultivos de cana-de-açúcar, respectivamente: (1) variação da oferta de energia, representada principalmente pelas variáveis Ki e Rn, (2) processo de circulação atmosférica local, representada pelas variáveis de velocidade do vento e pressão atmosférica, que regulam o sistema de precipitação e as condições de umidade do ar e do solo, e, (3) condições da vegetação, que apresentam modificações significativas com a alternância de estações secas e úmidas.One of the most important variables in the hydrological cycle is evapotranspiration, which contributes to the connection between energy, climate and water availability. It is considered a very complex phenomenon, for it depends on the interaction between several climate variables to identify the behavior of each climate variable and to assess factors which highly influence the evapotranspiration process. A set of samples of climate variables was analyzed. They were collected at two turbulent vortex monitoring sites installed in sugar cane fields and remaining “cerrado” sensu stricto in the Grande River basin, São Paulo, Brazil. Therefore, multivariate statistical techniques for analyzing main components and for grouping variables were applied. It was concluded that the evapotranspiration process consists of three components which explain 75 and 82% of variance data in “cerrado” and sugar cane fields, respectively: (1) variation of energy supply, represented mainly by Ki and Rn variables; (2) local atmospheric circulation process, represented by wind speed and atmospheric pressure variables, ruling the system of precipitation and air humidity and soil moisture, and; (3) conditions of the vegetation presenting significant changes in dry and humid seasons

Long term forecast of soil moisture in the Uruguay River

A previsão da umidade do solo é necessária para o planejamento agrícola e para o mercado de commodities agrícolas. Esta previsão é realizada em longo prazo (sazonal) com antecedência de alguns meses. Este tipo de estimativa apresenta um grau de incerteza que depende da previsão dos modelos climáticos. Neste estudo a previsão em longo prazo da umidade do solo foi desenvolvida a partir das previsões de precipitação do modelo CFS (Climate Forecast System) com o horizonte de até 6 meses para parte da bacia do rio Uruguai no Rio Grande do Sul. A umidade do solo foi estimada com base no módulo de balanço de água no solo do modelo hidrológico MGB-IPH. Os resultados obtidos mostraram que a metodologia proposta apresenta melhores resultados de previsão com relação aos métodos atualmente existentes, considerando a redução do erro padrão da estimativa com antecedências de 1 a 6 meses. Estes resultados permitem melhorar a estimativa da umidade do solo e da produtividade agrícola em sub-regiões da bacia do rio Uruguai no Rio Grande do Sul com as antecedências mencionadas.The long term forecast of Soil moisture was developed based on CFS precipitation models (Climate Forecast System) with a horizon of up to 6 months and estimated soil moisture based on the module of water balance in the soil of the hydrological model MGB-IPH. The results showed that the proposed methodology in this research provides the best prediction results compared to the currently applied methods, considering the reduction of the standard error of estimate in a horizon from 1 to 6 months. These results allow better estimation of soil moisture and agricultural productivity in sub-regions of the Uruguay river basin in Brazil

Avaliação de fontes alternativas de dados de precipitação para aplicação em modelos hidrológicos

Rainfall events can induce numerous disorders when they occur in an intense way over a region. For this reason the planning of government action requires technical knowledge of the hydrological regime of watersheds for which preventive actions are properly established, searching this way to avoid the occurrence of social, economic and environmental problems. Given these factors it is necessary to develop studies aimed at identifying the best method to estimate rainfall.Estimative of precipitation from satellite data and meteorological models become usual nowadays. The data supply useful information, mainly, in areas with low density of rain gauges. Such estimates are spacially distributed and, consequently, have large potential to be used for distributed hidrological modeling. It follows the area of Uruguay River basin to study, which is formed between the states of Santa Catarina and Rio Grande do Sul, covering a region where there is a predominance of economic activities aimed at agriculture and livestock, as well as the use of water resources for power generation. In that area were analyzed estimates of daily rainfall data generated by hidroestimador and the reanalysis data. In some parts of the basin alternative data sources showed a good performance especially in events characterized as above the climatological normal. The performance of the estimates were relatively low for the purpose of hydrologic modeling, as in the case of calculating the flow of rainfall data source remains the best alternative.Pages: 5300-530

Análise de chuva intensa na região de Agudo-RS em janeiro de 2010

The natural disasters that have happened in Brazil are, most of them, from atmospheric origin. The precipitation, in excess or shortage, is the atmospheric element that has contributed the most to the occurrences of these disasters in the South region of Brazil. This article describes an event of a heavy rainfall that took place in the state of Rio Grande do Sul, in the border of Agudo and Restinga Seca (two towns at this same state), after the sudden increase of the water level, in that a stretch of one hundred meters of the bridge over the Jacuí river, in RS-287, fell in the morning of January 5 th , 2010. The event was analyzed and characterized with the use of pluvial data supplied by the automatic station from the National Institute of weather forecasting (INMET), situated in the towns of Rio Pardo, Cruz Alta, Santa Maria, and Passo Fundo, as well as the fluvial levels of the Dona Francisca station obtained from the National Agency of Waters (ANA), besides the radar images to the analyzes of the special distribution of the rains, that come from the National Institute of Space research (INPE). To finish the data collect to the characterization of this event, through the model of time numeric prediction, the model BRAMS, developed to simulate atmospheric circulations of meso-scale phenomenon, it was possible to obtain diagnostic information related to the event of intense rain, making use of the data to re-analyze.Pages: 2135-214

The intense rainfall event of january 2009 over the Pelotas region in Rio Grande do Sul

Um evento de chuva de intensidade excepcional ocorreu na região Sul do Estado do Rio Grande do Sul, mais precisamente entre os municípios de Pelotas e Canguçu, entre os dias 28 e 29 de janeiro de 2009. Este evento resultou numa extraordinária cheia nos rios da região, em especial dos cursos d’água com áreas de drenagem da ordem de 100 km2 , cujas bacias foram atingidas pelo núcleo com maior intensidade de precipitação, como os Arroios Teodósio, Fragata e Pelotas. Neste artigo é apresentada uma caracterização deste evento utilizando dados de pluviômetros e pluviógrafos com diferentes graus de confiabilidade, destacando se a rede de pluviógrafos e pluviômetros automáticos da EMBRAPA. Além disso, foram utilizadas imagens de radar para a análise da distribuição espacial das chuvas. Os dados foram comparados aos maiores eventos de chuva já registrados no mundo e no Brasil (segundo o INMET) e com as curvas IDF(intensidade-duração-frequência ) ajustadas a partir de dois pluviógrafos localizados em Porto Alegre, que fica a 255 km de Pelotas. Conclui-se que este evento é, possivelmente, o mais intenso já registrado no Brasil no caso da duração de 3 horas e possivelmente também para as durações de 12 e 24 horas.This article describes an event of exceptional rainfall that occurred in the southern region of Rio Grande do Sul, more precisely between the cities of Pelotas and Canguçu, January 28-29 2009. This event resulted in an extraordinary flood in the rivers of the region, especially in water courses with 100 km2 drainage areas whose basins were affected by the intense precipitation, such as Arroio Teodósio, Arroio Fragata and Arroio Pelotas. The event was analyzed and characterized using data from rain gauges with different degrees of reliability, highlighting the automatic rain gauge network of EMBRAPA. Moreover, radar system images were used to analyze the spatial distribution of rainfall. The data were compared to the biggest rainfall event ever recorded in the world and in Brazil (according to INMET) and to IDF curves adjusted from two rain gauges located in Porto Alegre, which is 255 km from Pelotas. It is possible that this event was the most intense ever recorded in Brazil, at least for a 3-hour duration, and possibly also for 12 and 24 hours