PROJETO CHUVA - chuvaproject.cptec.inpe.brchuvaproject.cptec.inpe.br/portal/pdf/relatorios/relatorio_2011.pdf · Relatório Projeto CHUVA - FAPESP 2009/15235-8 6 devido as tempestades

Relatório Projeto CHUVA - FAPESP 2009/15235-8 1

PROJETO CHUVA

Processos de Nuvens Associados aos principais Sistemas Precipitantes no Brasil: Uma contribuição a Modelagem da Escala de Nuvens e ao GPM (Medida

Global de Precipitação)

Cloud processes of tHe main precipitation systems in Brazil: A contribUtion to cloud resolVing modeling and

to the GPM (GlobAl Precipitation Measurement)

Pesquisador responsável: Luiz Augusto Toledo Machado - CPTEC/INPE

Pesquisadores Principais:

Carlos Augusto Morales - IAG/USP Carlos Frederico Angelis - CPTEC/INPE

Gilberto Fernando Fisch - DCTA/IAE Maria Assunção da Silva Dias - USP/IAG

Projeto Temático FAPESP - 2009/15235-8

Relatório Parcial #1 - Agosto 2010-2011


Resumo do Projeto

O processo físico no interior das nuvens é um dos componentes mais desconhecidos do sistema climático. A descrição desses processos através de parâmetros meteorológicos convencionais ainda precisa ser bastante aprofundada de forma que modelos de previsão de tempo e clima consigam descrever, com precisão, o tipo e as características dos hidrometeoros, os perfis de liberação de calor latente, o balanço radiativo, o entranhamento de ar na nuvem e as correntes ascendentes e descentes. Os modelos numéricos estão se aprimorando e rodando em resoluções espaciais nas quais esses processos precisam ser explicitamente descritos. Por exemplo, a análise dos efeitos do aquecimento global em uma dada região necessita de simulações descrevendo todos esses processos. Outra aplicação importante que necessita conhecer os processos das nuvens é a estimativa de precipitação por satélite. O programa espacial brasileiro tem planejado o lançamento em 2015 de um satélite para inferência da precipitação - esse satélite fará parte da constelação do GPM (Global Precipitation Measurement). Nuvens quentes, responsáveis por grande parte da precipitação nos trópicos, principalmente nas regiões costeiras, são pouco estudadas e não são consideradas nas estimativas de precipitação por satélite. Este Projeto realizará experimentos de campo em sete sítios com diferentes padrões climáticos, para estudar os regimes de precipitação no Brasil. Esses experimentos utilizarão radar polarimétrico, lidar, radiômetro de microonda, disdrômetros, radiosondas e vários outros instrumentos. As análises serão realizadas considerando as características microfísicas e a evolução com o ciclo de vida, os modelos de estimativa de precipitação, o desenvolvimento da tempestade e a formação de descargas elétricas, os processos na camada limite e a modelagem da microfísica. Este projeto tem o objetivo de reduzir as incertezas na estimativa da precipitação e progredir no conhecimento dos processos das nuvens, principalmente das nuvens quentes. A pesquisa a ser realizada abrangerá estudos de clima e os processos físicos por meio de observações convencionais e especiais para criar um banco de dados descrevendo os processos de nuvens dos principais sistemas de precipitação no Brasil. O Projeto pretende criar e explorar essa base de dados para melhorar a estimativa de precipitação por satélites e validar e estudar as parametrizações da microfísica das nuvens.


Conteúdo 1) O Projeto CHUVA no ano 2010-2011 3

1.1) Descrição das Atividades 3

1.2) Descrição e avaliação dos apoios Institucionais 9

2) Discussão sobre as atividades 2011-2014. 9

3) Descrição dos trabalhos e perspectivas dos Working Grupos 12

4) Trabalhos apresentados, publicados ou em preparação e lista de alunos envolvidos com o Projeto.

41

5) Descrição da aplicação dos recursos de Reserva Técnica e Benefícios Complementares 49

6) Solicitação e Justificativa de Aditivos, Mudanças no calendário e dos locais dos experimentos

51

ANEXOS:

ANEXO 1 Artigo Publicado: Understanding three‐dimensional effects in polarized observations with the ground‐based ADMIRARI radiometer during the CHUVA campaign.

ANEXO 2 Os cursos realizados nos experimentos ANEXO 3 Sistema de Observação de Tempo Severo (SOS) - Projeto piloto de

previsão imediata. ANEXO 4 Artigo Publicado: A dense GNSS meteorological network for observing

deep convection in the Amazon ANEXO 5 O Portal do Projeto Chuva ANEXO 6 Monografia Lato Sensu: Sistema WEB de pedidos: CHUVA Project. ANEXO 7 Artigo: Observations of tropical rain with a polarimetric X-band radar:

First results from the CHUVA campaign. Artigo em fase de submissão. ANEXO 8 Abstract Radar Conference: Overview and first results from the CHUVA

project ANEXO 9 Artigo Publicado: Radiometric estimation of water vapor content over

Brazil ANEXO 10 Estrato do Relatório anual do INCT- Cenários Climáticos Futuros e

Redução de Incertezas 2009-2010. ANEXO 11 Projeto: IGRA2014 (Intensive Ground-Based Research in Amazonia 2014) ANEXO 12 Minutes of the CHUVA - GLM meeting 08/08/2011. ANEXO 13 Lista dos locais dos instrumentos do CHUVA-GLM ANEXO 14 Artigo CBMET 2010: The São Paulo Lightining Mapping Array: Propects

for GOES-R GLM and CHUVA ANEXO 15 Abstract AGU 2011: The CHUVA Lightning Mapping Campaign ANEXO 16 Descrição dos Experimentos - Alcântara, Fortaleza e Belém. ANEXO 17 Relatório de Bolsa - Characteristics of the vertical profiles of rainfall:

radar data exploitation. ANEXO 18 Relatório de trabalho - Metodologia de Análise da Convecção Resolvida

pelo Met Office Unified Model ANEXO 19 Relatório de trabalho - A influência dos aerossóis de queimadas na

precipitação sobre a Amazônia. ANEXO 20 Relatório técnico do INPE: Avaliação de diferentes métodos de

estimativa de precipitação. ANEXO 21 Proposta de Bolsa TT


1) O Projeto CHUVA no ano 2010-2011.

1.1) Descrição das Atividades

O Projeto consiste em 7 campanhas em diferentes regiões do país que permitirão definir as características microfísicas dos principais regimes de precipitação do país e conseqüentemente melhorar a estimativa de precipitação por satélite e radar, a modelagem em alta resolução espacial e aprimorar o entendimento dos processos físicos envolvidos na formação e no ciclo de vida das e nuvem e da precipitação.

Para tanto, foram previstos campanhas em diferentes regiões do país, a aquisição de equipamentos, a montagem de grupos de pesquisas em modelagem, experimental e sensoriamento remoto para desenvolver pesquisa nas áreas de microfísica de nuvens, uso e tratamento de dados de radar, sensoriamento remoto em microondas, modelagem explicita dos processo físicos das nuvens, interação entre aerossóis e precipitação, processo na camada limite e a formação da precipitação e estimativa de precipitação por satélite. Essas áreas, bem como grande parte da instrumentação utilizada, são recentes e portanto existem poucos especialistas no mundo e principalmente no Brasil. O Projeto visa também criar capacitação de recursos humanos nestes novos tópicos da ciência através, dos trabalhos científicos, uso dos equipamentos, da vinda de pesquisadores especialistas e dos cursos que estão sendo realizados nos locais dos experimentos meteorológicos.

O passo inicial do projeto foi a aquisição dos novos instrumentos que não são, normalmente, obtidos em prateleiras e a aquisição passa por toda uma especificação detalhada e interação com os fabricantes. A principal aquisição do Projeto foi ao radar 50DX da GematroniK-Selex, Banda X de dupla polarização. Esse radar tem um custo de 600.000,00 euros o que inviabiliza a aquisição fase os recursos disponíveis. Logo, foi feita uma negociação de contratar um leasing do radar por dois anos ao custo de 136.000,00 euros. Esse é um dos mais modernos radares meteorológicos e os resultados preliminares são muito satisfatórios. A oficialização do leasing, a importação, a solução dos problemas de administrativos no porto e transporte do radar demandaram grandes esforços. Hoje após viajar pelas nossas estradas de Santos para São José dos Campos, Fortaleza, Belém e Cachoeira Paulista podemos considerar que o mesmo é muito resistente e manteve as calibrações e operação sem grandes problemas. Os problemas com transporte foram demasiadamente custosos, devido a altura do radar foram necessários procedimentos especiais de transporte tomando muito tempo na solução dos problemas, nas viagens com um custo altíssimo que somente foi possível graças a contribuição do INPE e de outros projetos. Contudo, hoje o problema está equacionado e estamos projetando um carreta especial para transportá-lo e operá-lo em situações e locais adversos dos futuros experimentos.

Resolvida questão da aquisição do radar e todos os outros instrumentos pudemos começar as campanhas em abril de 2011. Contudo, como havíamos previsto em 2009 na submissão do Projeto, realizamos um experimento preliminar no Centro de


Lançamento de Alcântara-CLA (MA) que já dispõe de um radar operacional Banda X de dupla polarização. Alcântara foi escolhida pela facilidade logística do CLA, mas também porque grande parte da precipitação na região está relacionada à formação de nuvens quentes, isto é, nuvens sem a formação de gelo. Esse experimento (veja detalhes no anexo - Descrição dos experimentos) foi realizado conjuntamente com a NASA - GPM e conseguimos trazer um radiômetro experimental chamado ADMIRAI, que permite conhecer em detalhes as características das nuvens, tais como a água líquida da chuva, das nuvens e hidrometeoros.Essa campanha teve a participação de vários Pis do GPM, como Chirs Kummerow (responsável pelo software para estimar precipitação do GPM), Walt Pettersen (responsável pelas campanhas do GPM) entre outros. Na campanha de Alcântara definimos estratégias de medidas que estão sendo utilizadas nas campanhas do CHUVA. Os dados deste experimento ainda estão sendo processados, contudo já há publicações realizadas com esses dados. Um dos focos do experimento foram as nuvens quentes e a precipitação associada e vários casos foram reportados, embora os primeiros 10 dias do experimento não houveram precipitações. O avião da UECE de microfísica das nuvens foi contratado para voar na campanha, contudo, o avião apresentou uma série de problemas, tendo realizado somente dois vôos e as medidas não foram consideradas satisfatórias. O Brasil precisa ter uma aeronave laboratório de microfísica das nuvens, radiação e química atmosférica para poder desenvolver as pesquisas nessas novas áreas de ponta da pesquisa atmosférica.

O experimento de Alcântara teve o apoio da AEB, NASA e do INCT. Os resultados preliminares da campanha foram apresentados em reuniões internacionais (veja a relação de trabalho na seção 5). Os primeiros resultados desta campanha foram publicados no artigo: Understanding three‐dimensional effects in polarized observations with the ground‐based ADMIRARI radiometer during the CHUVA campaign (ANEXO 1).

Após a realização deste experimento e a aquisição, recepção, teste e preparação dos novos equipamentos realizamos o experimento em Fortaleza no mês de abril de 2011. O experimento previsto no projeto após Alcântara era o experimento de São Luiz do Paraitinga, contudo, como houve atraso na aprovação do Projeto tivemos que adiar essa campanha para o mesmo período, mas em 2011. O experimento de Fortaleza foi o primeiro realizado com os novos equipamentos e dentro da estrutura e financiamento do Projeto Temático.

A descrição deste experimento pode ser analisada em detalhes na no anexo: Descrição dos experimentos. Em Fortaleza a campanha foi realizada com apoio da FUNCEME e a participação da UFAL, UFERSA, UFC e UECE, além da Defesa Civil Municipal e Estadual.

Durante o experimento foi ministrado um curso para os alunos de Graduação e Pós das Universidades citadas acima. Houveram 110 alunos inscritos e 92 participantes de todas as aulas, a avaliação do curso foi muito positiva. Um descrição detalhada dos cursos pode ser analisada no ANEXO 2: Os cursos realizados nos experimentos. Outra atividade aplicada associada ao experimento foi o piloto de previsão imediata que funcionou durante a campanha na Defesa Civil Municipal. A descrição sobre o piloto pode ser encontrada no ANEXO 3 - Sistema de Observação de Tempo Severo (SOS) Projetos piloto de previsão imediata. Muito se fala de prevenção de desastres naturais


devido as tempestades severas e a necessidade da compra de radares e montagem de salas de situação. Como esse projeto leva para a campanha essa estrutura, aproveitamos a situação para desenvolver um sistema de informações geográficas, com as vulnerabilidades locais, um modelo em alta resolução (1 km - a primeira vez operacional nessa resolução) e operações 24/24 horas com meteorologistas e a Defesa Civil. Esse piloto em Fortaleza foi um sucesso, ao final do projeto a Defesa Civil já distribuía seu efetivo em função do acumulado de chuva nos bairros, informação esta provida pelo SOS-Fortaleza.

O radar foi instalado nas facilidades do INPE em Euzébio e o sitio principal na Defesa Civil em Fortaleza. Para a instalação do radar tivemos que montar uma torre metálica e na Defesa Civil levarmos um container para ser a base de recepção dos dados. No experimento tivemos vários casos de chuva, de nuvens quentes, estratiforme e convectivas profundas. A amostragem foi excelente e um conjunto único de dados foi colhido. Além das medidas previstas para a campanha, fizemos com apoio do INMET uma coleta de 8 dias de radiossondagem em um triângulo de mesoescala com vértices da ordem de 140 km. Essa coleta ocorreu durante um período de chuvas intensas e a exploração deste dados nessa escala com as medidas de microfísicas tem um grande potencial. Novamente neste experimento tentamos voar o avião da UECE, chegamos a realizar um vôo, contudo os equipamentos ainda não estavam adequados e decidiu-se abandonar os vôos do avião. Pode-se notar que as campanhas que foram previstas para serem realizadas em um período de 15 dias passaram a ocorrer durante 30 dias, aumentando assim a quantidade de dados e eventos reportados. Porém isto tem um custo financeiro e portanto será necessário um aditivo para compor o orçamento de diárias.

O experimento de Belém foi realizado em junho de 2011 com a parceria do Instituto de Geociências da UFPA do SIPAM e do Segundo DISME do INMET. O radar foi montado no teto do prédio da Geociências da UFPA e o sítio principal em Outeiro nas instalações do SIPAM. Detalhes do experimento podem ser encontrados no anexo: Descrição dos experimentos. Em Belém foi realizado o curso do Projeto CHUVA na UFPA com uma média, 72 alunos participando das aulas. O curso, também foi muito bem avaliado, toda a documentação do curso pode ser consultada no anexo - Os cursos realizados nos experimentos. O SOS-Belém também foi adaptado para ser uma ferramenta operacional de nowcasting e o SIPAM como o INMET utilizaram com sucesso, contudo, não foi possível ter uma aproximação com a Defesa Civil como realizado em Fortaleza. Durante o experimento ocorreram reuniões diárias de discussão do tempo e dos eventos com a participação conjunta, pela primeira vez, das equipes do SIPAM, INMET, Secretária Estadual do Meio Ambiente e da Universidade.

O experimento cobriu diversas linhas de instabilidade (LI), praticamente todos os dias houveram chuvas e um grande número de eventos foi reportado. Casos clássicos de LI foram detalhados pelo radar e pela instrumentação do CHUVA, contudo observamos LI que se propagavam de Leste para Oeste que ainda não tinham sido documentadas e que apresentaram uma grande intensidade de precipitação. O triângulo de mesoescala de medidas de radiossondagem também foi realizado nessa campanha, os sítios de Belém, São Miguel do Guamá e Tomé Açu lançaram sondagens 4 vezes ao dia durante 8 dias. Um experimento muito interessante ocorreu durante esse período em Tomé


Açu, foram lançados dois balões lagrangianos com controle altitude, que realizava medidas da termodinâmica da camada limite planetária. Esses dados serão utilizados para estimar a advecção de umidade e os mecanismos de transporte de vapor d água no interior da Amazônia. Esse balão lagrangiano é experimental e foi desenvolvido pelo Dr. Paul Voss do Smith College (EUA). Além destes lançamentos, uma outra medida inédita foi a instalação de uma rede de sensores GPS para medir a variabilidade espacial do vapor d´água em alta resolução temporal. A discussão sobre a preparação desta rede e a descrição dos estudos foi publicado no artigo: A dense GNSS meteorological network for observing deep convection in the Amazon ( ANEXO 4)

O Projeto CHUVA desenvolveu uma página web para aumentar a integração e ampliar a discussão em torno da temática, auxiliar o uso dos dados e divulgar os resultados. A página pode acessada no endereço: http://chuvaproject.cptec.inpe.br/portal/br/ ou http://chuvaproject.cptec.inpe.br/portal/en/ em inglês. Cada experimento (link experimentos) tem uma página especial com todos os detalhes, os relatórios diários, quicklooks dos resultados, os eventos registrados (SOS), as previsões dos modelos, fotos, reportagens, filmes, relatório de coleta de dados, o material dos cursos e principalmente os dados do experimento. Uma descrição do portal do CHUVA encontra-se no ANEXO 5 (O Portal do Projeto Chuva ). O acesso aos dados no momento é feito por ftp com apenas cadastro do usuário e recebimento do usuário e senha. Contudo, está sendo preparado um banco de dados do Projeto e a modelagem deste banco já está definida e poder ser analisada no ANEXO 6: Sistema Web de pedidos: CHUVA Project (monografia de conclusão de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas da Escola Superior Aberta do Brasil).

Um grande esforço está sendo realizado para processar os dados de forma a facilitar o uso das informações com qualidade. O processamento de dados do radar Banda X com dupla polarização é bastante complexo, por outro lado pode-se estimar uma grande número de parâmetros. O radar banda X permite obter dados com alta resolução, por outro lado, ele sofre muita atenuação e os dados precisam ser reprocessados levando em conta os efeitos do radôme e dos tipos de hidrometeoros e da quantidade de água líquida. Um esforço considerável foi realizado neste pré-processamento dos dados, o que gerou um artigo que estará sendo submetido em breve (ANEXO 7: Observations of tropical rain with a polarimetric X-band radar: First results from the CHUVA campaign) e um asbtract submetido a reunião de radar da American Meteorological Society - Cloud processes of the main precipitation systems in Brazil: Overview and first results from the CHUVA project (ANEXO 8).

Para preparar os experimentos e discutir os resultados preliminares foram realizados diversas reuniões (as atas e apresentações podem ser acessadas pela página- link workshops e cursos):

Abril de 2010: Preparação do Experimento CHUVA- Alcântara, local CTA/IAE.

Junho de 2010: Pré avaliação dos dados do Experimento de Alcântara, local CPTEC/INPE

Fevereiro de 2011: Preparação da Campanha para Fortaleza e Belém no INPE.

Agosto de 2011: CHUVA-GLM Planning meeting, Rio de Janeiro durante o ICAE (International Congress in Atmosphere Electricity).


O conjunto de dados coletados tem um forte potencial, contudo, antes de iniciar os estudos é necessário processar as informações, o que tem tomado um tempo e esforço considerável. Neste primeiro ano do projeto nos dedicamos a compra dos equipamentos e em cumprir uma agenda substancial de experimentos. Além disso, nos concentramos na preparação das próximas campanhas e na organização das equipes de trabalho. A parte de modelagem depende de vários fatores como adequação dos modelos para rodar em alta resolução, ajustes das parametrizações e assimilação dos dados. O grupo escolheu 3 "goldens days" de cada experimento para testar hipóteses e definir o melhor ajuste para realizar as rodadas dos três experimentos, para todo o período, utilizando o super computador Tupã. O uso dos dados de radar depende dos processos de correção da atenuação devido a própria chuva e ao radôme do radar (quando está úmido pode chegar a 19 dB de atenuação). A forma de realizar essa correções foi estudada em detalhes e o processamento de todos os dados está se iniciando neste mês. Os dados de disdrômetros e pluviômetros precisam ser intercomparados e ajustados quando necessário. Há diferenças entre disdrômetros com características diferentes (Joss e Parsivel e Thies). Uma análise específica está sendo realizada para essa adequação. O radiômetro MP3000, o MRR e as radiosondas estão sendo utilizadas para extrair o conteúdo de vapor e água líquida das nuvens e da chuva, bem como os perfis termodinâmicos e dinâmicos. Não é trivial obter esses valores, na verdade, até hoje não se sabe certamente quais os limites destas medidas para diferentes tipos de nuvens. Lembra-se que essas informações são fundamentais na modelagem dos processos radiativos das nuvens e na microfísica das nuvens. A solução para se ter medidas mais precisas depende da homogeneização e da combinação destas diferentes fontes de medidas. Por exemplo, o radiômetro (MP3000), consegue estimar a água líquida das nuvens, contudo quando começa a precipitar as medidas não são confiáveis. Já o micro radar (MRR) permite estimar o conteúdo de água líquida após a correção da atenuação do sinal devido a precipitação, contudo, somente quando a nuvem já está desenvolvida e com gotas grandes de chuva. Uma análise de parte destes problemas foi recentemente publicado no artigo: Radiometric estimation of water vapor content over Brazil (ANEXO 9). Os dados de radiosondagem precisam ser tratados e calculados os parâmetros dinâmicos e termodinâmicos, esses processos estão em andamento. Os dados GPS precisam ser processados para obter os atrasos troposféricos e derivados o conteúdo integrado de umidade, esse pré-processamento também está sendo iniciado pelos colaboradores do projeto.

Diversos trabalhos foram publicados durante este ano criando uma base científica, novas metodologias e obtendo resultados que auxiliam no cumprimento das metas do Projeto e as bases para o tratamento dos dados. Os artigos publicados, bem como os alunos envolvidos estão descritos na seção - Trabalhos apresentados, publicados ou em preparação e lista de alunos envolvidos com o Projeto. O próximo ano do projeto ainda continuaremos dedicados a parte experimental nos experimentos deste verão e na preparação para o experimento no sul do país e a preparação da base de dados. Contudo, espera-se que novos resultados comecem a ser aparecer a medida que o conjunto de dados e a modelagem de mesoescala forem processada.


1.2) Descrição e avaliação do apoio institucional

O INPE como Instituição sede, bem como a USP, o DCTA e a AEB apoiaram de forma efetiva a preparação e a realização das campanhas. Esse apoio se concretizou através do uso da infra estrutura dos Laboratórios, principalmente o LIM (Laboratório de Instrumentação Meteorológica do INPE), do uso dos meios de transportes, do apoio financeiro a campanha de Alcântara pela AEB, mas fundamentalmente pelos recursos humanos que participaram de todas as etapas do projeto. Essa participação específica não se restringe as Instituições citadas acima, pois tivemos uma participação ativa da FUNCEME, UFPA, UFAL,UFERSA, SIPAM, CLA e das diversas Instituições que colocaram a disposição pesquisadores para participar das campanhas ou das análises e processamento dos dados.

Neste primeiro ano de Projeto agradecemos a todos os pesquisadores que dedicaram horas de trabalho ao Projeto, seja no campo ou em seus escritórios. Em particular agradecemos o apoio administrativo da Sra. Adna Sabará que cuidou da parte administrativa dos experimentos, a participação ativa dos engenheiros e técnicos Jorge Nogueira, Jorge Mello e Jorge Marton pela dedicação na preparação, montagem, coleta de dados e desmontagem dos experimentos. Ao César Melo, engenheiro do radar que acompanhou toda a movimentação instalação e montagem do radar. Ao Marcos Moraes pela preparação e manutenção da página Web permitindo o acompanhamento em tempo real do experimento e a preparação da base de dados. Ao Thiago Biscaro, Jojhy Sakuragi e Izabelly Carvalho pela análise em tempo real dos dados do experimento e ao Marc Shenebelli, que deixou a Suíça por 5 meses para desenvolver todo o software de processamento dos dados de radar e nos auxiliar nas operações e preparação do radar. Ao Nelson Arai da AEB, ao Cel Tineli e Mauro Dolinsky do DCTA na preparação do experimento de Alcântara, ao Eduardo Martins e a Meiry Sakamoto, da FUNCEME, na realização do experimento de Fortaleza e ao João Batista e Júlia Cohen da UFPA, ao José Raimundo do INMET Belém e ao Bernardino Simões e Jaci Saraiva do SIPAM que auxiliaram na realização do experimento de Belém e a todos que participaram neste primeiro ano de projeto.

Este projeto faz parte do INCT para mudanças climáticas no subprojeto - Cenários Climáticos Futuros e Redução de Incertezas. O relatório de atividades 2009-2010, apresenta as atividades do CHUVA e pode ser analisado no ANEXO 10.

2) Discussão sobre as atividades 2011-2014.

Além dos experimentos já realizados, no projeto original estão previstos experimentos em São Luiz do Paraitinga, Santa Maria, Londrina, Brasília e Manaus. O experimento de São Luiz do Paraitinga será realizado no início da estação chuvosa de 2011, em todo o Vale do Paraíba, com uma componente descargas elétricas em conjunto com a NOAA e a EUMETSAT e vários outros participantes. O experimento de Londrina e Santa Maria pretendemos realizar em somente um local, mas com maior duração, a proposta atual em discussão é a cidade de Foz do Iguaçu. Estamos discutindo com especialistas americanos em MCC (Mesoscale Convective Complexes) a realização de um


experimento com maior envergadura, contudo, recursos americanos estão escassos. Em novembro haverá a reunião do GPM em Denver (EUA) e nesta ocasião teremos reuniões específicas para definir esse tópico. Hoje podemos confirmar a participação de pesquisadores da UBA (Universidade de Buenos Aires), que estão interessados em participar destas medidas no sul do país. O experimento de Brasília ainda não está totalmente definido e existem propostas que o experimento seja realizado em Belo Horizonte . A CEMIG adquiriu recentemente um radar Doppler banda C polarimétrico e junto com a UFMG tem demonstrado interesse no experimento nessa região. Do ponto de vista meteorológico, os sistemas que pretendemos estudar são observados em ambas regiões. Além disso, esta região tem uma estação chuvosa que conta com o desenvolvimento de tempestades severas que além de serem monitoradas pelo Radar Meteorológico da CEMIG, também são monitoradas pela rede de raios da BrasilDat que nos próximos meses estará contando com uma atualização dos sensores da VAISALA e WeatherBug. Neste sentido, teremos uma outra oportunidade de obter medidas de raios intra-nuvem e nuvem-terra com dois radares meteorológicos, que contando com uma boa sobre-posição permitirão a inferência da estrutura 3D dos ventos. O experimento de Manaus será realizado dentro do grande projeto chamado IGRA2014 (Intensive Ground-Based Research in Amazonia 2014). O documento que descreve a proposta do IGRA2014 encontra-se no ANEXO 11. Esse documento já descreve a contribuição do CHUVA nesse grande projeto que engloba diversas ações na Amazônia em 2014.

O experimento denominado no Projeto de São Luiz do Paraitinga, agora denominado de CHUVA-GLM (Geostationary Lightning Mapper ) Vale do Paraíba, ocorrerá nos meses de Novembro e Dezembro de 2011, com a possibilidade de ser estendido até fevereiro de 2012. O radar ficará alocado em São José dos Campos e serão instalados diversos sítios no Vale do Paraíba. Esse experimento será realizado em conjunto com a NOAA e a EUMETSAT que irão colocar uma rede de sensores de descargas elétricas inédita que permite medir com precisão a posição em três dimensões da descargas.

Dia 8 de agosto, no ICAE (International Conference Atmosphere Eletricity) tivemos uma reunião de planejamento do experimento. No ANEXO 12 encontra-se a Ata da reunião. Esse experimento terá um conjunto de medidas inéditas e diversos pesquisadores nacionais e internacionais envolvidos. Esse experimento terá a duração de 60 dias e portanto necessitará de solicitação adicional de diárias para os técnicos e pesquisadores.

Os sensores LMA (Lightining Mapping Array), junto com os instrumentos da LINET, da VAISALA e da Weather Bug/BrasilDat permitirão caracterizar o comportamento de descargas elétricas intra-nuvem, enquanto que as redes RINDAT, WWLLN, STARNET e WSI irão medir as raios nuvem-terra. Dessa maneira, será possível identificar todos os processos individuais associados a uma descarga atmosférica tanto no espaço e como no tempo. Neste sentido, a utilização das medidas do radar banda X- de dupla polarização permitirá a identificação dos diferentes tipos de hidrometeoros que estão associados aos processo de eletrificação das nuvens bem como a formação das descargas elétricas. Como as tempestades da região sudestes são mais intensas do que as até agora observadas no projeto CHUVA, elaboramos um acordo de colaboração científica com o DECEA e a Fundação do Centro Tecnológico e Hidraulica (FCTH) da USP


para obtermos os dados volumétricos dos radares meteorológicos de São Roque e Salesópolis, respectivamente. Estas informações irão auxiliar o algoritmo de correção de atenuação do radar banda X, além de prover as informações 3D da precipitação em um raio de 240km a cada 5 minutos. Os sítios previstos para a campanha são apresentados na Figura 2.1. O ANEXO 13 apresenta a lista de instrumentos e locais de instalação do CHUVA-GLM. No ANEXO 14 encontra-se o artigo de Congresso da CBMET (Congresso Brasileiro de Meteorologia) 2010: The São Paulo Lightining Mapping Array: Propects for GOES-R GLM and CHUVA. No ANEXO 15 encontra-se o abstract submetido a AGU Fall 2011: The CHUVA Lightning Mapping Campaign.

O curso associado a esse experimento será realizado na UFRJ e terá a seguinte agenda:

Curso: Sensoriamento Remoto e Modelagem dos processos de formação da precipitação – O PROJETO CHUVA

Experimento CHUVA-GLM -Vale do Paraíba

Horário Dia 24/10 Dia 25/10 Dia 26/10 Dia 27/10 Dia 31/10

9:00 às 12:00

I) Satélites Meteorológicos e a Previsão imediata.

(Luiz Machado-CPTEC/INPE)

III Microfísica das nuvens

(Carlos Morales – IAG/USP

V) Radar de dupla

polarização

(Jojhy Sakuragi - CPTEC/INPE)

VII)

Princípios básicos da Modelagem em alta

resolução

(Henrique Barbosa - IFUSP)

IX)

Camada Limite planetária e a

convecção

(Gilberto Fisch IAE/CTA

14:00 às 17:00

II) Estimativa de precipitação por

satélite

(Daniel Vila-CPTEC/INPE)

IV) Radar Meteorológico

(Frederico Angelis – CPTEC/INPE)

VI) Eletrificação das nuvens

(Rachel Albrecht - CPTEC/INPE)

VIII)

interação aerosol- chuva

(Maria Assunção – IAG/USP

X)

O uso do GPS (GNSS) na

Meteorologia

Luiz Sapucci (CPTEC/INPE)


Figura 2.1a Mapa mostrando os locais dos sensores do GLM.

Figura 2.2b Mapa mostrando os locais dos instrumentos do CHUVA.

3) Descrição dos trabalhos e perspectivas dos Working Grupos Uma descrição detalhada dos experimentos e a apresentação de resultados preliminares são descritos no ANEXO 16. Neste anexo são apresentadas as campanhas de Alcântara, Fortaleza e Belém. A seguir apresentamos mais alguns resultados preliminares de cada Working Group e uma discussão sobre as perspectivas científicas.


3.1) WORKING GROUP – 1: CHARACTERISTICS OF THE PRECIPITATING SYSTEMS AS FUNCTION OF THE REGION AND LIFE STAGE. Responsável: Luiz Augusto Toledo Machado.

Este grupo de pesquisa se preocupa em conhecer os processos físicos no interior das nuvens e como eles evoluem ao longo do ciclo de vida. Esse comportamento será analisado para os diferentes regimes de precipitação do Brasil, com ênfase nas nuvens quentes. Nesse contexto é importante conhecer o conteúdo de água das nuvens, o conteúdo de chuva (gotas grandes) , as distribuições de tamanho das gotas, os tipos de hidrometeoro, principalmente a grande família de tipos de cristais e agregados de gelo, a densidade do gelo e como essas variáveis evoluem ao longo do ciclo de vida. Essas informações serão de grande utilidade para desenvolver algoritmos de estimativa de precipitação, principalmente para a constelação do GPM em específico para resolver o problema de nuvens quentes que não são consideradas por nenhum algoritmo, a modelagem de alta resolução que precisa de uma base de dados para ajustes de parametrizações e análise da performance dos modelos de microfísica explicita, o entendimento da interação aerossol-chuva e no domínio do uso de radares polarimétricos e microondas passivo.

Com relação ao uso de satélites e radares as questões que precisam ser respondidas são: Qual é a capacidade destes métodos para identificar a água na atmosfera? É possível separar áreas cobertas por nuvens com e sem precipitação? Como determinar a transição da nuvem para a precipitação? Existe um limite de teor de água líquida em que a nuvem começa a precipitar? Como estimar precipitação sobre o continente de nuvens quentes? Qual é a contribuição da precipitação de nuvens quentes no total acumulado de chuva? Podemos melhorar a estimativa de precipitação acrescentando a informação de fase da vida?

Com relação a modelagem os pontos principais a serem respondidos são: Os modelos de previsão de tempo em alta resolução conseguem, estatisticamente, reproduzir os campos microfísicos observados? Como evolui a microfísica das nuvens ao longo do ciclo de vida das nuvens? Como a microfísica das nuvens é modificada pela interação com os aerossóis?

Os dados experimentais coletados permitem explorar essas questões, contudo, cada dado tem uma limitação e a determinação dos limites das informações precisas instrumentais precisam ser definidas criteriosamente. Os resultados preliminares mostram discrepâncias entre os diferentes disdrômetros que fornecem os espectros de gotas (Joss, Parsivel Thies e o MRR - forma indireta). Com relação a água líquida há diferenças entre as medidas do MP3000, MRR, IWV, radiosonda, Lidar e do radar banda X. Com relação a classificação de hidrômeteoros e a correção de atenuação há diferenças entre diferentes algoritmos de classificação, no presente caso sendo avaliado as diferentes parametrizações do T-matrix (função básica para calcular o espalhamento Mie em diferentes direções e polarizações), o modelo do radar- rainbow, o modelo desenvolvido no Projeto (paper- anexo 7).

Logo, os experimentos estão sendo realizados cada vez com mais conhecimento e aperfeiçoando as medições e os métodos e limitações de cada sistema de observação


sendo conhecidos profundamente; Desta forma, os valores a serem obtidos no processamento dos diferentes métodos de estimativa - observação permitirão obter um conjunto confiável para estudar as questões listadas acima. Portanto, nesta primeira etapa estaremos trabalhando no processamento e pretendemos submeter trabalhos que descrevem as tecnologias adotadas tais como: Limitações na medida da água líquida das nuvens, medidas de espectros de gotas com diferentes tipos de disdrômetros e metodologia de correção da atenuação e classificação de hidrometeoros.

De outra parte, estamos trabalhando na integração de dados de satélites e modelos numéricos para validar e analisar os processos físicos das nuvens, desenvolvendo métodos para classificar os diferentes padrões de precipitação (para uso nas caracterizações dos tipos e nuvens, regimes e ciclo de vida). Estudos que visam avaliar as variações das propriedades microfísicas com o ciclo de vida das nuvens usando a técnica VPR (Vertical Profile Reflectivity), determinação das características dinâmicas no topo das nuvens convectivas, avaliar as mudanças dos conteúdos de gelo e água líquida em função de aerossóis, variações no campo de umidade atmosférica na presença de tempestades e classificação das características das nuvens quentes e sua variabilidade temporal.

Abaixo apresentamos alguns resultados preliminares destes estudos:

Características dos perfis verticais de precipitação com a utilização de dados de radar

Uma descrição completa deste trabalho encontra-se no ANEXO 17.

A técnica do VPR foi aplicada especificamente para a célula de chuva rastreadas pelo Fortracc usando dados de radar. A técnica do VPR é ajustada temporalmente com um filtro extendido de Kalman, que permite assimilar as observações de radar e assegurar consistencia temporal para os parâmetros físicos que definem o VPR. Um exemplo é apresentado na Figura 3.1.1.. A camada de derretimento do gelo (Melting Layer) apresenta, de maneira geral, um decaimento que pode ser devido ao enfraquecimento das correntes ascendentes dentro da célula convectiva. No final do ciclo de vida, este parâmetro tem o comportamento contrário, o que pode indicar que a célula precipitante adquiriu algumas características estratiformes com o desaparecimento das correntes ascendentes. A espessura da camada de derretimento do gelo diminui regularmente, o que é um outro indicativo de uma diminuição dos movimentos verticais no interior da célula. No fim do ciclo de vida do sistema analisado, a espessura da camada de derretimento do gelo são típicas de uma nuvem estratiforme. A densidade das partículas de gelo também diminui de 900 kg.m-3 (valor comum para células convectivas) para 300 kg.m-3 (característico para células estratiformes).


Figura 3.1.1 – Evolução temporal do limite superior da camada de derretimento do gelo (superior esquerdo), espessura da camada de derretimento de gelo (superior direito), inclinação do perfil de refletividade na fase líquida (inferior esquerdo) e a densidade das partículas de gelo (inferior esquerdo) identificados pela técnica do VPR aplicada para a célula rastreada pelo Fortracc.

Caracterização dos Sistemas de Chuva Quente

Esse trabalho está sendo realizado pelo Aluno de Doutorado (INPE) - Alan Calheiros.

Essas análises foram realizadas com os dados da Defesa Civil de Fortaleza. No intuito de averiguar diferenças entre sistemas não-precipitantes e sistemas precipitantes, no que diz respeito ao conteúdo de água liquida integrado, foi construída uma série de dados baseada nos ILW (Integrated Liquid Water Content) do radiômetroMP3000 (Sem Chuva) e do MRR (Com Chuva). Os sistemas precipitantes são classificados pela a chuva observada na superfície pelos disdrômetros Parsivel. O Parsivel é um disdrômetro óptico com um feixe de laser horizontal de 54 cm2 que estabelece medidas da distribuição do tamanho de gotas (DSD: Drop Size Distribution em Inglês) bem como outras informações derivadas da DSD como por exemplo a taxa de precipitação e a concentração de gotas. A Figura 3.1.2 mostra um histograma de freqüência relativa para eventos de chuva precipitantes (preto) e não precipitantes (vermelho). Nota-se nesta figura que a maior freqüência de ILW para os sistemas é de 0,1 mm o que correspondeu a 80% das ocorrências, enquanto que o restante dos valores observados estão entre 0,2 e 0,3 mm, cuja média é de 0,06 mm. Nos eventos precipitantes foram encontrados valores entre 0,1 e 2,5 mm, sendo que a maior concentração desses valores ficou entre 0,3 e 2,5 mm, com uma média de 0,4 mm. Como o ILW em eventos precipitantes é baseado no conteúdo de água líquida integrado pelo MRR, problemas com a atenuação do sinal podem subestimar os valores. E para alguns eventos não precipitantes pode haver algumas superestimativas devido à presença de água no radôme do MP3000. Essa é uma análise preliminar, mas

Upper limit of themelting layer altitude

Melting layer thickness

Profile slopeliquid phase

Density iceparticles

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fth

em

elt

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layer

alt

itu

de (

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verifica-se que valores apresentados pelos eventos precipitantes foram bastante superiores aos não precipitantes. Assim, conclui-se que a diferença entre o ILW para sistemas precipitantes e não-precipitantes em ambas as classificações é notória, o que indica que possíveis metodologias para a estimativa de precipitação por satélite podem utilizar tal informação na discriminação dos eventos de chuva.

Figura 3.1.2) Histograma de freqüência relativa para os valores de água líquida integrada (mm) para eventos de chuvas quentes precipitante (linha preta) e não-precipitante (Linha vermelha)

A distribuição de ILW para eventos precipitantes em função de sua taxa de precipitação [RR: rain rate em inglês (mm/h)] pode ser observada na Figura 3.1.3.. Nota-se que aproximadamente 50% dos eventos são associados com taxa de precipitação abaixo de 2 mm/h em que mais de 90% dos valores de ILW estavam abaixo de 0,5mm. Todos os eventos com taxas de precipitação maiores foram observados valores abaixo de 0,3 mm. Para os eventos com RR entre 2 e 5 mm foi observado que o ILW acima de 0,4 correspondia a mais de 30% dos casos. Para RR acima de 5 mm/h foi observados uma distribuição uniformes, mas com mais de 50 % dos valores acima de 0,5 mm.

Para exemplificar o comportamento do ILW ao longo do ciclo de vida de uma nuvem, apresentamos a análise de um caso de evento de chuva quente observado no dia 24 de abril de 2011 ocorrido entre 21:30 e 23:00 GMT. A Figura 3.1.4 apresenta os valores observados para os perfil vertical de refletividade radar banda-x (dBZ), conteúdo de água liquida (gm-3) do MRR, conteúdo de água líquida integrado (mm) pelo radiômetro MP3000A (Azul), MRR (vermelho) e radar banda X (verde), chuva na superfície (mm, azul) e taxa de chuva pelo disdrômetro Parsivel (mm/h, vermelho). Nota-se na figura que o topo do sistema está localizado aproximadamente a 4 km com núcleos de refletividade e água líquida por volta de 35 dBZ e 0,5 g.m-3, respectivamente.


Figura 3.1.3. Histograma de freqüência relativa para os valores de água líquida integrada (mm) para eventos de chuvas quentes precipitantes em função da taxa de precipitação observada na superfície para a classificação de análise de agrupamento.

Os valores de ILW variaram ente 0.1 à 1 mm para taxas de precipitação que chegaram a 25 mm/h. Essa figura também mostra variações na temperatura da superfície (°C, azul) e umidade relativa do ar (%, vermelho), temperatura de brilho no infravermelho (K, azul) e estimativa da base da nuvem (km, vermelho), conteúdo de água líquida (azul) e vapor d’água (vermelho) integrado (mm) e as temperaturas de brilho observadas para todos os canais do MP3000A. Nota-se que as temperaturas na superfície após o início da precipitação diminuíram cerca de 2,5 °C com variação de 20 % na umidade relativa. A temperatura de brilho no infravermelho observada pelo MP3000 foi de 295K durante a passagem do sistema, o que veio a provocar uma estimativa da base da nuvem de aproximadamente 250 m. Além disso, nota-se uma diminuição de 0.4 mm do conteúdo de vapor d’água integrado após o início da precipitação, com variações que chegaram a 1mm durante passagem do sistema. Exceto os canais de 57 a 58,8 GHz, todos os outros apresentaram variações bruscas na temperatura de brilho que chegaram a 200 K, principalmente nos canais de absorção do vapor d’água e água líquida, como era de se esperar, além disso, pode-se verificar que por volta das 22:30 GMT a precipitação cessa, mas as temperaturas ainda se mantêm altas o que está associado a água sobre o radôme induzindo medidas incorretas de ILW (acima de 3 mm) pelo radiômetro.


(a) (b)

Figura 3.1.4). Evento de chuva quente observado no dia 24 de abril de 2011 das 21:30 às 23 GMT. (a) perfil vertical de refletividade radar banda-x (dBZ), conteúdo de água liquida (gm-3), conteúdo de água líquida integrado (mm) pelo radiômetro MP3000A (Azul) e pelo MRR (vermelho), chuva na superfície (mm, azul) e taxa de chuva pelo disdrômetro parsivel (mm/h, vermelho). (b) Temperatura da superfície (°C, azul) e umidade relativa do ar (%, vermelho), temperatura de brilho no infravermelho (K, azul) e estimativa da base da nuvem (km, vermelho), conteúdo de água líquida (azul) e vapor d’água (vermelho) integrado (mm) e as temperaturas de brilho observadas para todos os canais do MP3000A.

Classificação de padrões de convecção utilizando dados de radar.

Esse trabalho está sendo realizado pelo Wagner Flauber Araújo Lima- Aluno de Doutorado (INPE).

Este trabalho visa desenvolver metodologia para classificar os padrões de organização das nuvens e precipitação para posteriormente classificação em termos de microfísicos. Essa etapa consiste em separar o conjunto de dados em quatro su-padrões: perfis convectivos (CNV), perfis estratiformes sem banda brilhante (NBB), perfis estratiformes com banda brilhante (STR), perfis de nuvens quentes (WRC). para tanto foi realizada um análise de agrupamento, em cada conjunto, para determinar sub-categorias de perfis que são similares entre si através de seus atributos, padrões ou características. para esse estudo foi utilizado os dados do satélite TRMM e a análise dos dados foi realizada através de um treinamento para a determinação dos centróides médios, para cada tipo de nuvens usando o método “K-Means”.

A figura 3.1.5 mostra os quatro centróides para perfis convectivos onde se observa uma categorização dos centróides associadas ao ciclo de vida das nuvens convectivas, com topo das nuvens variando de 7 a 15 km de altura. Características observadas também para as nuvens NBB, sendo com seis centróides e topos das nuvens variando de 5 a 11 km. Outra característica observada nesse grupo é a posição do pico da


banda brilhante centrada entre 4 e 5 km de altura para todos os centróides. Com relação, as nuvens quentes os topos dos três centróides não ultrapassaram a altura de 5 km, geralmente corresponde a altura da isoterma de zero grau. Por outro lado, os três centróides definidos no grupo de nuvens STR seguiram uma categorização baseada tanto na base quanto no topo dos perfis, com valores do topo variando de 6 a 11 km de altura.

Figura 3.1.5) – Centróides para os perfis a) convectivo, b) nuvens quentes, c) estratiforme e d) estratiforme com banda brilhante.

Análise preliminar dos dados GNSS coletados na campanha

Esse trabalho está sendo realizado pelo Dr. Luiz F. Sapucci (INPE).

Os dados coletados nas campanhas de Fortaleza e Belém se encontram em fase de processamento. Há dois grupos envolvidos com essa atividade. O primeiro é o Laboratório de Geodésia Espacial (LGE) da UNESP de Presidente Prudente-SP que tem a disposição diversos software de processamento e o outro são pesquisadores da Universidade Beira Interior em Portugal que utiliza o software GOA-II do Jet Propulsion Laboratory. Com relação aos dados da campanha CHUVA-Alcântara os dados foram processados e as séries temporais dos valores do IWV foram geradas. Diversos estudos estão sendo realizados, tal como a comparação com medidas feitas por outras técnicas como radiômetro e as radiossondas. Um estudo com relação a melhoria das medidas está sendo feito ao comparar diferentes métodos, software e configurações no processamento e até mesmo uma combinação de diferentes soluções está sendo investigada. A figura 3.1.6 mostra a série temporal do IWV-GNSS durante o


experimento CHUVA Alcântara bem como as taxas de precipitação. Em análises do comportamento das oscilações do IWV é possível verificar grosseiramente que há um padrão relacionado com a ocorrência da precipitação. Estudos mais detalhando para identificar esse padrão estão em curso ao utilizar os dados coletados tanto nessa campanha como nas demais campanhas realizadas.

Figura 3.1.6). Serie temporal dos valores do IWV-GNSS e as taxas de precipitação medidas por pluviômetros.

Com os dados coletados nas últimas campanhas com especial ênfase a rede densa de receptores implantada no experimento em Belém, viabilizará as seguintes frentes de trabalho: a) Estudo da variabilidade temporal da umidade em períodos que antecedem fortes tempestades, bem como durante e posteriormente a sua ocorrência, visando identificar possíveis padrões de oscilações que podem ser utilizados como alertas em previsões por nowcast. b) Emprego de rede densa de receptores para a reconstrução tridimensional dos campos de umidade, o que permitirá a obtenção de perfis e uma tomografia do vapor d’água. c) Estudos do comportamento das séries temporais do IWV durante eventos convectivos ao associar as mesmas com valores de perfis de pressão temperatura e vento. d) Investigar metodologias de processamento dos dados GPS visando o aumento da acurácia das medidas do IWV, envolvendo diferentes softwares, metodologias e a combinação de diferentes soluções. e) Avaliar o impacto da assimilação dos dados de IWV de uma rede densa GPS em modelos de Previsão Numérica de Tempo na melhoria da qualidade dos campos de umidade nas análises e das previsões de precipitação. f) Calibração e avaliação de outras técnicas de quantificação do vapor d’água atmosférico como fotômetros, radiômetros, sensores em satélites, entre outras.

Uma análise do uso de modelagem em alta resolução e a combinação com satélites para avaliar a performance do modelo é apresentada no ANEXO 18.

Uma análise do impacto dos aerossóis na precipitação da Amazônia é apresentada no ANEXO 19.


3.2) WORKING GROUP – 2: PRECIPITATION ESTIMATION – DEVELOPMENT AND VALIDATION ALGORITHM. Responsável: Carlos Frederico Angelis.

O Working Group 2 atua na avaliação de algoritmos estimadores de variáveis hidrometeorológicas como chuva, distribuição do tamanho de gotas, conteúdo de água na atmosfera, conteúdo de vapor de água na atmosfera entre outras. Além dessa componente científica, o Working Group 2 também atua em uma componente aplicada na qual desenvolve ferramentas e aplicativos que possam ser usados por usuários para aplicações diversas como previsão de curto prazo, auxílio a gestão e planejamento de medidas preventivas e mitigadores em caso de eventos extremos de chuva que possam causar enchentes e outros eventos hidrometeorológicos.

Os objetivos principais do Working Group 2 são:

Avaliar, validar e calibrar algoritmos estimadores de precipitação e analisar seu desempenho para diferentes tipos de regimes de chuvas;

Gerar uma base de dados de Distribuição de Tamanhos de Gotas de eventos de chuvas observada nos vários sítios experimentais do projeto;

Usar as estimativas de chuva para estudos de casos e assim apoiar as investigações dos processos físicos envolvidos nos eventos de precipitação originada de convecção profunda e nuvens quentes.

O Working Group 2 está tentando responder várias questões científicas que uma vez esclarecidas, certamente irão trazer expressivos avanços para a área de sensoriamento remoto da atmosfera. Entre as questões destacam-se:

1. Os campos de chuva produzidos por estimativas de satélites podem ser validados e ajustados pelos campos de chuva produzidos por radares meteorológicos?

2. Estimativas de chuva por satélites podem ser usadas para estudos de fenômenos meteorológicos em escala regional ou sinótica na América do Sul?

3. As estimativas de chuva por satélites podem ser usadas para a avaliação dos impactos da mudança da cobertura da terra nos regimes de chuva em escala local e/ou regional?

4. É possível quantificar com exatidão a quantidade de precipitação produzida por chuvas convectivas e chuvas quentes?

Resultados preliminares das análises dos espectros de gotas obtidos pelos disdrômetros.

Com o objetivo de analisar as medidas obtidas pelos dois tipos de disdrômetros, Parsivel e Joss instalados no sitio de Outeiro no experimento de Belém, período de


01/06/11 a 30/06/11, foram elaborados gráficos da série temporal (Figura 3.2.1) e de dispersão (Figura 3.2.2) da taxa de precipitação instantânea (mm/h).

Na Figura 3.2.1 é possível verificar que há uma boa concordância entre as taxas de precipitação, principalmente para taxas inferiores a 100 mm/h, no caso de taxas superiores a esse valor há uma discrepância entre as informações obtidas por cada disdrômetro, a mesma conclusão pode ser obtida analisando o gráfico de dispersão (Figura 3.2.2). Quando limita-se o valor da taxa de precipitação em 100 mm/h verifica-se que há um aumento na correlação entre as medidas (Figura 3.2.3).

Figura 3.2.1 – Série temporal da taxa de precipitação instantânea (mm/h) obtidas pelo Parsivel e Joss.

Figura 3.2.2 – Gráfico de dispersão entre a taxa de precipitação obtida pelo Joss e o Parsivel.

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2 3 4 7 7 7 7 8 10 12 15 20 21 21 21 23 23 27 27Taxa

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Pre

cip

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mm

/h)

Data

Parsivel

Joss


Figura 3.2.3 – Gráfico de dispersão entre a taxa de precipitação obtida pelo Joss e o Parsivel até 100 mm/h.

Para avaliar e tentar entender melhor as diferenças entre as taxas de precipitação dos diferentes disdrômetros, foram selecionados alguns casos. O primeiro caso selecionado foi o do dia 07/06/11 das 20:25 as 21:07 GMT, que apesar de não termos dados de pluviômetros é interessante verificar que as 20:34 GMT tinha-se uma diferença em torno de 16 mm/h e que as 20:36 GMT essa diferença aumentou para 40 mm/h (Figura 3.2.4).

Figura 3.2.4) – Série temporal da taxa de precipitação instantânea (mm/h) obtidas pelo Parsivel e Joss para o dia 07/06/11.

No segundo e terceiro caso, dias 08 e 11/06/11 (Figuras 3.2.5 e 3.2.6), comparando com os pluviômetros é possível verificar que os dados concordam com as informações obtidas pelo disdrômetro do tipo Joss, não havendo taxas de precipitação superiores a 120 mm/h.

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(m

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) 07/06/2011

Parsivel (mm/h)


Figura 3.2.5 – Série temporal da taxa de precipitação instantânea (mm/h) obtidas pelo Parsivel e Joss para o dia 08/06/11.


A Figura 3.2.7 mostra a comparação entre os instrumentos, para o dia 14/06/11 das 19:27 as 19:45 GMT, neste caso em que a taxa de precipitação não excede 40 mm/h é

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08/06/2011

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Joss (mm/h)

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Taxa

de

pre

cip

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mm

/h)

11/06/2011

Parsivel

Joss

Pluviometro1

Pluviometro2


possível observar que há concordância entre as medidas de todos os equipamentos, o mesmo também foi observados para outros casos.


Para avaliar a distribuição do tamanho de gotas, obtidas pelo disdrômetro do tipo Parsivel, foram elaboradas médias e desvios padrão para cada intervalo de diâmetro durante todo o período do experimento (Figura 3.2.8). Observou-se que para diâmetros acima de 6 mm haviam valores de concentração superiores a 1 g.m-3.mm-1, essa informação pode estar influenciando frotemente o cálculo da taxa de precipitação instantânea. Desta forma, resolveu-se limitar o cálculo da precipitação a diâmetros inferiores a 6,5 mm, como mostrado na Figura 3.2.9. Nota-se que essa diferença não é razão das gotas maiores que 6,5 mm. Sendo assim conclui-se que, como esses valores de concentração acima de 6,5 mm só ocorrem em 4 casos em toda a amostra, os mesmos não são responsáveis pelas altas taxas de precipitação obtidas pelo Parsivel sendo necessárias mais algumas comparações e investigações.

Figura 3.2.8) – Gráfico da concentração média (g.m-3.mm-1) obtida pelo Parsivel.

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Taxa

de

pre

cip

itaç

ão (

mm

/h)

14/06/2011Parsivel

Joss

Pluviometro1

Pluviometro2


Figura 3.2.9) – Série temporal da taxa de precipitação instantânea (mm/h) obtidas pelo Joss e Parsivel, com limite de 6.5 mm de diâmetro no cálculo da taxa de precipitação do Parsivel.

Este é somente um dos exemplos das análises de dados que estamos trabalhando para poder caracterizar os espectros de gotas em função dos tipos de nuvens de forma a montar o banco de dados microfísicos dos principais regimes de precipitação do Brasil.

Um estudo sobre a técnicas de validação dos estimadores de precipitação por satélite, que também é uma das metas deste sub-projeto se encontra no ANEXO 20.

3.3) WORKING GROUP – 3: ELETRIFICATION PROCESS: MOVING FROM CLOUDS TO THUNDERSTORMS. Responsável: Carlos Augusto Morales.

Durante as 3 campanhas experimentais realizadas até o presente momento o sistema de detecção de descargas atmosféricas a longa distância STARNET esteve monitorando os raios sobre a América do Sul. A Figura 3.3.1 apresenta a distribuição horária de raios dentro de uma área de 50 e 100 km distante do radar meteorológico utilizado durante cada uma das campanhas e a acumulação diária de raios até 100 km do radar.

Em todos os experimentos pode-se observar uma atividade elétrica associada à convecção local, ou seja, 17 as 22 GMT, sendo o sítio de Belém o mais característico. Nos experimentos de Alcântara e Fortaleza foi possível observar uma atividade elétrica associada a uma componente de larga escala, uma vez que a incidência de raios estava distribuída ao longo do dia. Em teremos de acumulação de raios, todas as campanhas tinham em média menos de 300 raios por dia, exceto em alguns episódios observados em Alcântara e Belém que estiveram acima de 500 raios por dia. Este comportamento é esperado para a convecção associada a sistema marítimos, uma vez que estas tempestades não tem grande desenvolvimento vertical e assim os processos de transferência de cargas fica debilitado. Por outro lado, quando as medidas de radar forem incorporadas às analises, será possível identificar as características dos diferentes tipos de hidrometeoros e assim entender como o processo de carregamento está funcionando.


Figura 3.3.1. Distribuição horária e diária de raios observados durantes as campanhas de Alcântara (topo), Fortaleza(intermediária) e Belém(inferior),

Dessa maneira, após o processamento dos dados de radar, ou seja, correção de atenuação, será possível correlacionar as medidas de raios com as variáveis polarimétricas a fim de identificar os padrões associados ao desenvolvimento das tempestades, bem como foi o ciclo de vida das mesmas. Análises visuais durante os experimentos indicavam que algumas tempestades eram advectadas, porém muitas eram iniciadas por topografia.

Finalmente, após a aquisição do sensor de campo elétrico, fizemos uma intercomparação entre as medidas feitas com os field mills desenvolvidos na USP e o recém instrumento adquirido da Campbell, bem como uma calibração capacitiva. Nestes testes, identificamos alguns offsets em cada um dos instrumentos e ajustamos as curvas de cada sensor para que as medidas fossem consistentes. Dessa maneira, somente durante a campanha de Belém foi possível realizar as primeiras medidas de campo elétrico. Neste experimento, só instalamos 3 field mills porém nos próximos estaremos operando com pelo menos 6 instrumentos de medidas de campo elétrico.

Na campanha de Belém instalamos dois field mills junto aos radares de apontamento vertical MRR (Outeiro e Benevides), para que possamos também entender qual é a variação do centro de cargas dentro da chuva.

Na Figura 3.3.2 são apresentadas a variação temporal das medidas de campo elétrico do sensor que foi instalado em Benevides com a indicação dos raios observados pela STARNET, As Figura 3.3.2a e 3.3.2b apresentam medidas coincidentes do radar de apontamento vertical com o campo elétrico durante a fase de calibração dos sensores na USP.


Na figura 3.3.2a podemos observar que os raios (barras verticais) estão sempre associadas a uma variação abrupta, e quando a descarga estava próxima observa-se um reverso de polaridade. Basicamente, quando ocorre uma descarga de retorno existe uma neutralização do centro de carga. Então o campo elétrico que estava aumentando é aniquilado após a conexão entre os 2 centro de cargas (o raio se propaga em direção ao outro centro de cargas). No exemplo da Figura 3.3.2a podemos também observar a aproximação da tempestade, ou seja, após as 20 GMT (158,84) o campo elétrico começa a aumentar positivamente, o que indica a presença de um grande centro de cargas negativo o que é consistente com a estrutura de cargas observada em outras localidade. Porém para determinar exatamente a estrutura vertical de cargas será necessário empregar as medidas dos outros 2 field mills, que proporcionaram soluções de um dipolo no momento.

Na Figura 3.3.2b é apresentado um exemplo de medidas coincidentes do radar de apontamento vertical e de campo elétrico durante o período de intercomparação dos sensores de campo elétrico. Este exemplo é possível observar claramente que a chuva esta transportando cargas positivas (campo elétrico fica negativo) e o colapso da tempestade onde observamos a oscilação do campo elétrico no final da tempestade. Estas medidas coincidentes foram feitas em Belém e servirão para identificar o tipo de tempestade e como os centros de cargas podem estar distribuídos, uma vez que estaremos resolvendo o problema inverso da lei de Coulomb.

Nos próximos meses estaremos analisando as medidas de campo elétrico para avaliar a calibração elaborada anteriormente a fim de obtermos medidas mais consistentes para disponibilizarmos para toda a comunidade. Além disso, estaremos reprocessando os dados da STARNET para o período de 2011 a fim de inserirmos o sensores que não estavam disponíveis no sistema em tempo real.

Finalmente, na próxima campanha do CHUVA a ser realizada no Vale do Paraíba (CHUVA-GLM em Novembro-Dezembro de 2011), conseguimos realizar uma parceria com o GOES-R da NOAA(EUA) no sentido de instalar uma rede de detecção de descargas atmosféricas em 3D de VHF em São Paulo, conhecida como LMA (Lightning Mapper Array) para validar o algoritmos de detecção de tempestades a partir do sensor LIS a ser lançado no próximo satélite americano. Como conseqüência, o projeto CHUVA estará coletando as medida do LMA entre o período de Outubro de 2011 a Junho de 2012. Posteriormente, graças a esta iniciativa, a EUMETSAT também estará instalando o sistema LINET para validar as medidas do satélite MSG e o sensor de raios do MTG. Já que teríamos dois sistemas que medem todos os tipos de descargas atmosféricas (intra-nuvem e nuvem-terra) , decidimos convidar a Vaisala, Weather Bug e a WSI a participarem deste experimento também, bem como a RINDAT, STARNET e WWLLN. Dessa maneira, conseguimos definir um novo experimento dentro do projeto CHUVA que irá possibilitar pela primeira vez na área de eletricidade atmosférica uma intercomparação entre várias tecnologias que detectam raios, o que possibilitará entender o que cada sensor está realmente medindo. Espera-se ao final desta campanha elaborar um relatório que apresente esta características intrínsecas em cada um dos sensores.


(a)

(b)

Figura 3.3.2) A- campo elétrico em função do tempo, b) Medida de refletividade do MRR e do file mill

3.4) WORKING GROUP – 4: CHARACTERISTICS OF THE BOUNDARY LAYER FOR DIFFERENT CLOUD PROCESSES AND PRECIPITATION REGIMES. Responsável: Gilberto Fisch.

As atividades principais deste subgrupo foram o de participar da fase de coleta de dados realizadas em Alcântara(MA), Fortaleza (CE) e em Belém (PA), estabelecendo parcerias com outros pesquisadores de outras instituições e de iniciar estudos sobre o experimento realizado em Alcântara (2010) descritos com maior detalhe no anexo 16.

a) Fase de Coleta de Dados. Para o experimento de Fortaleza, os instrumentos adquiridos não foram recebidos pela empresa Campbel Scientific do Brasil e somente foram instalados (em Outeiro, PA) para a campanha de Belém. Entretanto, houve uma boa participação de pesquisadores da UFAL (veja Tabela) e da UECE (idem) nas atividades do projeto e de estruturação de atividades futuras. Com relação aos dados coletados na campanha de Belém (basicamente de estação meteorológica de superfície, fluxos turbulentos, balanço de radiação) estão sendo consistidos e serão analisados ao longo do ano de 2011. Nesta fase, ocorreu o envolvimento do Prof. Henrique Cattanio (UFPA) que ajudará nas análises dos dados coletados.

b) Fase de Simulação Numérica. Após uma reunião dos PIs do projeto em julho de 2011, ficou acertado períodos específicos em cada experimento (descritos na seção 3.4.5).

Estes períodos foram escolhidos por apresentar sistemas atmosféricos bem interessantes, sendo que há diversos casos em que a chuva vem do mar, da região da ITCZ. Portanto, serão realizadas simulações com grades aninhadas (por exemplo, 10, 5


e 1 km de resolução horizontal) para se obter características da grande escala. Serão utilizados, como dados de entrada, as análises do GFS.

Como forma de iniciar os testes de simulação, foi realizado um teste piloto para as simulações numéricas da Camada Limite para a região do CLA, utilizando-se do modelo numérico WRF. Como o WRF possui diversas versões foi selecionada a versão 3.21 para as rodadas de estudo, sendo que o modelo está instalado em um servidor HP com 2 processadores Intel xeon x5650, cada processador possui 4 núcleos de 2,40GHz de processamento (cada núcleo), 6 GB de memória RAM,2 HD de 146 GB para as simulações. Este equipamento faz parte do parque computacional do Instituto de Controle e Espaço Aéreo (ICEA), localizado dentro do DCTA (Departamento de Ciência e Tecnologia Aerospacial – antigo CTA, Centro Técnico Aeroespacial), que trabalha em cooperação com a Divisão de Ciências Atmosféricas do Instituto de Aeronáutica e Espaço (ACA/IAE). Foi utilizada uma configuração com duas grades aninhadas, ambas centradas no Centro de Lançamento de Alcântara (CLA) e razão de 1:3. A primeira grade possui resolução de 18 km com 130 x130 pontos de grade nas componente leste-oeste (zonal) e norte-sul (meridional), extensão de domínio de 55°W até 34°W e 12,5°S até 0,5°N. A segunda grade com resolução de 6 km com 112 x 112 pontos de grade, extensão de domínio de 47,5°W até 41,5°W e 5°S até 0,5°N. Para as duas grades, as simulações realizadas foram feitas com as seguintes opções de parametrizações: a) Microfisica (WRF Single-Moment 3-class scheme); b) Radiação de onda longa (RRTM); c) Radiação de onda curta (esquema de Dudhia); d) Camada Limite (?) de superfície (MM5 similarity); e) modelo de superfície de terreno (Noah Land Surface); f) Camada Limite Planetária (Yonsei University Scheme). As simulações foram feitas para 72 horas iniciadas as 12Z de 20/03/2010, sendo que o passo de tempo da simulação foi de 180s. Este dia foi escolhido inicialmente por apresentar um período intenso de chuvas e também por que foi feito uma análise detalhada de sua estrutura, pelo Dr. Reinaldo B. Silveira (SIMEPAR). Para elas foram utilizados dados de inicialização do tipo GFS de 0,5° de resolução. As simulações de 72 horas levaram em média 3 horas para serem completadas. Foram obtidos todos os dados meteorológicos que o modelo WRF disponibiliza. Os dados binários foram pós-processados para serem utilizados com o software GrADS, sendo que as imagens foram geradas no GrADS 1.9b.

Os resultados ainda são preliminares, mas já mostram algumas características interessantes. Por exemplo, na Figura 3.4.1, é apresentada a precipitação na área, que, de certa forma, foi representado pelos dados obtidos pelo radar meteorológico. O diagrama termodinâmico mostra uma camada rasa bem úmida, como deveria se esperar pela presença da chuva (Figuras 3.4.2). A Figura 3.4.3 apresenta um corte vertical da chuva e mostra a ação de uma nuvem quente, com topo próximo da isoterma de 0 C (em torno de 5 km).


Figura 3.4.1: Taxa de chuva observado pelo radar meteorológico para o dia 22.03.2010 às 02:31 UTC.

Figura 3.4.2: Precipitação e Perfil Termodinâmico na região do CLA simulado para o dia 22 de março de 2010.

Figura 3.4.3: Secção vertical plana dos dados volumétricos observados pelo radar meteorológico do dia 22.03.2010, às 02:31 UTC. O elemento climático vento é fundamental para se entender a dinâmica da formação da chuva, pois além de advectar os sistemas provenientes do Oceano, também auxiliam no desenvolvimento vertical. Os ventos estão sendo estudados e serão futuramente comparados com as radiosondagens realizadas no local. A Figura 3.4.4, mostra um exemplo da simulação do campo de vento simulada pelo modelo.


Figura 3.4.4: Escoamento de vento na grade 2 e perfil vertical do vento no CLA.

Os grupos formados (e liderados por pesquisadores ou professores) que estão trabalhando neste SG é o seguinte:

Nome Instituição Experimento Atividade de pesquisa

Gilberto Fisch CTA/IAE Alcântara e Belém WRF e fluxos de superfície

Roberto Lyra UFAL Fortaleza WRF e fluxos superfície

Marco A. L. Moura UFAL Fortaleza Fluxos superfície

Rosiberto UFAL Fortaleza Fluxos superfície

Claudio Pellegrini UFSJ Belém WRF

João Bosco Leal Jr. UECE Fortaleza WRF

Gerson de Almeida UECE Fortaleza WRF

Cleber de Souza Correa

ICEA Alcântara WRF

As atividades de modelagem numérica foram divididas da seguinte maneira:

a) grupo da UFAL e da UECE: rodarão o modelo WRF para o estudo de caso do experimento de Fortaleza;

b) grupo de UFSJ e IAE/ICEA: rodarão o modelo WRF o um estudo de caso do experimento de Belém

c) grupo do IAE/ICEA: rodarão o modelo WRF para o estudo de caso para o experimento de Alcântara


3.5) WORKING GROUP – 5: MODEL IMPROVEMENTS AND VALIDATION, WITH FOCUS IN CLOUD MICROPHYSICS AND AEROSOL INTERACTIONS, FOR SATELLITE PRECIPITATION ESTIMATES IN BRAZIL - Responsável: Maria Assunção da Silva Dias.

Terminados os experimentos de Alcântara, Fortaleza e Belém o grupo de modelagem planejou um trabalho voltado para conseguir a melhor simulação possível da chuva observada em casos específicos. Essas simulações devem ter resolução da ordem de km e fazer uso da parametrização de microfísica..

Foram propostos três períodos iniciais: Alcântara 19 a 21 de março de 2010 Fortaleza 18 a 20 de abril de 2011 Belem 21 a 23 junho de 2011

Para o caso de Alcântara foram gerados os histogramas bidimensionais de ocorrência de valores de água de nuvem e de água de chuva para a simulação completa (com o BRAMS) para comparação com as medidas de radar. Este trabalho de comparação está em andamento.

Figura 3.5.1) Histograma bidimensional, água de nuvens e precipitação, para o Experimento de Alcântara.

Para o caso de Belém estão sendo feitas simulações com o BRAMS 4.2 do caso da linha de instabilidade do dia 23 de junho de 2011,. segue anexo a figura da precipitação da microfisica explicita, acumulada em 24 horas, na grade numero 3, que tem espaçamento de 1 km. Essa rodada foi feita a partir dos dados da previsão do modelo GFS, com espaçamento de 1/2 grau e inicializado às 00z23jun2011. Nas próximas etapas serão testadas diferentes opções de microfísica e comparados os resultados com os dados de radar.


Figura 3.5.2) Simulação da precipitação em 24 horas pelo modelo BRAMS, para Belém no dia 23 de Junho de 2011.

Simulações com Modelo de Transferência Radiativa (RTTOV)

A primeira etapa desse trabalho foi escolher casos de sistemas precipitantes, durante as Campanhas de Fortaleza e Belém, que contenham o maior número possível de informações de medidas de satélites. Durante os experimentos foram observados dois casos de Linhas de Instabilidades, sendo uma em Fortaleza (18 a 20 de Abril) e outra em Belém (21 a 23 de Junho). As figuras 3.5.3 e 3.5.4 mostra as imagens de satélites para o canal 4 (GOES-12), SSMIS (DMSP/F-16) e TMI (TRMM) para o evento de Fortaleza, dias 18 e 19, e o evento de Belém, dias 21 e 23.

A próxima etapa será utilizar o modelo de transferência Radiativa RTTOV para computar temperaturas de brilho para os Canais Microondas (AMSE-R, AMSU, MHS, TMI e SSMI) a partir de dados de saída do modelo de Mesoescala BRAMS. Assim, a continuidade dessa etapa fica condicionada as simulações do BRAMS dos eventos citados acima.

Esquemas numéricos de transporte

Vários processos de transporte de aerossóis dependem da formulação do esquema numéricos. Foi analisado o impacto da advecção monotônica na formação e desenvolvimento de sistemas convectivos intensos. A figura 3.5.5 mostra um exemplo para o evento da região serrana do Rio de Janeiro de janeiro de 2011.


Caso 1 – Linha de Instabilidade (LI) – 18/Abril/2011 e 19/Abril/2011

Figura 3.5.3) Imagens de Satélites da Linha de Instabilidade (LI) – 18/Abril/2011 e 19/Abril/2011


Caso 2 – Linha de Instabilidade (LI) – 21/Jun/2011 e 23/Jun/2011

Figura 3.5.4) Imagens de Satélites da Linha de Instabilidade (LI) – 21/Jun/2011 e 23/Jun/2011


Figura 3.5.5) Exemplo de simulação com adveção original do modelo e com advecção monotônica

Componente de modelagem do efeito aerossóis-nuvens

Considerando que a relação entre aerossóis, nuvens e propriedades dinâmicas de nuvens é altamente não linear, o conjunto das simulações conduzidas nesta componente tentaram abranger um espectro amplo de condições iniciais que represente situações reais da Amazônia sob diferentes níveis de concentração de aerossóis.

O modelo de crescimento de gotas por difusão de vapor (portanto, excluindo processos de colisão-coalescência) aponta para dois regimes distintos da interrelação entre concentração de aerossóis (NCN) e velocidade vertical (w) e sua influência na concentração de gotas ativadas e na relação CCN/NCN:

1) Regime “aerosol limited”: quando NCN é muito baixa, o valor de supersaturação atingido é alto o suficiente para ativar a maior parte das partículas, e a razão CCN/ NCN é, tipicamente, maior que 90%. Este regime ocorre quando w/NCN > 10-3 (w em m/s, NCN em #/cm3);

2) Regime “updraft limited”: quando NCN é muito alta, o valor de supersaturação modula a razão CCN/ NCN de maneira altamente não linear. Esta razão irá ser maior quanto mais intenso for w. Este regime ocorre quando w/NCN < 10-4;

3) Para valores 10-4 < w/NCN < 10-3, o sistema aerossol-nuvem encontra-se em situação de transição entre um regime e outro.


No caso da Amazônia, isso significaria que na estação chuvosa, com valores típicos de NCN de até 250 #/cm3 o regime “aerosol limited” ocorreria para valores de w maiores que 0.25 m/s (típico de nuvens estratiformes). Todas as nuvens geradas em condições convectivas (valores de w maiores que este) se enquadrariam neste regime.

Por outro lado, para condições típicas de queimadas, quando NCN ~ 5000 #/cm3 o regime seria “aerossol limited para para w > 5 m/s, seria “updraft limited” para w < 0,5 m/s. Nuvens formadas, portanto, em valores modestos de w, como cumulus de bom tempo e nuvens estratiformes teriam regime de transição e portanto severamente alterado apenas por mudança no regime microfísico.

Simulações com modelo de parcela com microfísica espectral

O modelo utilizado incluiu também o processo de colisão-coalescência, fundamental para o desenvolvimento de chuva. Foram simulados um total de oito casos, apresentados na tabela 3.5.1. Os casos 1-4 referem-se à concentração de NCN de 250#/cm3, enquanto os casos 5-8 correspondem a NCN = 850 #/cm3. O primeiro valor corresponde ao reportado como NCN médio durante o experimento AMAZE representando atmosfera limpa durante a estação chuvosa. O segundo valor corresponde ao valor médio observado durante o experimento SMOCC, já no período em que as chuvas haviam iniciado (novembro de 2002). Portanto, as diferenças aqui reportadas entre as duas condições podem ser atribuídas a um maior background de aerossóis associado à presença humana.

Tabela 3.5.1: condições iniciais das simulações realizadas. As simulações foram iniciadas considerando T = 295 K e P = 950 mb na base da nuvem

Caso NCN (#/cm3) w (m/s) 1

250

0.25 2 0.5 3 1 4 2

5

850

0.25 6 0.5 7 1 8 2

Figura 3.5.6) Concentração de gotas ativadas em função da altura para todos os casos simulados.

CDNC

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 100 200 300 400 500 600 700 800

droplets.cm-3

H(m

)

1

2

3

4

5

6

7

8


Figura 3.5.7): Simulações para os casos de 1 a 8.

A Figura 3.5.6 mostra os casos 1-4 (CCN250) e 5-8 (CCN850), como função da velocidade vertical e do conteúdo de água líquida total formado e a altura em que 50% da água é convertida em água de chuva. Na parte inferior da Figura são apresentados os perfis verticais em funçcão do raio efetivo de gotas. Analogamente a Figura 3.5.7, o ponto de inflexão separa a fase em que o crescimento por difusão de vapor perde importância para o processo de colisão-coalescência.

Os resultados mostram que o aumento moderado de aerossóis foi capaz de desviar para alturas ligeiramente mais elevadas a ocorrência de precipitação, mas que essa mudança ocorre para valores maiores de água na nuvem. Estes resultados são coerentes com os resultados observacionais de Andreae et al (2004) em que nuvens formadas em ar limpo e em regiões poluídas são contrastadas. Esse é um potencial mecanismo importante de feedback, pois um aumento da concentração de aerossóis foi capaz de causar um aumento na quantidade total de água precipitada. Essa hipótese, entretanto, deve ser testada com modelos mais complexos que incluam, além dos processos dinâmicos, também os mecanismos de sedimentação e ventilação de gotas.

Possibilidades futuras de investigação da interação aerossóis-nuvens

As hipóteses aqui levantadas devem ser testadas em modelos microfísicos do tipo coluna (1-D) que incluam também sedimentação e ventilação. Tal modelo (modelo Kid) está disponível, e estas simulações serão apresentadas no próximo relatório. A implementação de tais processos em um código 3-D já é uma tarefa mais complexa. A versão do modelo RAMS apresentada pelo Dr. Gustavo Carrió durante o curso “Hands-on training on BRAMS for Cloud Dynamics and Microphysics and Aerosol Interactions”

LWC

0

2

4

6

8

0 0,5 1 1,5 2 2,5

w (m/s)

LW

C (

g/c

m3)

CCN250

CCN850

Height of 50% rain

0

1000

2000

3000

0 0,5 1 1,5 2 2,5

w (m/s)

H(m

)

CCN250

CCN850

Reff

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 5 10 15 20 25 30

Effective radii (um)

H(m

) 1

2

3

4

Reff

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 5 10 15 20 25 30

Effective radii (um)

H(m

)

5

6

7

8


tem a possibilidade de testar essas hipóteses. Este modelo inclui também processos de remoção úmida, o que mantém a concentração de aerossóis muito baixa quando a precipitação é constante durante vários dias. O processo de implementação deste modelo em plataforma computacional adequada está em andamento. Uma publicação com estes resultados está em fase de preparação.


4) Lista trabalhos apresentados, publicados ou em preparação e de alunos envolvidos com o Projeto.

4.1) Trabalhos Publicados e Submetidos em Periódicos indexados:

Adams, David K., Fernandes, Rui M. S., Kursinski, E. Robert, Maia, Jair M., Sapucci, Luiz F., MACHADO, Luiz A. T., Vitorello, Icaro, Monico, João Francisco Galera, Holub, Kirk L., Gutman, Seth I., Filizola, Naziano, Bennett, Richard A.A dense GNSS meteorological network for observing deep convection in the Amazon. Atmospheric Science Letters. , p.n/a - n/a, 2011.

Albrecht, Rachel I., Morales, Carlos A., Silva Dias, Maria A. F.. 2011. Electrification of precipitating systems over the Amazon: Physical processes of thunderstorm development In Journal of Geophysical Research. , v.116, D08209

Alcântara, Clênia R., Silva Dias, Maria A.F., Souza, Enio P., Cohen, Julia C.P.. 2011. Verification of the role of the low level jets in Amazon squall lines In Atmospheric Research (Print). , v.100, 36-44

Battaglia, A ; Saavedra, P ; Morales, Carlos A. ; Simmer, C . Understanding three-dimensional effects in polarized observations with the ground-based ADMIRARI radiometer during the CHUVA campaign. Journal of Geophysical Research, v. 116, p. D09204, 2011.

Betts, Alan K, Silva Dias, Maria Assunção F. 2010. Progress in Understanding Land-Surface-Atmosphere Coupling from LBA Research In Journal of Advances in Modeling Earth Systems. , v.2, 1-20

DIEDHIOU, Arona, MACHADO, L. A. T., LAURENT, H.Mean Kinematic Characteristics of Synoptic Easterly Disturbances over the Atlantic. Advances in Atmospheric Sciences. , v.27, p.1 - 17, 2010.

Freitas, S. R., L. F. Rodrigues, K. M. Longo, J. Panetta "Impact of a monotonic advection scheme with low numerical diffusion on transport modeling of emissions from biomass burning" Artigo em revisao Journal of Advances in Modeling Earth Systems. JAMES (manuscrito numero 84):

Goncalves. W.A.; Sievert, S.C.; Angelis, CF.; Rodrigues, JV.; Souza, RAF. Regionalization of GOES-10 Retrieval Algorithm for South America. Accepted for publication in: International Journal of Remote Sensing, 2011.

Karmakar, P K ; Sengupta L ; Maiti, M ; Angelis C F . Some of the atmospheric influences on microwave propagation through atmosphere. American Journal of Scientific and Industrial Research, v. 1, p. 350-358, 2010.\

Karmakar, P.K ; Maiti, M ; Calheiros, A.J. P. ; Angelis C.F ; Machado, L. A. T. ; Costa, S.S . Ground Based Single Frequency Microwave Radiometric Measurement of Water Vapour. International Journal of Remote Sensing, 2010.


Karmakar, P.K. ; Maiti, M; Sett, S; Angelis, C.F; Machado, L.A.T. Radiometric Estimation of Water Vapour Content over Brazil. Advances in Space Research, 2011.

Kouadio, Yves K., MACHADO, Luiz A. T., SERVAIN, Jacques Tropical Atlantic Hurricanes, Easterly Waves, and West African Mesoscale Convective Systems. Advances in Meteorology. , v.2010, p.1 - 14, 2010.

Martin, Scot T., Andreae, Meinrat O., ARTAXO, Paulo, Baumgardner, Darrel, Chen, Qi, Goldstein, Allen H., Guenther, Alex, Heald, Colette L., Mayol-Bracero, Olga L., McMurry, Peter H., Pauliquevis, Theotonio, Pöschl, Ulrich, Prather, Kimberly A., Roberts, Gregory C., Saleska, Scott R., Silva Dias, M. A., Spracklen, Dominick V., Swietlicki, Erik, Trebs, Ivonne. 2010. Sources and properties of Amazonian aerosol particles In Reviews of Geophysics (1985). , v.48, 1-42

Martins, Rafael C.G., Machado, Luiz A.T., Costa, Alexandre A: Characterization of the microphysics of precipitation over Amazon region using radar and disdrometer data. Atmospheric Research (Print). , v.96, p.388 - 394, 2010.

Mattos, Enrique V., Machado, Luiz A.T.: Cloud-to-ground lightning and Mesoscale Convective Systems. Atmospheric Research (Print). , v.99, p.377 - 390, 2011.

Morales, C. A. R. ; da Rocha, Rosmeri P. ; Bombardi, Rodrigo . On the development of summer thunderstorms in the city of São Paulo: Mean meteorological characteristics and pollution effect. Atmospheric Research (Print), v. 96, p. 477-488, 2010

Ramos da Silva, Renato, Gandu, Adilson W., Sá, Leonardo D. A., Silva Dias, Maria A. F.. 2011. Cloud streets and land¿water interactions in the Amazon In Biogeochemistry (Dordrecht). , 1-11

Saad, Sandra I., da Rocha, Humberto R., Silva Dias, Maria A. F., Rosolem, Rafael. 2010. Can the Deforestation Breeze Change the Rainfall in Amazonia? A Case Study for the BR-163 Highway Region In Earth Interactions. , v.14, 1-25

Schneebeli, M.A., Jojhy Sakuragi, Luiz A. T. Machado, Carlos F. Angelis, Thiago Biscaro and Izabelly Carvalho: Observations of tropical rain with a polarimetric X-band radar: First results from the CHUVA campaign. Artigo em fase de Submissão - Journal. Oce. Atmos. Tec.

Tapiador, F J. ; Angelis, C F. ; Viltard, N ; Cuartero, F ; Castro, M. On the suitability of regional climate models for reconstructing climatologies. Atmospheric Research, v. 101, p. 739-751, 2011.

Williams, E. R. ; LYONS, W. A. ; HOBARA, Y. ; Mushtak, V. C. ; Asencio, N. ; Boldi, R. ; Bór, J. ; Cummer, S. A. ; Greenberg, E. ; Hayakawa, M. ; Holzworth, R. H. ; Kotroni, V. ; Li, J. ; Morales, C. ; Nelson, T. E. ; Price, C. ; Russell, B. ; Sato, M. ; Sátori, G. ; Shirahata, K. ; Takahashi, Y. ; Yamashita, K. . Ground-based detection of sprites and their parent lightning flashes over Africa during the 2006 AMMA campaign. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, v. 136, p. 257-271, 2010


4.2) Livros e Capítulos de livros:

J.C.N. Epiphanio, E.M.M. Novo, MACHADO, L. A. T. Espaço - Série

Sustentabilidade. Sao Paulo : Bluncher, 2010, v.1. p.158.

Grimm, A. M., Silva Dias, M. A. F.. 2011. Synoptic and Mesoscale Processes in the South American Monsoon. In: The Global Monsoon System: Research and Forecast, edited by Chang, C.-P.; Y. Ding; G. N.-C. Lau; R. H. Johnson; B. Wang;T. Yasunari. e ed 2. Vol. 5, 239-256: World Scientific Publishing Co. .

Kouadio, Yves K., SERVAIN, Jacques, MACHADO, L. A. T., Sombra, S. Mechanisms influencing the Strong Rainfall Epsidoes on the Estearn Nordeste of Brazil. In: Clima Tropical e Impactos sobre o Nordeste. Ed.fortaleza : Funceme, 2010, p. 198-206.

Morales, C.A. e Massambani , O. Caítulo 25. Atmosfera, Nuvens e Tempestades, em MARQUES, G. C. . Do que Tudo é Feito. 1. ed. São Paulo: EDUSP - Editora da USP, 2010. v. 1. 356 p.

4.3) Congressos

ALCÂNTARA, C. R.; DIAS, M. A. F. S. e SOUZA, E. P. Teoria de dutos atmosféricos aplicada a um caso de linha de Instabilidade da Amazônia. XVI Congresso Brasileiro de Meteorologia, 2010, Belém - PA. In: XVI Congresso Brasileiro de Meteorologia, Rio de Janeiro. Anais da XVI CBMET, 13 a 17 de setembro de 2010, p.1- 5.

ALCÂNTARA, C. R.; SILVA DIAS, M. A. & SOUZA, E. P. Wind shear associated with Amazon squall lines. Titulo do Evento: In The Meeting of the Americas, 2010, Foz do Iguaçu. Titulo do Anais: Eos Trans. AGU - Meet. Am. Suppl, Abstract., 2010. v. 91(26), p. A31B-04, 8-13/08/2010, 2p.

Costa, I.C.; Lima, W.F.A.; Vendrasco, E.P.; Angelis, C.F. Desenvolvimento de um Método para Eliminar Ruídos do Radar de São Roque. XVI Congresso Brasileiro de Meteorologia, Belém, 2010.

Machado Luiz.A.T.: Campanhas Experimentais: Retrospectivas e Perspectivas. 2010, XVI Congresso Brasileiro de Meteorologia, 2010, Belem - Para. - XVI Congresso Brasileiro de Meteorologia. Belem, 2010..

Machado, L.A.T.: The CHUVA Project: The prospects and preliminary results. Precipitation Measurement Mission - NASA-GPM. Helsinki, FI - June 2010

Machado, L.A.T.: The Pre-CHUVA Experiment and the CHUVA Project. Seatle, USA - November 2010 - NASA-GPM Planning Meeting.

Mattos, E. Luiz A.T. Machado: A Model for Cloud-to-Ground Lightning Nowcasting Using Infrared Satellite Images. International Conference on Atmosphere Eletricitity. 2011- Rio de Janeiro.

Mirian Caetano, Augusto Brandão D'Oliveira, César Strauss, Stephan Stephany, Nelson J. Ferreira: Análise comparativa de imagens de radar meteorológico e de campos de


densidade de descargas elétricas atmosféricas para eventos convectivos severos. XVI Congresso Brasileiro de Meteorologia, 2010, Belem - Para. - XVI Congresso Brasileiro de Meteorologia. Belem, 2010.

Negri, R. G., L.A.T. Machado and Borde R.: A tool to detect inner cloud top dynamics of deep convective system. International Winds Workshop. Japan, 2010.

D'OLIVEIRA, A B ; de Angelis, CF ; ARAI, N. ; Machado, L.A.T.: Estimativas de precipitação por microondas passivas com ênfase na participação brasileira no GPM. XVI Congresso Brasileiro de Meteorologia, 2010, Belem - Para. - XVI Congresso Brasileiro de Meteorologia. Belem, 2010.

OLIVEIRA, R. A. J.; MATTOS, E. V. The Spatial-Temporal Relationship between Cloud-to-Ground Lightning and Precipitation Distributions in the State of São Paulo. XIV International Conference on Atmospheric Electricity. Rio de Janeiro-RJ, Brazil. 2011.

OLIVEIRA, R. A. J.; ANGELIS, C. F. Análise do comportamento da precipitação estimada por satélite sobre áreas de intenso desmatamento na Amazônia Legal. XVI Congresso Brasileiro de Meteorologia, Belém-PA. 2010.

OLIVEIRA, R. A. J.; ANGELIS, C. F. Características e tendências da precipitação estimada por satélite sobre uma região de intenso desmatamento na Amazônia Legal: Uma comparação entre áreas de Floresta e Desmatadas. XV Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Curitiba-PR. 2011.

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P.K.Karmakar, Shubhasree Sett, Alan James P. Calheiros, Carlos Frederico Angelis and Luiz Augusto Toledo Machado Radiometric Studies of Water Vapour at 220N and 220S Over Globe; 2010 Asia-Pacific Radio Science Conference. Toyama International Conference Center ; Toyama, Japan ; September 22-26, 2010.


P.K.Karmakar, M.Maiti, Alan James P. Calheiros, Carlos Frederico Angelis and Luiz Augusto Toledo Machado Rain Attenuation Studies Over Brazil ;; 2010 Asia-Pacific Radio Science Conference ; Toyama International Conference Center ; Toyama, Japan ; September 22-26, 2010.

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QUADRO, M. F. L.; SILVA DIAS, M. A. F.; GONCALVES, L. G. G.; HERDIES, D. L. & BERBERY, E H. Characterization of the Regional Hydrologic Cycle of the South America. Titulo do Evento: In The Meeting of the Americas, 2010, Foz do Iguaçu. Titulo do Anais: Eos Trans. AGU - Meet. Am. Suppl, Abstract., 2010. v. 91(26), p. GC33A-06, 8-13/08/2010, 1p.

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Vendrasco, E. P.; Carlos F. Angelis; Edson T. Branco; Caetano T. Lo Ré; Marcelo Santos (2010) Desenvolvimento de um sistema automático de monitoramento meteorológico. XVI Congresso Brasileiro de Meteorologia 2010 - 13 a 17 de setembro, Belém - PA - Brasil.

Vendrasco, E.P.; Carlos F. Angelis; Edson T. Branco; Caetano T. Lo Ré; Marcelo Santos (2010): Sistema de Informação Meteorológica. XIX Seminário Nacional de Distribuição de Energia Elétrica SENDI 2010 – 22 a 26 de novembro, São Paulo - SP – Brasil.

4.4) Orientações

Tese de doutorado concluída

Clênia Rodrigues Alcântara. Um estuda da relação entre jato de baixos níveis e linhas de instabilidade da Amazônia. 2010. Tese (Meteorologia) - Universidade de São Paulo. Orientador: Naria Assunção Faus da Silva Dias

Meiry Sayuri Sakamoto: Análise do impacto de parâmetros satelitais no entendimento de processos convectivos tropicais e na assimilação em modelos numéricos regionais .


Tese (Meteorologia) - Universidade de São Paulo. Orientadores: tércio Ambrissi e Luiz A. T. Machado

Dissertação de Mestrado concluída

Rômulo Augusto Jucá Nascimento : Análise das tendências da precipitação sobre o Brasil e impactos do desmatamento no regime de chuvas na Amazônia Legal. 31/08/2011. Mestrado: PGMET INPE. Orientador: Carlos Frederico de Angelis

Joao Ricardo Neves. Utilização de radiometria em microondas para inferência dos conteúdos integrados de vapor d'água e água líquida de nuvem. 2011. Dissertação (Mestrado em Meteorologia) - Universidade de São Paulo, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico. Orientador: Carlos Augusto Morales Rodriguez.

Iniciação Científica em andamento:

William Minhoto:.Explorando a Meteorologia,Graduando em Bacharelado em Meteorologia,- Universidade de São Paulo. Orientador: Carlos Augusto Morales Rodriguez

Dissertações de mestrado em andamento:

Gláuber Camponogara. Extremos de precipitação diária e estrutura vertical da atmosfera: aspectos termodinâmicos e efeitos de aerossóis. Dissertação (Meteorologia) - Universidade de São Paulo. Orientador: Maria Assunção Faus da Silva Dias

Flávia Matioli da Silva. O desenvolvimento das Tempestades na Cidade de São Paulo: Avaliação das Características Meteorológicas e a Influência da Poluição.. Início: 2010. Dissertação (Mestrado em Meteorologia) - Universidade de São Paulo, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível, Orientador: Carlos Augusto Morales.

Adaina Gomes. Estudo do escoamento atmosférico no CLA durante Experimento GPM2010 usando modelo WRF. Inicio: 2011, Dissertação (Mestrado em Meteorologia) – INPE, Orientador: Gilberto Fisch

Teses de doutorado em andamento

Mário Francisco Leal de Quadro. Análise dos Mecanismos de Formação, Manutenção e Dissipação da ZCAS em Diferentes Escalas Espacial e Temporal Associadas. Tese (Meteorologia) - Universidade de São Paulo. Orientador: Maria Assunção Faus da Silva dias

Enrique Vieira Mattos. Impacto da microfisica de nuvens na eletrificação de tempestades. 2010. Tese (Meteorologia) - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Orientador: Luiz Augusto Toledo Machado

Weber Andrade Gonçalves. Efeito do desmatamento e aerossóis de queimadas nos


processos físicos das nuvens. 2009. Tese (Meteorologia) - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Orientador: Luiz Augusto Toledo Machado

Alan Calheiros. Estimativa de precipitação de nuvens quentes. 2009. Tese (Meteorologia) - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Orientador: Luiz Augusto Toledo Machado

Renato Galante Negri. Analise da convenção utilizando a divergência do vento em altos níveis com satélite. 2008. Tese (Meteorologia) - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Orientador: Luiz Augusto Toledo Machado

Wagner Flauber Araujo Lima. Estimativa da Precipitação utilizando os canais de Microondas: Analise do efeito dos hidrometeoros na Radiação espalhada. 2006. Tese (Meteorologia) - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Orientador: Luiz Augusto Toledo Machado

Evandro Moimaz Anselmo. Morfologia das Tempestades no Brasil. Início: 2010. Tese (Doutorado em Meteorologia) - Universidade de São Paulo. Orientador: Carlos Augusto Morales

4.5) Cursos organizados

Além dos cursos realizados pelo Projeto nos locais da campanha, foram organizados dois cursos à comunidade de modelagem numérica de nuvens:

A) Titulo: Clouds, Storms and Climate Ministrante: Dr. William R. Cotton – Department of Atmospheric Sciences – Colorado State University Período 20 a 26 de outubro de 2010 Tópicos: Microphysics in Cloud Models, Cumulus Dynamics, Marine Stratocumulus, Cumulonimbus, Mesoscale Convective Sytems, Clouds Storms and Climate. Participantes: 40 inscritos das seguintes instituições IAG/USP, IF/USP, CPTEC/INPE, ELAT/INPE, IPEN, FSP/USP, UEA/INPA, UFTPR. Comentários:

O palestrante é considerado hoje um dos grandes especialistas internacionais na área de modelagem dos processos microfísicos em nuvens. Suas aulas enfocaram os aspectos mais relevantes de cada um dos tópicos listados acima com o enfoque do estado da arte. B) Titulo: Hands-on training on BRAMS for Cloud Dynamics and Microphysics and Aerosol Interactions Ministrante: Dr. Gustavo Carrió – Department of Atmospheric Sciences - /Colorado /state University Período: 22 de fevereiro a 3 de março de 2011


Tópicos: 1. Effects of Saharan dust on storms and anvil-cirrus occurred over the peninsula of Florida: Mesoscale cloud resolving simulations (CRM) and Large Eddy Simulations (LES) with a moving domain. Sensitivity to CCN, GCCN, and IFN. 2. Effects of pollution entering the Arctic basin and its climatic implications: Arctic clouds case study (30-h) and two series of multi-month micro-scale simulations coupled to the Los Alamos sea-ice model. A new aerosol indirect effect. Sensitivity of surface energy budget to CCN and IFN. 3. Development of an aerosol (CCN and IFN) retrieval: An innovative (first-time) use of data assimilation with LES models. Method description and test. An exploratory study assimilating raw satellite radiances into an LES model to infer microphysical unknowns. Brainstorming about many potential uses of similar approaches. 4. Effects of the growth of an urban complex on convection and precipitation: Mesoscale simulations using the Town Energy Budget (TEB) urban model to represent satellite-based city coverages. Land-use and urban pollution direct and indirect effects. Sensitivity to the intensity of urban CCN sources. A non-monotonic behavior of precipitation 5. Analysis of the urban pollution effects for different a wide variety of instability conditions: A large number of mesoslcale simulations using RAMS+TEB to extend the conclusions of the previous study to many atmospheric conditions. A closer focus on the non-monotonic response of precipitation to urban pollution. 6. Tickles to the Giant or Another David's Slingshot ?! A feasibility study on the mitigation of hurricanes: Multigrid simulation focused on the effects of CCN sub-cloud concentrations on the evolution of hurricanes. Again, the non-monotonic responses, but now also dynamic effects. 7. Supercell storms and tornadogenesis: Multi-grid cloud resolving simulations focused on the effects of CCN and GCCN. Now aerosol dynamic effects on a smaller-scale. Participantes: 20 inscritos das seguintes instituições IAG/USP, IF/USP, CPTEC/INPE

Comentários: O curso foi estruturado com aulas teóricas pela manhã e trabalhos práticos ‘a tarde sob orientação do Dr. Carrió. Um dos focos principais foi o uso dos novos módulos de microfísica do RAMS 6 que estão sendo agora transferidos para o BRAMS. Com esses módulos a evolução estatística de uma população de gotas é melhor representada através do uso da técnica de dois momentos. Outro foco importante foi na caracterização físico-química dos aerossóis que são usados para formar o conjunto de núcleos de condensação de nuvens (CCN). Este aspecto é particularmente relevante para situações em que ocorrem emissões de diferente compostos por queimadas e também por regiões urbanas.


5) Descrição da aplicação dos recursos de Reserva Técnica e Benefícios Complementares

5.1) Reserva Técnica:

5.1.1) Material Permanente:

a. Disco Duro Portátil - 290,00 reais Justificativa: Equipamento adquirido para backup dos dados coletados no campo

b. Complementação para compra de Toughbook (notebooks robustos para o campo). 5934,00 reais. Justificativa: Havíamos previsto no projeto (material permanente) comprar 3 notebooks, mas decidimos comprar Toughbook que resistem mais as condições

de campo. Como esses computadores são mais caros, tivemos que complementar

a compra com esse valor adicional.

5.1.2) Despesas com transporte

a. Despesa com transporte -Dr. Jorge Martins - 507,5 reais Justificativa: Pagamento das despesas de transporte (pedágio e combustível) do Dr. Jorge Martins, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná- Engenharia Ambiental - Campus Londrina para São José dos Campos no INPE. O objetivo foi participar (com mais dois alunos) da reunião preparatória do experimento CHUVA em fevereiro de 2011.

5.1.3) Serviços de terceiros

a. Transporte do radar Banda X de Fortaleza para Belém serviço de guindaste para colocação e retirada de instalação - 18488,41 reais Justificativa: O radar Banda X, após ser utilizado em Fortaleza precisou ser contratado uma transportadora para levá-lo a Belém. Fotos do site mostram o transporte do caminhão. Necessitou-se também de serviço de guindaste para içá-lo e retira-lo da torre de Fortaleza e do teto do prédio do Departamento de Meteorologia da UFPA.

5.1.3) Despesas com Importação

a. Compra dos balões Lagrangianos - 8800,00 reais Justificativa: Valor pago para a compra dos dois balões que foram lançados no experimento CHUVA-Belém do Smith College-USA.

5.2) Benefícios Complementares:


a. Passagem para participar da ICAE (International Conference on Atmosphere Electricity) - 1157,32 reais. (Luiz Machado) Justificativa: Participar da reunião CHUVA-GLM (anexo 12) para apresentar o experimento CHUVA Vale do Paraíba e discutir o planejamento da missão.

b. 1/2 diária para participar da ICAE (International Conference on Atmosphere Electricity) - 90,00 reais.(Luiz Machado) Justificativa: Participar da reunião CHUVA-GLM (anexo 12), no dia 8/8 para apresentar o experimento CHUVA Vale do Paraíba e discutir o planejamento da missão.

c. Passagem para participar da III Conferência do Integrated Land Ecosystem-Atmosphere Processes Study, iLEAPS - 3284,94 reais. Justificativa: Compra da passagem para viagem ao exterior, participar da III iLEAPS (de 18 a 23 Set 2011) em Garmisch-Partenkirchen, Germany - Gilberto Fisch.


6) Solicitação e Justificativa de Aditivos, Mudanças no calendário e dos locais dos experimentos

6.1) Mudança de locais e datas dos Experimentos O projeto previa um experimento em Santa Maria, de 15 dias e outro em Londrina com o mesmo período de duração. Após a experiência dos experimentos anteriores, consideramos que seria mais apropriado realizar uma campanha maior em somente um local. Desta forma solicitamos que esses dois experimentos sejam realizados com duração de 45 dias em um local no sul do Brasil. No momento o local mais apropriado é Foz do Iguaçu nos meses de Novembro e Dezembro de 2012. O experimento de Brasília, previsto para Outubro de 2012, solicitamos que seja mudado para Fevereiro-Março de 2013, com a possibilidade de mudar o local para Belo Horizonte onde um novo radar polarímetro foi instalado e poderá complementar as medidas. O Experimento de Manaus, previsto para 2012, solicitamos mudá-lo para Fevereiro e Março de 2014 para ser realizado em parceria com a campanha do GoAmazon2014 (anexo 11). Lembramos que todos os experimentos terão uma duração maior que os 15 dias previstos, por essa razão será necessário, ao longo dos anos ter aditivos de diárias e passagens.

Nova proposta de campanhas do CHUVA Jan FEB Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dez

2010 Centro de Lançamento

de Alcântara

2011 Fortaleza Fortaleza Belém Belém Vale do Paraíba

Vale do Paraíba

2012 Foz do Iguaçu

Foz do Iguaçu

2013 Brasília ou Belo

Horizonte

Brasília ou Belo

Horizonte

2014 Manaus Manaus

6.2) Solicitação de Aditivos 6.2.1) Diárias Os experimentos tiveram uma duração maior que a prevista inicialmente. Isso se deve principalmente a grande estrutura montada para a realização da campanha para ser explorada no curto período de 15 dias. Além disso, as condições de tempo e clima podem não ser propícias no período determinado. Logo, as campanhas estão sendo realizadas com duração mínima de 30 dias, mas a campanha do Vale do Paraíba que irá ocorrer em 2011 terá duração de 60 dias para explorar a rede inédita de descargas elétricas que será instalada na região para essa campanha. Desta forma, solicita-se um complemento, para essa campanha e para a reunião de análise dos dados do projeto CHUVA


(Agosto de 2012). Para a campanha será necessário 30 diárias adicionais para 5 pessoas. As diárias estão no valor de 180,00 reais. Para o Workshop de duração de 2 dias, solicita-se diárias adicionais para 20 pessoas, totalizando mais 40 diárias. Logo o valor solicitado é de : 34200,00 reais. 6.2.2) Passagens Como o experimento terá maior duração, necessitando o revezamento de pessoas e como o grupo de pesquisadores envolvidos com o Projeto cresceu muito acima do esperado iremos precisar de um pequeno aumento para a reunião anual e o experimento do Vale do Paraíba de 20 passagens no valor de 1000 reais cada, totalizando um valor de 20000,00 reais. 6.2.3) Bolsa de Treinamento Técnico- nível II - valor mensal 634,80 reais. O Projeto inicial solicitou uma bolsa de treinamento técnico, contudo ela não foi aprovada e para contornarmos essa situação conseguimos que o INPE pagasse um analista que desenvolveu toda a parte do banco de dados e acesso aos dados do CHUVA pela comunidade (veja anexo 6 do relatório#1 ). Agora esse analista irá deixar o CPTEC para trabalhar em outra atividade, mas se compromete em orientar um TT para continuar a implantação do banco de dados. Por essa razão, solicitamos que seja reavaliado esse TT, uma vez que o INPE não mais arcará com o custo desta pessoa extra totalmente dedicada ao CHUVA. O projeto de pesquisa da bolsa se encontra no ANEXO 21. Essa é uma função fundamental, pois consiste em armazenar e disponibilizar os dados através de um banco de dados. Do ponto de vista da formação do bolsista, esse será formado nesta área podendo ter um considerável desenvolvimento, haja visto que esse banco de dados é baseado em um sistema Web de Pedidos utilizando várias tecnologias de banco de dados e tecnologia da informação, considerando os requisitos obtidos junto aos pesquisadores do Projeto. Esse banco pode servir de exemplo para outras ações que necessitem esse tipo de ferramenta. 6.3) Solicitação de Inclusão de novos pesquisadores no Projeto O experimento CHUVA-GLM (Vale do Paraíba) foi ampliado e terá a participação do pessoal do USA e Europa que estarão responsáveis pelas instalações das redes de medidas de descargas elétricas (Veja anexo 12, 13, 14 e 15). Portanto, solicito a inclusão dos nomes abaixo na lista de participantes do Projeto.


Estrangeiros:

Nome Instituição Passaporte País de cidadania e-mail Steven J. Goodman NOAA NESDIS 820314100 Estados Unidos [email protected] Scott D. Rudlosky University of Maryland 477319964 Estados Unidos [email protected] Richard J. Blakeslee NASA MSFC 820432375 Estados Unidos [email protected] Jeffrey C. Bailey University of Alabama

Huntsville 405013091 Estados Unidos [email protected]

John Hall University of Alabama

Huntsville Estados Unidos [email protected]

Paul R. Krehbiel New Mexico Institute of

Mining and Technology 216008111 Estados Unidos [email protected]

Harald E. Edens New Mexico Institute of

Mining and Technology NUP0026P5 Holanda [email protected]

Bill Rison New Mexico Institute of

Mining and Technology 218327281 Estados Unidos [email protected]

Ronald Thomas New Mexico Institute of

Mining and Technology Estados Unidos [email protected]

Earle Williams Massachusetts Institute

of Technology 447421052 Estados Unidos [email protected]

Robert Holzworth University of

Washington 210966778 Estados Unidos [email protected]

Hartmut Höller DLR, Institut für Physik

der Atmosphäre 8357043358 Alemanha [email protected]

Lothar Friedrich

Oswald DLR, Institut für Physik

der Atmosphäre 8213256591 Alemanha [email protected]

Andreas Besner DLR, Institut für Physik

der Atmosphäre Alemanha [email protected]

Jean-Yves Lojou Vaisala Inc. 07 CH 777 52 France [email protected] Jorge Campos Vaisala Inc. 39731893 Estados Unidos [email protected] Bryan Mark Brady Vaisala Inc. 57590504 Estados Unidos [email protected] Brent Michael Webb Vaisala Inc. 422048131 Estados Unidos [email protected]

Brasileiros:

Nome Instituição CPF e-mail Daniel da Silva Vaisala Inc. 803.258.070-00 [email protected] Rosangela Barreto

Biasi Gin FEI 116.195.518-61 [email protected]

Documents

PROJETO CHUVA - chuvaproject.cptec.inpe.brchuvaproject.cptec.inpe.br/portal/pdf/relatorios/relatorio_2011.pdf · Relatório Projeto CHUVA - FAPESP 2009/15235-8 6 devido as tempestades