The Brazilian Developments on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS 5.2): An Integrated Environmental Model Tuned for Tropical Areas

We present a new version of the Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System where different previous versions for weather, chemistry and carbon cycle were unified in a single integrated software system. The new version also has a new set of state-of-the-art physical parameterizations and greater computational parallel and memory usage efficiency. Together with the description of the main features are examples of the quality of the transport scheme for scalars, radiative fluxes on surface and model simulation of rainfall systems over South America in different spatial resolutions using a scale-aware convective parameterization. Besides, the simulation of the diurnal cycle of the convection and carbon dioxide concentration over the Amazon Basin, as well as carbon dioxide fluxes from biogenic processes over a large portion of South America are shown. Atmospheric chemistry examples present model performance in simulating near-surface carbon monoxide and ozone in Amazon Basin and Rio de Janeiro megacity. For tracer transport and dispersion, it is demonstrated the model capabilities to simulate the volcanic ash 3-d redistribution associated with the eruption of a Chilean volcano. Then, the gain of computational efficiency is described with some details. BRAMS has been applied for research and operational forecasting mainly in South America. Model results from the operational weather forecast of BRAMS on 5 km grid spacing in the Center for Weather Forecasting and Climate Studies, INPE/Brazil, since 2013 are used to quantify the model skill of near surface variables and rainfall. The scores show the reliability of BRAMS for the tropical and subtropical areas of South America. Requirements for keeping this modeling system competitive regarding on its functionalities and skills are discussed. At last, we highlight the relevant contribution of this work on the building up of a South American community of model developers

The Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS 5.2): an integrated environmental model tuned for tropical areas

We present a new version of the Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS), in which different previous versions for weather, chemistry, and carbon cycle were unified in a single integrated modeling system software. This new version also has a new set of state-of-the-art physical parameterizations and greater computational parallel and memory usage efficiency. The description of the main model features includes several examples illustrating the quality of the transport scheme for scalars, radiative fluxes on surface, and model simulation of rainfall systems over South America at different spatial resolutions using a scale aware convective parameterization. Additionally, the simulation of the diurnal cycle of the convection and carbon dioxide concentration over the Amazon Basin, as well as carbon dioxide fluxes from biogenic processes over a large portion of South America, are shown. Atmospheric chemistry examples show the model performance in simulating near-surface carbon monoxide and ozone in the Amazon Basin and the megacity of Rio de Janeiro. For tracer transport and dispersion, the model capabilities to simulate the volcanic ash 3-D redistribution associated with the eruption of a Chilean volcano are demonstrated. The gain of computational efficiency is described in some detail. BRAMS has been applied for research and operational forecasting mainly in South America. Model results from the operational weather forecast of BRAMS on 5 km grid spacing in the Center for Weather Forecasting and Climate Studies, INPE/Brazil, since 2013 are used to quantify the model skill of near-surface variables and rainfall. The scores show the reliability of BRAMS for the tropical and subtropical areas of South America. Requirements for keeping this modeling system competitive regarding both its functionalities and skills are discussed. Finally, we highlight the relevant contribution of this work to building a South American community of model developers.CNPqFAPESPEarth System Research Laboratory at the National Oceanic and Atmospheric Administration (ESRL/NOAA), Boulder, USAInst Nacl Pesquisas Espaciais, Ctr Previsao Tempo & Estudos Climat, Cachoeira Paulista, SP, BrazilDiv Ciência da Computação, Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos, SP, BrazilUniv Estadual Paulista Unesp, Fac Ciencias, Bauru, SP, BrazilCtr Meteorol Bauru IPMet, Bauru, SP, BrazilUniv Fed Sao Paulo, Dept Ciencias Ambientais, Diadema, SP, BrazilUniv Sao Paulo, Inst Astron Geofis & Ciencias Atmosfer, Sao Paulo, SP, BrazilUniv Fed Campina Grande, Dept Ciencias Atmosfer, Campina Grande, PB, BrazilEmbrapa Informat Agr, Campinas, SP, BrazilUniv Fed Sao Paulo, Inst Ciencia & Tecnol, Sao Jose Dos Campos, SP, BrazilUniv Fed Rio Grande do Norte, Dept Ciencias Atmosfer & Climat, Programa Pos Grad Ciencias Climat, Natal, RN, BrazilInst Nacl Pesquisas Espaciais, Ctr Ciencias Sistema, Sao Jose Dos Campos, SP, BrazilUniv Fed Sao Joao Del Rei, Dept Geociencias, Sao Joao Del Rei, MG, BrazilInst Nacl Pesquisas Espaciais, Lab Associado Computacao & Matemat Aplica, Sao Jose Dos Campos, BrazilUniv Evora, Inst Ciencias Agr & Ambientais Mediterr, Evora, PortugalUniv Lusofona Humanidades & Tecnol, Ctr Interdisciplinar Desenvolvimento Ambient Gest, Lisbon, PortugalUniv Fed Pelotas, Fac Meteorol, Pelotas, RS, BrazilUnive Tecnol Fed Parana, Londrina, PR, BrazilNASA, Goddard Space Flight Ctr, Univ Space Res Assoc, Goddard Earth Sci Technol & Res Global Modeling &, Greenbelt, MD USAUniv Fed Sao Paulo, Inst Ciencia & Tecnol, Sao Jose Dos Campos, SP, BrazilUniv Fed Sao Paulo, Inst Ciencia & Tecnol, Sao Jose Dos Campos, SP, BrazilCNPq: 306340/2011-9FAPESP: 2014/01563-1FAPESP: 2015/10206-0FAPESP: 2014/01564-8Web of Scienc

Níveis de irrigação e de composto de lixo orgânico na formação de mudas cítricas em casa de vegetação

O presente trabalho visou a estudar o efeito da associação entre a irrigação e tipos de substratos na formação de mudas de laranjeira. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com parcelas subdivididas, com quatro repetições, três níveis de irrigação e cinco tipos de substratos. Foram utilizados os seguintes substratos: 100% de casca de pínus; 80% de casca de pinus + 20% de composto de lixo orgânico; 60% de casca de pinus + 40% de composto de lixo orgânico; 20% de casca de pinus + 80% de composto de lixo orgânico, e 100% de composto de lixo orgânico. A irrigação por gotejamento foi feita com lâminas de 50%, 100% e 150% da evaporação do atmômetro modificado. A avaliação do desenvolvimento das plantas foi feita quinzenalmente, medindo-se o diâmetro do caule e a altura. Os resultados mostraram que as mudas de citrus apresentaram necessidade de água variável com os diferentes estádios de desenvolvimento e tipos de substratos, dos quais se destacou o substrato 3 (60% de casca de pinus e 40% de composto de lixo urbano), pois propiciou melhores condições para o desenvolvimento das raízes das plantas e também forneceu nutrientes, por meio da decomposição do material orgânico. A irrigação 3 (150% da evaporação do atmômetro) foi a que proporcionou o melhor desenvolvimento das mudas de laranjeira.The research studied the association between irrigation levels and types of substrate utilizing organic waste compost, in the production of orange trees. A randomized block experiment design with split plots, with four repetition, three levels of irrigation and five types of substrate was used. The substrates were: 100% pine bark, 80% pine bark + 20% organic waste compound, 60% pine bark + 40% organic waste compound, 20% pine bark + 80% organic waste compound, and 100% organic waste compound. The irrigation levels were 50%, 100% and 150% the evaporation of modified atmometer, and the irrigation was done by dropping system. The development valuation was done fortnightly, been measured diameter and height of the plant. The results showed that, orange trees need different levels of water in different stage of development and types of substrate, the substrate 3 (60% pine bark + 40% organic waste compound) detached from the others because it gave better condition to development of the plant roots and disposal of nutrients by decomposition of organic waste compost. The irrigation 3 (150% the evaporation of modified atmometer) propitiated better development to orange trees

Freqüência da fertirrigação da bananeira prata-anã com nitrogênio e potássio aplicados por microaspersão

O experimento teve por objetivo avaliar a freqüência de fertirrigações com nitrogênio e potássio aplicadas por microaspersão na cultura da bananeira (Musa sp. AAB), cultivar Prata-Anã, durante dois ciclos de cultivo. O experimento foi conduzido na Área Demonstrativa e Experimental de Irrigação do Departamento de Engenharia Rural da FCAV/UNESP, Jaboticabal - SP. Utilizou-se do delineamento em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e cinco repetições, constituídas por quatro modalidades de aplicação de fertilizantes (adubação via solo, fertirrigação mensal, fertirrigação bimestral e fertirrigação trimestral) e duas doses de nitrogênio e potássio, correspondendo a 100% (dose 1) e 50% (dose 2) da dose recomendada de nutrientes. A fertirrigação mensal proporcionou peso de cachos, peso de pencas e produtividades superiores à adubação convencional e menor acidez total titulável dos frutos em relação à fertirrigação trimestral; a redução de 50% das doses de N e K não exerceu efeito sobre a produção e qualidade dos frutos.This study was carried out in order to evaluate the effect of fertigations with nitrogen and potassium applied by microsprinkler system on the plantation of Prata-Anã banana (Musa sp AAB), during two growing seasons, under field conditions. The experiment was carried out in the irrigation area of the Department of Agricultural Engineering, FCAV/UNESP - Jaboticabal, São Paulo State, Brazil. It was used a completely randomized block design in split plot with five replications. The treatments studied were composed of four fertilizer application modalities (side dressing fertilization, monthly fertigation, bimonthly fertigation and three monthly fertigation) combined with two rates of nitrogen and potassium, corresponding to 100% (rate 1) and 50% (rate 2) of the recommended rates based on the soil analysis. Monthly fertigation promoted bunch weight and yield higher than side dressing fertilization and lower acidity of the fruits than three monthly fertigation; reducing 50% the doses of N and K did not affect yield and quality of the banana fruit.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Custo de energia elétrica em cultura do feijoeiro irrigado por pivô central, afetado pelo manejo da irrigação e sistemas de cultivo

O objetivo deste trabalho foi analisar o consumo e o custo de energia elétrica em cultura do feijoeiro irrigado por pivô central, cultivar IAC-Carioca, submetida a dois manejos de irrigação: TENS - tensiometria; TCA - balanço hídrico-climatológico, baseado no tanque Classe A; e dois sistemas de cultivo em Latossolo Vermelho: PD - plantio direto; PC - plantio convencional, no ano de 2002. A pesquisa foi desenvolvida na Área Demonstrativa e Experimental de Irrigação - ADEI da FCAV/UNESP, Câmpus de Jaboticabal - SP. O consumo de energia elétrica do sistema de irrigação foi monitorado, e seu custo, analisado para dois grupos tarifários: A e B, sendo os preços do kWh dos sistemas tarifários de energia elétrica obtidos na CPFL (Companhia Paulista de Força e Luz). Os tratamentos em que o manejo da irrigação foi realizado pelo método do tanque Classe A, ocasionaram os maiores consumos e custos de energia elétrica, em relação aos tratamentos em que o manejo foi realizado por tensiometria; entre os sistemas de plantio, não foram observadas diferenças. A tarifa Horo-Sazonal (verde e/ou azul), com desconto, foi a melhor opção para os quatro tratamentos.The objective of this work was to analyze the consumption and cost of electric energy in dry bean crop, IAC-Carioca, irrigated by center pivot, submitted to two irrigation managements: tensiometry and climatoligical water balance with Class A pan, under conventional and no-tillage systems, growed in Oxisol, in the year of 2002. The research was developed at the Demonstrative and Experimental Area of Irrigation - ADEI, of FCAV/UNESP, Campus of Jaboticabal - SP, Brazil. The irrigation system electric energy consumption was monitored for two tariff groups: A and B. The prices of kWh of the tariff systems of electric energy had been gotten in the CPFL (São Paulo Company of Force and Light). The treatments where the irrigation management was carried through the method of the Class A pan showed higher consumption and cost of electric energy, in relation to the treatments where the management was carried through tensiometry; for the tillage systems it had not been observed differences. The green and/or blue tariff with discount was the best option for the four treatments

Padrão de distribuição de K+, Ca++, Mg++ e P no solo de um pomar de citros em função da fertirrigação

Em solos tropicais, a distribuição dos nutrientes no solo em função da fertirrigação realizada por meio de irrigação localizada (gotejamento e/ou microaspersão), na cultura de citros, é pouco conhecida. Este trabalho teve por objetivo avaliar os padrões de distribuição de potássio, cálcio, magnésio e fósforo em solo tropical, em função da fertirrigação, aplicada por dois sistemas de irrigação localizada (microaspersão e gotejamento), sendo que o sistema por gotejamento era composto por uma e duas linhas laterais por linha de plantas, e o de microaspersão por apenas uma linha, e com três dotações hídricas (100%, 75% e 50%) da evapotranspiração da cultura (ETc), em um pomar de laranjeira. As fontes de fertilizantes utilizadas na fertirrigação foram o nitrato de amônio (fonte de N), o cloreto de potássio (fonte de K+) e o ácido fosfórico (fonte de P). Observouse que, sob o emissor, nos tratamentos com gotejamento, houve depleção nos teores de Ca++ e Mg++ desde a superfície do solo até 60 cm de profundidade em relação aos teores anteriores às fertirrigações, enquanto os teores de P aumentaram, principalmente na camada de 0 cm a 20 cm. Na microaspersão, esses efeitos não foram observados, ocorrendo distribuição mais homogênea desses nutrientes tanto na direção transversal à linha de plantas quanto em profundidade. As lâminas de irrigação aplicadas por irrigação localizada não interferem na distribuição de K+ aplicado por fertirrigação e do Ca++ e Mg++ no solo em profundidade, porém menores lâminas de irrigação promovem maior concentração de P na camada mais superficial do solo, e lâminas maiores carregam o P para camadas mais profundas.There is few knowledge of the localized fertigation effect (dripping and micro sprinklers irrigation) on nutrients distribution in tropical soils in a citrus orchard. The objective of this research was to evaluate the distribution of potassium (K+), calcium (Ca++), magnesium (Mg++) and phosphorus (P) in a tropical soil, under three water distribution patterns by localized irrigation method - micro sprinklers, single dripping line and double dripping lines per line of trees, and three irrigation depths -100%, 75% and 50% of the crop evapotranspiration (ETc) in an orange orchard. The sources of nutrients applied by fertigation were ammonium nitrate (N source), potassium chloride (K source) and phosphoric acid (P source) applied by fertigation parceled in 28 times. The results obtained showed that under the emitter, in the dripping treatments, there was depletion in Ca++ and Mg++ from the soil surface to 60 cm depth compared to prior levels to fertigation, whereas the P levels increased mainly in the 0 cm to 20 cm. In the micro sprinklers these effects were not observed, occurring more homogeneous distribution of these nutrients as in the transverse direction to the plant row as in the depth. The irrigation water applied by irrigation did not interfere the distribution of K+ applied by fertigation and Ca++ and Mg++ in the soil depth, but lower irrigation levels promote greater P concentrations in the most superficial layer of soil and larger water depths carry the P for deeper layers

Manejo da irrigação na cultura do feijoeiro em sistemas plantio direto e convencional Irrigation management in dry bean under conventional and no tillage systems

O manejo inadequado do solo e da água é limitante à produtividade do feijoeiro irrigado. O objetivo deste trabalho foi avaliar dois métodos de manejo da irrigação, um via solo (tensiometria) e outro via clima (tanque Classe A), conjugados com os sistemas plantio direto e convencional de manejo do solo com a cultura do feijoeiro de "inverno", no segundo ano de plantio direto, em Jaboticabal - SP. Foi medido o potencial mátrico do solo e estimada a variação diária do armazenamento de água no solo, na camada de 0 a 0,40 m de profundidade, e avaliados os componentes de produtividade, além de determinadas a evapotranspiração real média e a eficiência média de uso de água pela cultura. O sistema de preparo convencional do solo com manejo de irrigação pelo tanque Classe A proporcionou maior produtividade de grãos, evapotranspiração média e eficiência de uso de água pela cultura, seguido pelo plantio direto com manejo de irrigação por tensiometria e por tanque Classe A. O sistema plantio direto foi menos suscetível às variações hídricas no solo decorrentes dos manejos de irrigação empregados do que o sistema de preparo convencional, resultando em menor variação na produtividade de grãos.<br>The unsuitable soil and water management in irrigated bean crop is a limitant factor for the yield of this crop. The objective of this research was to compare the performance of two methods of irrigation management, one by soil (tensiometry) and another by climate (Class A pan), in conventional and no tillage systems on the irrigated dry bean winter crop in the second year of no tillage system in Jaboticabal - SP. It was evaluated; average number of pods, grains per pods, weight of 1000 grains, grain yield per hectare, soil humidity variation, real evapotranspiration and crop water use efficiency. It was concluded that the biggest grains yield, mean daily evapotranspiration and crop water use efficiency was found in the conventional tillage system irrigated by Class A pan, followed by the no tillage system irrigated by tensiometry and Class A pan. No tillage was less susceptible than conventional tillage to the water variability of the soil due irrigation water management method used, which also resulted in less yield variability