PROJETO CHUVA - chuvaproject.cptec.inpe.brchuvaproject.cptec.inpe.br/portal/pdf/relatorios/2014/relatorio... · Daniel Vila - CPTEC/INPE Gilberto Fernando Fisch - DCTA/IAE ... Resumo

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

Daniel Vila - CPTEC/INPE

Gilberto Fernando Fisch - DCTA/IAE

Maria Assunção da Silva Dias - USP/IAG

Rachel Albrecht – CPTEC/INPE

Projeto Temático FAPESP - 2009/15235-8

Relatório Parcial #4 - Julho 2013 - Maio 2014


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 2013-2014 4

1.1) Descrição das Atividades 4

1.2) Descrição e avaliação dos apoios Institucionais 7

2) Discussão sobre as atividades 2014-2015. 8

3) Descrição dos trabalhos e perspectivas dos Working Grupos 9

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

Projeto.

30

5) Descrição da aplicação dos recursos de Reserva Técnica e Benefícios Complementares 41

6) Solicitação e Justificativa de Aditivos, Mudanças no calendário e de Remanejamentos 41

7) Relatório Bolsa TT 43

ANEXOS

ANEXO 1 ACRIDICON-CHUVA Workshop

ANEXO 2 Solicitação de licença científica para o ACRIDICON-CHUVA

ANEXO 3 Resumo descritivo do primeiro período intensivo – CHUVA-Manaus

ANEXO 4 Cloud and rain liquid water statistics in the CHUVA campaign – artigo publicado no Atmospheric Research.

ANEXO 5 Droplet Size Distributions as a function of rainy system type and Cloud Condensation Nuclei concentrations – artigo

publicado no Atmospheric Research.

ANEXO 6 Inner convective system cloud-top wind estimation using multichannel infrared satellite images – artigo publicado no

International Journal of Remote Sensing

ANEXO 7 Combining a Cloud-Resolving Model with Satellite for Cloud Process Model Simulation Validation – artigo publicado

no Journal of Applied Meteorology and Climatology

ANEXO 8 Análise da convecção resolvida explicitamente pelo modelo BRAMS a partir da comparação com radiâncias de

satélites” a revista brasileira de meteorologia

ANEXO 9 Effect of Turbulence Parameterization on Assessment of Cloud Organization” artigo a ser sumetido ao Montly Weather

Review.

ANEXO 10 Diurnal variation of precipitation in central Amazon Basin – artigo publicado no International Journal of Climatology.

ANEXO 11 Investigating the ice water path in convective cloud life cycles to improve passive microwave rainfall retrievals –

artigo submetido ao Journal of Hydrology

ANEXO 12 X-Band Radar Signatures Related to the Frequency of Lightning Activity – artigo em fase de submissão ao Journal of

Atmospheric Science.

ANEXO 13 Lightning and Microphysical Characteristics of Incipient Isolated Storms – extended abstract ICAE 2014.

ANEXO 14 The CHUVA Project – how does convection vary across Brazil? – artigo em fasse de publicação no Bulletim of

American Meteorological Society.

ANEXO 15 Artigo sobre o CHUVA e GoAmazon na revista Pesquisa FAPESP.

ANEXO 16 Descrição geral do Projeto RELAMPAGO

ANEXO 17 Benefícios complementares Luiz Machado

ANEXO 18 Benefícios complementares Gilberto Fisch

ANEXO 19 Relatório de bolsa TT.


1) O Projeto CHUVA no ano 2013-2014.

1.1) Descrição das Atividades

O objetivo do Projeto CHUVA é realizar sete campanhas em diferentes regiões do

país que permitirão definir as características microfísicas dos principais regimes

de precipitação do país e consequentemente 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. Dessas sete campanhas, 6 já foram realizadas e a sétima

está em andamento. Após Alcântara/MA, Fortaleza/CE, Belém/PA, Vale do

Paraíba/SP, Santa Maria, São Paulo e o primeiro período intensivo do GoAmazon-

CHUVA o projeto se prepara para última etapa, o segundo IOP do GoAmazon em

setembro-outubro de 2014. Essa última campanha do Projeto CHUVA será

realizada dentro de uma grande campanha internacional com o Departamento e

Energia Americano (DOE) que financiará os equipamentos do ARM(Atmospheric

Radiation Measurement) e o avião G1 do PMNL (Pacific Northwest National

Laboratory) e da Alemanha com o avião HALO do DLR. Detalhes deste experimento

serão apresentados ao longo deste relatório. Para organizar a cooperação científica

internacional dessa cooperação o Projeto está organizando um workshop em Maio

em São José dos Campos intitulado – “ Workshop on Convective Clouds planned to

be studied within the joint cooperation ACRIDICON-CHUVA campaing”. Uma

descrição detalhada deste workshop se encontra no ANEXO I. Neste workshop

teremos a participação de renomados pesquisadores como os diretores do Max

Plack Institute e do Insitutto de Meterologia da Universidade de Liepzig, o Dr.

Daniel Rosenfeld da Hebrew University, pesquisadores do DOE, Havard entre

outros. O HALO mission ACRIDICON (do inglês, High Altitude and Long Range

Aircraft mission Aerosol, Cloud, Precipitation, and Radiation Interactions and

Dynamics of Convective Cloud Systems) é a missão que será realizada em setembro

e outubro de 2014 na última campanha do projeto CHUVA. O ANEXO II que

apresenta uma descrição do experimento é um dos documentos que foram

preparados para a obtenção da licença científica do CNPq para o voo da aeronave.

Um memorando de entendimento também foi preparado entre a AEB e o DLR para

criar um quadro oficial de responsabilidades durante a campanha. No Workshop

temos uma participação estimada de 40 pesquisadores que irão interagir para

potencializar a interação entre pesquisadores brasileiros e estrangeiros.

O ano 2013 foi dedicado a preparação desta grande campanha o GoAmazon na qual

o CHUVA corresponde a uma das mais importantes contribuições brasileiras ao

experimento. Este ano foi dedicado ao levantamento dos sites em Manaus, a

preparação da instrumentação e transporte, instalação dos equipamentos,

definição de estratégias de medidas com o pessoal da ARM-DOE e realização da


campanha durante fevereiro e março e solicitação e preparação da campanha em

setembro-outubro. O ANEXO III descreve o experimento da fase intensiva

fevereiro-março. Em agosto e setembro de 2013 realizamos missões para definir

os sítios de medidas, estabelecer a cooperação com o SIPAM que opera os radares

banda S, com a aeronáutica para o lançamento de sondagens e nos reunimos com o

PI do GoAmazon e com a Dra. Courtney Schumacher da Univ. do Texas para

estabelecer os procedimentos científicos. Durante a campanha realizamos

radiosondagens, relatórios diários sobre o tempo, operamos o container de

medidas em Manacapuru, o container do radar no site T3 e uma central de

operações no SIPAM e realizamos reuniões diárias com o grupo da aeronave,

apoiando a operação na previsão do tempo e na definição dos voos. Finalmente,

colocamos em operação um sistema operacional de nowcasting em tempo real

(http://sigma.cptec.inpe.br/sosmanaus/) que permite coordenar a logística de

todo o experimento.

Esse ano de projeto também foi destinado a fechar diversos estudos que estavam

em andamento, o projeto publicou um artigo que descreve as diferenças regionais

e características dos processos físicos no interior das nuvens cumprindo com um

dos principais objetivos do projeto CHUVA. O artigo – “Cloud and rain liquid water

statistics in the CHUVA campaign” publicado na revista Atmospheric Research é

encaminhado no ANEXO IV. Esse estudo permitiu classificar e definir

regionalmente os diferentes processos de nuvens para os diferentes regimes de

precipitação no Brasil e principais tipos de nuvens precipitantes. Essa

discretização ajudou na determinação dos padrões médios para os diversos tipos

de precipitação, em especial, aquelas associadas às nuvens quentes, que é o foco

principal deste Projeto. Outro artigo que foi publicado na mesma revista foi o

artigo “Droplet Size Distributions as a function of rainy system type and Cloud

Condensation Nuclei concentrations” (ANEXO V). Neste trabalho foi realizada

análise de três tipos de padrão diário onde foi observada presença de chuva,

chamados de chuva Estratiforme, Convecção Local e Convecção Organizada. Dentre

os dias com estas classificações foram analisados eventos sujeitos a diferentes

concentrações de CCN. A análise estatística dos eventos com padrão Chuva

Estratiforme mostrou que estes eventos apresentaram diminuição do diâmetro

médio ponderado pela massa e aumento na concentração total de gotas com o

aumento na carga de CCN. Para o padrão Convecção Local não foi observado

relação de proporcionalidade entre as concentrações de CCN e as propriedades dos

eventos como no caso de chuvas estratiformes. Os aerossóis não apresentaram

efeito uniforme sobre os eventos com padrão Convecção Local, mas, ao analisar as

DSD normalizadas em cada caso, notou-se aumento na participação de gotas

grandes com o aumento de CCN e queda na participação de gotas menores. Para o

padrão Convecção Organizada o estudo foi inconclusivo, uma vez que os eventos

ocorridos nestes dias apresentaram características tanto estratiformes quanto

convectivas. Outros dois artigos publicados apresentam técnicas empregadas para

http://sigma.cptec.inpe.br/sosmanaus/


avaliar a convecção para nowcasting ou para avaliar a modelagem em alta

resolução (Inner convective system cloud-top wind estimation using multichannel

infrared satellite images – publicado no International Journal of Remotre Sensing –

ANEXO VI) e o artigo “Combining a Cloud-Resolving Model with Satellite for Cloud

Process Model Simulation Validation” publicado no Journal of Applied Meteorology

and Climatology (ANEXO VII). Nesse artigo desenvolvemos a técnica de combinar

a modelagem dos processos físicos com modelagem de transferência radiativa para

gerar imagens de satélites e radar e estudar a microfísica das nuvens e verificar

como os modelos numéricos reproduzem os campos de nuvens. Com essa técnica

realizamos os primeiros estudos com o modelo BRAMS que foram submetidos no

artigo (em revisão) “Análise da convecção resolvida explicitamente pelo modelo

BRAMS a partir da comparação com radiâncias de satélites” na revista brasileira de

meteorologia (ANEXO VIII). O emprego desta metodologia permite apontar as

deficiências no esquema de resolução explicita de nuvens dos modelos e gerar uma

base microfísica dos principais sistemas precipitantes no Brasil. Nesta mesma

linha um trabalho em fase final (ANEXO IX) “Effect of Turbulence

Parameterization on Assessment of Cloud Organization” será submetido ao Montly

Weather Review. Esse estudo que emprega a mesma técnica nos dados do CHUVA

SUL encontra um problema nos modelos de alta resolução em reproduzir as

escalas espaciais e temporais observadas na natureza. Para avaliar o problema

foram realizados testes avaliando o efeito da parametrização da turbulência em

três dimensões. A hipótese é que os modelos não reproduzem corretamente o

entranhamento e permitem que nuvens pequenas cresçam e se desenvolvam com

muito mais vigor que observado na natureza. Outro trabalho realizado, na

preparação para o experimento na Amazônia foi o estudo “Diurnal variation of

precipitation in central Amazon Basin” , artigo publicado no International Journal

of Climatology (ANEXO X) que avalia o efeito da brisa e da cidade nos campos de

precipitação. Na componente de estimativa de precipitação o artigo “Investigating

the ice water path in convective cloud life cycles to improve passive microwave

rainfall retrievals” foi submetido ao Journal of Hydrology e está na fase final de

revisão (ANEXO XI). Este trabalho mostra a importância em considerar o efeito da

fase do ciclo de vida das nuvens para melhorar a estimativa de precipitação por

satélites, cumprindo com um dos objetivos do projeto. Do ponto de vista da

eletrificação das nuvens um estudo sobre as características das nuvens, ou melhor,

das propriedades polarimétricas do radar em função da frequência de descargas

elétricas permitiu fazer uma caracterização da severidade dos eventos e da

microfísica no interior das nuvens. O Artigo “X-Band Radar Signatures Related to

the Frequency of Lightning Activity” (ANEXO XII) que está em processo de

submissão a revista Journal of Atmospheric Science. Nesse artigo fica claro como as

propriedades microfísicas das nuvens evoluem a medida que a eletrificação das

nuvens aumenta. Um segundo artigo está sendo preparado, já se encontra em fase

final, avalia a mudança dos processos microfísicos das nuvens a partir da fase onde

a nuvem ainda não tem nenhuma descarga elétrica para a primeira descarga intra-


nuvem até a primeira descarga nuvem solo. Um resumo deste trabalho foi

submetido e aprovado para apresentação oral no ICAE 2014 (International

Conference on Atmospheric Electricity), o resumo estendido se encontra no

ANEXO XIII. Vários outros trabalhos foram realizados, submetidos e publicados,

mas o detalhamento destes se encontra na sessão 3. Um trabalho importante que

foi realizado e já está aprovado no Bulletin of American Meteorology Society foi o

trabalho “The CHUVA Project – how does convection vary across Brazil?” (ANEXO

XIV). Esse trabalho faz uma descrição geral sobre o projeto, os principais

resultados e discute a diferença entre a convecção tropical no Brasil.

O projeto foi o assunto de capa da revista Pesquisa FAPESP no número de março

(ANEXO XV) e foca principalmente no experimento do GoAmazon. O projeto

participou de diversos Congressos Internacionais e hoje conta com uma grande

rede de pesquisa internacional e o desenvolvimento de projetos futuros como

RELAMPAGO que está sendo preparado para acontecer em 2016 no norte da

Argentina e Sul do Brasil (ANEXO XVI). Além de pesquisadores nacionais em todas

as regiões que o CHUVA esteve presente diversos pesquisadores internacionais se

associaram ao projeto e estão realizando pesquisa com os dados e grupos de

pesquisa do CHUVA. Consequentemente, uma considerável quantidade de alunos

está envolvida interagindo em diversos fóruns científicos criados pelo projeto

como os Workshops internacional do CHUVA ou o Worskhop internacional do

ACRIDIDCON-CHUVA ou o Congresso Brasileiro de Meteorologia que dedicou uma

sessão especial ao projeto ou realizando Iniciação Científica, Mestrados, Doutorado

e Pós-Doutorado. Neste contexto, julgo que o projeto cumpriu as metas com

sucesso e desenvolveu as áreas de processos físicos das nuvens, de previsão

imediata do tempo, de interação modelos em alta resolução e radar-satélite e na

estimativa de precipitação por satélite e radar. Agora o projeto tem mais uma

etapa, o segundo experimento intensivo do GoAmazon e o último experimento do

CHUVA. Esse último experimento é o mais completo experimento do CHUVA, duas

aeronaves laboratório estarão voando e permitindo validar os resultados obtidos

através de sensoriamento remoto. Além disso, uma grande rede de pesquisa está

estabelecida, sendo o CHUVA um dos pilares desta rede. Desta forma, estamos

solicitando a prorrogação do projeto por um ano uma vez que o CHUVA está

previsto se encerrar em Julho de 2014. Esse ano adicional permitirá realizar a

campanha de Setembro – Outubro, preparar a base de dados e explorar os

resultados desta campanha bem como as de outros experimentos.

1.2) Descrição e avaliação do apoio institucional

O INPE como Instituição executora, bem como a USP e o DCTA apoiaram e estão

apoiando, de forma efetiva a preparação e a realização de todas as campanhas do

Projeto. Esse apoio se concretizou através do uso da infraestrutura dos


Laboratórios, principalmente o LIM (Laboratório de Instrumentação Meteorológica

do INPE), do uso dos meios de transportes, mas fundamentalmente pelos recursos

humanos que participaram de todas as etapas do projeto. Gostaria de agradecer

em particular neste ano o SIPAM que apoiou o experimento de forma efetiva e o

Comando da Aeronáutica que deu apoio a diversas atividades do CHUVA

GoAmazon.

Neste terceiro 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. Juliana Marton que cuidou

da parte administrativa dos experimentos, a participação ativa dos engenheiros e

técnicos Jorge Mello e Jorge Marton pela dedicação na preparação, montagem,

coleta de dados e desmontagem dos experimentos. Ao Thiago Biscaro que cuidou

do radar e aos alunos que ficaram um longo período na Amazônia realizando as

atividades do projeto. Gostaria de agradecer especialmente ao Mário Figueiredo,

Denis Silva e Cíntia Freitas e sua equipe pela preparação e manutenção da página

Web e do SOS CHUVA permitindo o acompanhamento em tempo real do

experimento e a preparação da base de dados.

2) Discussão sobre as atividades 2014-2015.

O Projeto CHUVA oficialmente se encerra em Julho de 2014. Contudo, estamos

solicitando uma prorrogação de um ano. Caso seja aprovada a solicitação de

prorrogação esses são os trabalhos a serem realizados em 2014:

a) O Segundo IOP em Manaus – O GoAmazon-ACRIDICON-CHUVA. Há um

grande trabalho administrativo e operacional para organizar e preparar o

experimento. A autorização de voo das aeronaves G1 (americana) e HALO

(Alemã) depende de inúmeros documentos e relatórios a serem

preparados, entre eles o MOU, a licença do CNPq e a autorização de voo das

aeronaves pela Defesa. Esse esforço está sendo realizado com apoio da

cooperação e relações internacionais do INPE e da AEB (o HALO está sendo

feito pela AEB). Fora está parte há a preparação da infraestrutura dos

equipamentos do CHUVA, o radar por exemplo, precisa ser totalmente

revisado e calibrado e o local de instalação ser adequado para eliminar os

problemas de energia que comprometeu alguns dados. Uma nova operação

de radiossondas intensivas, a reinstalação de equipamentos que foram

guardados para o segundo IOP e a otimização do SOS-CHUVA são tarefas a

serem realizadas até Agosto. De Agosto a Novembro teremos o experimento

com dezenas de pessoas no campo, a operação conjunta das duas

aeronaves, a preparação de modelagem em alta resolução para o período e


a desmontagem do experimento. Em Novembro os equipamentos serão

desmontados e retornarão para Cachoeira Paulista.

b) O Experimento GoAmazon 2015. A continuação do experimento em 2015

pelo ARM permitirá manter uma base de coleta de dados mais adequada,

levando em conta períodos com baixa frequência de chuvas e aumentando a

amostragem de eventos. A prorrogação do projeto até Junho de 2015

permitirá que esses dados continuem sendo analisados e os trabalhos

científicos sendo realizados e as parcerias concretizadas.

c) A preparação do Experimento e proposta – Relâmpago. Os anos de 2014

e 2015 serão fundamentais para o fechamento do projeto e preparação para

o Experimento Relâmpago. Reuniões preparatórias, apresentação da

proposta e finalização do projeto e submissão de propostas são tarefas a

serem realizadas nesse ano final do projeto CHUVA.

d) A intercomparação de sensores de descargas elétricas – Nesse ano

teremos o fechamento de vários estudos, entre eles a intercomparação dos

diversos sensores de descargas elétricas que foram instalados e operaram

durante o CHUVA VALE.

e) A interação Nuvens-Precipitação-Aerossol. Essa será um dos principais

tópicos de pesquisa nesse ano e utilizará as medidas das aeronaves para

validar medidas de radar e satélite e estudar em profundidade a interação

entre aerossóis e precipitação. Certamente com os meios e as equipes que

estarão presentes no experimento uma contribuição significativa será dada

a essa temática.

f) Fechamento de estudos com o CHUVA. Conforme descrito há diversos

trabalhos em andamento e submetidos que necessitarão de um grande

esforços para serem concluídos e publicados.

g) A manutenção do banco de dados após o CHUVA . A base de dados do

projeto continuará a ser explorada por vários anos. Para tanto, será

necessário deixar essa base de dados processada, organizada e

disponibilizada em banco de dados de forma que o projeto continue

fomentando a pesquisa na área, mesmo após o encerramento do projeto.

3) Descrição dos Trabalhos e Perspectivas dos Working Grupos

Os Working Groups (WG) realizaram diversos trabalhos transversais aos tópicos

especíoficos de cada WG. Essa grande interação entre od WGs do projeto é de se


esperar uma vez que o Projeto se encontra no último ano e está interação é

necessária para o cumprimento das realizações das metas propostas no projeto. A

parte científica realizada consiste basicamente nos trabalhos publicados, aceitos

ou em elaboração, ou nas participações em Congressos Internacionais e nas teses e

Dissertações que foram concluídas ou estão em andamento. O que se descreve

abaixo são mais estudos perspectivos das temáticas que serão tratadas em

específico no ano prorrogação que o projeto está pleiteando. No último relatório

essa sessão não será mais apresentada separado em grupos mas uma análise geral

dos objetivos propostos e realizados.

3.1) WORKING GROUP – 1: CHARACTERISTICS OF THE PRECIPITATING

SYSTEMS AS FUNCTION OF THE REGION AND LIFE STAGE. Responsável: Luiz

Augusto Toledo Machado.

O WG 1 tem a perspectiva de trabalho em diversas linhas neste ano adicional do

projeto. Duas importantes temáticas estão previstas, uma é relacionada com a

interação aerossol-nuvem do ponto de vista do sistema de nuvem de suas

características microfísicas e da fase do ciclo de vida. Essa parte será realizada

utilizando basicamente os dados de radar e aeronave laboratório. A outra temática

é relativo a evolução microfísica das nuvens e a formação de descargas elétricas.

Essas duas temáticas são abordadas de forma abreviada nos parágrafos abaixo.

Outros assuntos que estão sendo abordados estão relacionados com a estimativa

de precipitação de nuvens quentes, com a trajetória dos sistemas precipitantes

para apoiar a previsão imediata e a dificuldade da modelagem em alta resolução

em organizar corretamente a convecção. Contudo, em função da limitação de

tamanho do relatório apresentamos abaixo somente algumas considerações dos

três primeiros assuntos:

As Figuras 3.1.1 a,b e 3.1.2 mostram dados coletados pela aeronave G-1 no dia 22

de Fevereiro de 2014. A Figura 3.1.1a mostra a trajetória da aeronave ao longo do

voo, sendo as cores associadas à altitude do avião. A elipse em amarelo destaca

uma região de interesse que será comentada adiante. Partindo de Manaus, o avião

coletou dados na altitude aproximada de 600 m, realizando o padrão alternado

ilustrado em azul escuro na Figura 3.1.1a. A seguir o avião repetiu o mesmo padrão

de voo, mas em aproximadamente 1500 metros (azul claro). Antes de retornar a

Manaus, a aeronave subiu até 5800 metros para coleta de imagens de cristais de

gelo (em vermelho). Os principais tipos de gelo coletados neste voo são mostrados

na Figura 3.1.1b. As fileiras de imagens de cristais nessa figura foram ordenadas de

acordo com a temperatura aproximada da medida, sendo a primeira associada a

0°C, a segunda a -1°C, a terceira a -2°C e a última a -3°C. Nota-se que próximo da

isoterma de 0°C, os cristais apresentam formatos disformes, possivelmente devido

aos processos de fusão. Para temperaturas ligeiramente mais frias (-1, -2 e -3°C),

foram observados também cristais com formatos achatados (plates) e colunares.


Nas duas últimas fileiras na Figura 3.1.1b, à direita, destaca-se a presença de

pequenos cristais de gelo.

A região destacada na Figura 3.1.1a é de interesse uma vez que houve

sobreposição de medidas em diferentes níveis de altitude, incluindo dados de

cristais de gelo. A Figura 3.1.2 mostra as distribuições de tamanho médias dos

hidrometeoros medidos nas diferentes altitudes pelos instrumentos 2D-S (Optical

Array Cloud Particle Imaging Probe: 10 µm to 3mm) e FCDP(Fast Cloud Droplet

Probe (FCDP): 1 to 50 µm). Os dados do FCDP mostram um aumento no tamanho

das gotas de nuvem entre 600 e 1500 metros. No nível de 1500 m, nota-se uma

distribuição bi-modal. O instrumento 2D-S mostra que as maiores concentrações

de hidrometeoros com diâmetros acima de 100 μm foi observado no nível de 1500

m, sugerindo que os mecanismos de formação de precipitação são mais eficientes

próximo a esse nível em comparação com os outros. Em 5800 metros, a

distribuição de tamanho média mostra grande predominância de hidrometeoros

com diâmetros inferiores a 100 μm. Ou seja, os cristais de gelo à direita na Figura

3.1.1b são os predominantes, com ocorrências relativamente raras dos cristais do

tipo plates e colunares. Este trabalho faz parte da Tese de Doutorado do aluno

Micael Cecchini.

a)


b)

Figura 3.1.1: a) trajetória da aeronave G-1 e altitude; b) tipos de cristais de gelo

detectados. De cima para baixo, as quatro linhas em b) mostram os cristais em 0, -

1, -2 e -3°C, respectivamente.

Figura 3.1.2: distribuições de tamanho médias coletadas pelos instrumentos 2D-S e

FCDP.

Na parte de descargas elétricas damos destaque ao trabalho que está sendo

concluído que visa caracterizar os primeiros relâmpagos nuvem-solo (NS) e intra-


nuvem (IN) e a assinatura polarimetrica de 74 tempestades compactas/isoladas

durante a campanha CHUVA-Vale. O principal objetivo foi avaliar a polaridade e

multiplicidade dos primeiros raios e a evolução temporal da água superesfriada e o

gelo no início da eletrificação. A figura abaixo (Fig. 3.1.3) mostra a evolução do

perfil de Z e Zdr e a ocorrência dos primeiros relâmpagos IN (linha preta) e NS

(linha azul) para uma dada tempestade (caso# 3). Uma coluna de água líquida

ocorre durante a iniciação do sistema (~2 dB) com fraca refletividade (~20 dBZ),

seguida do surgimento dos primeiros cristais de gelo após 5 min. O primeiro

relâmpago NS ocorre 18 min após a iniciação e em associação a um rápido

decréscimo do Zdr e aumento na refletividade. Depois deste momento o perfil de Zdr

possui um comportamento constante. Alta refletividade (> 50 dBZ) e moderado Zdr

(~0.5 dB) pode ser inferido como existência de graupel cônico na fase mista, e um

alta concentração de gelo alinhados verticalmente por um forte campo elétrico na

fase de gelo. A maioria das tempestades apresentaram características similares, e

com os primeiros raios tendo polaridade negativa e com apenas uma descarga de

retorno (baixa multiplicidade). A partir destes resultados podemos inferir que

devido ao caráter compacto (~15 km) destas tempestades, há limitada carga

elétrica para proporcionar relâmpagos múltiplos, porém uma apreciável

assinatura de refletividade e refletividade diferencial. Essas características podem

ser utilizadas para previsão imediata de tempestades. Este trabalho está sendo

realizado pelo aluno de Doutorado Enrique Mattos.

Figura 3.1.3- Time-height plot da evolução da tempestade (caso#003) ocorrida em

10 de Novembro de 2011 às 18:48 UTC. (a) refletividade (Zh, dBZ) and (b)

refletividade diferential (Zdr, dB). A linha preta na Fig. A representa o raio efetivo

em 6 km da região com mais de 20 dBZ e a linha azul representa o mínimo valor no


perfil do Zdr. As linhas verticais azul e preta em ambas as figuras são os relâmpagos

IN e NS e os números são a multiplicidade de cada relâmpago.

Para a estimativa de precipitação a partir de micro-onda embarcada em satélites,

que é a questão específica do GPM e uma das propostas do projeto, focamos em

avaliar se é possível estimar precipitação de nuvens quentes. A partir de modelos

de transferência radiativa e das características microfísicas das nuvens quentes

observadas no experimento reproduzimos os campos esperados de uma atmosfera

com nuvens de chuva quentes e céu claro. A resposta que obtemos foi que

utilizando apenas um canal em específico efetivamente não há sinal da chuva de

nuvens quentes, contudo se trabalharmos com as derivadas entre canais e

fazermos a somatória deste sinal há a possibilidade de discriminar um campo de

nuvens quentes com chuva e de céu claro permitindo assim a estimativa. Essa

análise está agora sendo analisada com dados reais para a comprovação da técnica.

A Figura 3.1.4 mostra um exemplo da matriz de derivadas e a diferença entre os

dois campos. Este trabalho está sendo realizado pelo Alan Calheiros que concluiu

recentemente o Doutorado.

Figura 3.1.4. O módulo do resíduo associado a diferença entre as diferenças de

temperatura de brilho (K) para céu nublado (com chuva de nuvens quentes) e céu

claro considerando a emissividade da superfície parametrizada como a média mais

um desvio padrão.

3.2) WORKING GROUP – 2: PRECIPITATION ESTIMATION – DEVELOPMENT

AND VALIDATION ALGORITHM. Responsável: Daniel Vila.

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 da


componente científica, o WG2 também atua em uma componente aplicada na qual

desenvolve ferramentas e aplicativos que possam ser usados por usuários para

aplicações na 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. Durante o presente

período os alunos de doutorado Ramón Campos Braga e Rômulo Juca Oliveira

submeteram diversos trabalhos visando dois aspectos relacionados com os

objetivos específicos deste Grupo de Trabalho. O primeiro estudo versa sobre o

conteúdo de gelo das nuvens em função do ciclo de vida utilizando sensores em

micro-ondas passivos e sua relação com o perfil vertical de hidrômeteoros, em

quanto o segundo trabalho está diretamente relacionado com os trabalhos de

validação das estimativas de precipitação por satélites usando sensores de

microondas passivas e ativas. As figuras 3.2.1a,b mostram a distribuição espacial

do conteúdo total de gelo (IWP) e diâmetro das partículas de gelo (De) estimado

pelo sensor AMSU-B/MHS usando a metodologia MSPPS na região de São José dos

Campos durante o experimento CHUVA-Vale do Paraíba. A figura 3.2.1c apresenta

a taxa de precipitação do radar banda X (RRx) no dia 15 de Janeiro de 2012 as

23:24 UTC.

Figura 3.2.1a – c: Conteúdo total de gelo, diâmetro das partículas e intensidade de

precipitação medida pelo radar


Neste caso o sistema se encontra num estagio de intensificação de acordo com a

técnica FORTRACC utilizada neste estudo. Neste caso de estudo o conteúdo total de

gelo e o tamanho das partículas foram relativamente grandes IWP (~ 1.2 Kg/m²) e

De (~ 2 mm) nas regiões onde a tempestade foi mais intensa (RRx > 50 mm/h).

Uma seção vertical da classificação de hidrômeteoros usando variáveis

polarimetricas do radar correspondentes aos segmentos A-B e C-D são

apresentados na figura 3.2.1 a-b.

Figura 3.2.2 a – b : Seção vertical da classificação de hidrômeteoros usando

variáveis polarimetricas do radar correspondentes aos segmentos A-B (painel

superior) e C-D (painel inferior

Uma mistura de granizo e chuva é observada no segmento A-B (associada com

tempo severo), em quanto uma camada profunda de chuva é observada no

segmento C-D. Outro caso de estudo para um sistema em dissipação (figuras não

mostradas) foi realizado para inferir propriedades microfisicas dos sistemas a

partir do estágio do ciclo de vida. Valores menores de IWP (~ 0.3 Kg/m²), De (~ 1

mm) e RRx (~ 10 mm/h) foram observados em relação com o caso de sistemas em

estado de crescimento. No caso de seção vertical da classificação de hidrometeoros

foi observado graupel e neve úmida, formadas tipicamente por agregação em

sistemas no estagio de dissipação, e uma camada convectiva significantemente

menor que no caso de sistemas que estão crescendo.

O objetivo do segundo trabalho foi avaliar o desempenho do Goddard Profiling

Algorithm (GPROF) versão 2004 para SSMI/S (satélites F16, F17 e F18) para taxas

de precipitação instantâneas sobre o continente, através da comparação com

outras estimativas baseadas em sensoriamento remoto como o produto 2A25 do

TRMM (Tropical Rainfall Measurement Mission) Precipitation radar (PR) - versão


7 (V7) e estimativas do radar meteorológico banda X dupla polarização do Projeto

CHUVA na região da campanha de campo CHUVA-VALE (São José dos Campos -SP).

A figura 3.2.3 mostra os scatterplots, Box-plots e PDF (histograma de freqüência)

para todos os casos de passagens coincidentes do satélite TRMM com os satélites

F16, F17 e F18 do sensor SSMI/S. Na primeira coluna, a validação é feita entre as

estimativas de precipitação do GPROF e o radar banda X para a região de

abrangência do radar (60 km de diâmetro desde a cidade de São José dos Campos),

em quanto a coluna direita mostra a comparação com o produto 2A25 do TRMM

(PR) para uma região de aproximadamente 10 graus de diâmetro centrada no Vale

do Paraíba. Nos dois casos, a precipitação media estimada pelo algoritmo GPROF e

superior ao radar banda X e ao produto 2A25, sendo que a freqüência de eventos

de chuva fraca e muito forte é subestimada quando comparado com o radar banda

X. Em relação com ao 2A25, o histograma de frequências é similar com uma leve

superestimação para altas taxas de precipitação.

Figura 3.2.3: Comparações de taxa de chuva instantânea (mm. hr-1) para a área do

experimento CHUVA-VALE. Coluna esquerda: a) Scatter plot do X-band CHUVA

radar (x-axis) vs. GPROF (y-axis); b) Box & Whisker Plots of X-band CHUVA radar

(left) e GPROF (right), c) PDF (em %) of X-band CHUVA radar (linha vermelha) and

GPROF (linha preta). Coluna direita: idem para TRMM-2A25 e GPROF para a area

maior (10 graus)


3.3) WORKING GROUP – 3: ELETRIFICATION PROCESS: MOVING FROM

CLOUDS TO THUNDERSTORMS. Responsável: Carlos Augusto Morales e

Rachel Albrecht.

O experimento de campo do Projeto CHUVA na região do Vale do Paraíba foi

executado em conjunto com as atividades de “redução de risco” das próximas

gerações de satélites geoestacionários GOES (NOAA/NASA) e METEOSAT

(EUMETSAT): GOES-R e METEOSAT Third Generation (MTG), respectivamente.

Ambos satélites terão a bordo um sensor de detecção de raios, denominados

Geostacionary Lightning Mapper (GLM) and Lightning Imager (LI). Esses sensores

são evoluções do Lightning Imaging Sensor (LIS) a bordo do satelite TRMM e

detectarão raios totais (intra-nuvem e nuvem-solo) na faixa do infravermelho

próximo através câmeras CCD a cada 2 ms.

Esse esforço colaborativo entre o Projeto CHUVA, GOES-R e MTG gerou uma das

melhores e mais completas bases de dados de raios no sentido de oferecer

observações de descargas elétricas em uma vasta gama do espectro

eletromagnético (VLF/LF/HF/VHF, infravermelho próximo e visível), de

tecnologias de detecção (ondas de céu/chão ou linha visada) e metodologias de

localização (TOA, ATD e interferometria). Essas diferenças estão sendo exploradas

para entendermos e mapearmos os processos de propagação das descargas

elétricas desde a quebra dielétrica (breakdown) até as descargas de retorno.

Durante este experimento tivemos 8 passagens do sensor TRMM LIS

(infravermelho próximo) sobre a região do experimento com atividade elétrica no

centro da principal rede de detecção, o Lightning Mapping Array (LMA),

considerada como referência por observar a maior parte da propagação das

descargas. A região de estudo para a intercomparação das medidas dos diversos

sensores foi um retângulo encobrindo toda rede do LMA até 10km de distância dos

sensores das bordas da rede, garantindo a melhor eficiência de detecção e acurácia

de localização de todas as redes. As fontes eletromagnéticas do LMA foram

agrupadas em flashes (um descarga completa) através de um algoritmo de

agrupamento no tempo e espaço formulado e cedido por Bill McCaul (UAH). Em

seguida, foram selecionadas todas as fontes de LMA que ocorreram dentro dessa

área e durante do tempo de visão do LIS + / -330 ms, mas também permitindo as

fontes externas que fazem parte de um flash que se estendeu para fora da área de

estudo. As detecções das demais redes foram então selecionadas durante este

mesmo período de tempo (tempo de observação do LIS + / -330 ms) e também até

50 km de distância das bordas da área de estudo.

O resultado da análise descrita acima mostrou que a maioria das passagens LIS

ocorreu durante células de tempestade com baixa atividade elétrica (<30 flashes

em 90 s, ~0,33 flashes por segundo). Porém, em três passagens foram detectadas

~100 LMA flashes (~1 flash por segundo). A duração média de um flash LMA foi de


0,42 s, com duração de até 1,5 s. A maioria dos flashes LMA tem menos de 100

fontes, mas alguns flashes apresentaram mais de 1000 fontes.

Usando um critério de diferença de tempo de 330 ms e de distância de 50 km, os

flashes LMA foram pareados a todas as outras medidas das demais redes. A

frequência de distribuição da diferença de tempo entre o stroke/fonte/pulso das

demais redes e a fonte do LMA a ela pareada e também a diferença de tempo da

primeira fonte do flash LMA para a passagem do TRRM LIS órbita 81108 em 2012-

02 -10 (19:01:34-19:03:04) é mostrado na Figura 3.3.1. Podemos observar que a

diferença entre as fontes de LMA e as outras redes têm valores medianos entre +/-

33ms, e a maior parte dos strokes/fontes/pulsos das demais redes ocorreu após

(dt> 0) a primeira fonte do flash LMA. Este resultado é consistente com a natureza

das medidas de VHF que mede processos incipientes do breakdown, enquanto as

medições em LF/VLF vêm das descargas de retorno. TLV também é uma medida de

VHF e, geralmente, a sua detecção de fonte de raios vem depois da primeira fonte

de LMA. Este é um reflexo da diferente técnica de localização utilizada, onde TLV

usa interferometria enquanto LMA usa o tempo-de-chegada. Interferômetros

respondem melhor a processos de propagação rápida (106-107 ms-1) que

produzam emissões bastante contínuas em VHF por dezenas de milisegundos (por

exemplo, dart-leaders, streamers), enquanto sistemas de tempo-de-chegada

detectam preferencialmente os processos de breakdown com velocidades de

propagação de 104-105 ms-1 [Mazur et al, 1997.; Cummins e Murphy, 2009]

A distribuição de frequência da distância entre as redes com linha-de-base curta

(LIN, TLV, TLL, ENT) e as fontes LMA (Figura 3.3.1) apresenta mais de 90% dos

valores mais baixos do que 20 km. Os sistemas de linha-de-base longa (STA, GLD,

WWL, ATD) apresentam diferenças de distância superiores a 20m, o que

geralmente está associado à precisão de localização mais baixa dessas redes. A

maior parte das redes detectaram mais de 70% dos flashes LMA (Figura 1).

As características da detecção de raios em VHF e LF mencionados acima são

ilustradas na Figura 3.3.2, que mostra a evolução no tempo do breakdown do flash

LMA e as descargas de retorno detectada pelo LIN, RIN, TLL, e ENT. Neste flash em

particular (id = 3403), há pelo menos 3 descargas de retorno nuvem-solo que

também foram parcialmente detectadas pelo LMA, acompanhadas de descargas

intranuvem. Nota-se que o breakdown ocorreu em níveis baixos da nuvem (<5 km)

e não foram detectados pelo LIS. A maioria das medições do LIS neste estudo só

foram possíveis quando o processo de breakdown foi estendido para os níveis

superiores da nuvem (> 9 km), e a localização do flash LIS tende a ser posicionado

na região com mais fontes em altas altitudes, como ilustrado na Figura 3.3.2 (id =

2591). Isto é consistente com o princípio de detecção de raios por satélites, onde o

raio é detectado pelos impulsos ópticos na parte superior da nuvem. Os resultados

mencionados acima serão apresentados em Junho na 15th International Conference


on Atmospheric Electricity e posteriormente serão publicados no Journal of

Geophysical Research.

Além da intercomparação das redes de detecção de raios mostrada acima, também

foi realizada uma detalhada caracterização da eletrificação das tempestades

durante este experimento. Neste sentido estamos trabalhando para caracterizar a

relação entre o tipo de tempestade e as suas propriedades microfísicas e elétricas,

apresentando o papel da morfologia das tempestades na eletrificação das nuvens e

na produção de precipitação e tempo severo (granizo e ventos fortes). Uma base de

dados de clusters de nuvens acompanhados no tempo e no espaço está sendo

montada com as características observadas pelos radares do experimento e pelas

redes de detecção de raios. A partir desta base de dados poderemos comparar as

tempestades normalizando-as em seu tempo de vida para melhor entenderemos os

processos de eletrificação associados à formação de tempestades e tempo severo.

Pretendemos publicar o resultado desta análise na revista Montly Weather Review.

Por fim, a base de dados de raios com controle de qualidade deste experimento

está pronta e será lançada durante a 15th International Conference on Atmospheric

Electricity.

Com relação ao experimento nos meses de Setembro e Outubro de 2014 estaremos

realizando uma campanha com objetivo de caracterizar os processos de

eletrificação das nuvens de tempestades da região Amazônica. Para tanto

estaremos instalando uma rede de sensores Field Mill para medir o campo elétrico

vertical e a rede LINET para medir as fontes de sferics em 3D. Estas medidas serão

integradas a rede STARNET, o que possibilitará uma caracterização da evolução

espaço temporal das tempestades e assim avaliar como elas se alteram a medida

que se propagam por diferentes superfícies ou mesmo atmosferas mais ou menos

poluídas. Além destas medidas, espera-se lançar balões atmosféricos que irão

medir o campo elétrico vertical, os hidrometeoros e as cargas dos hidrometeoros

dentro de algumas tempestades que passem sobre a rede de Field Mill. Estas

medidas servirão para quantificar os centros de cargas e avaliar como os processos

de crescimento dos hidrometeoros levam ao estabelecimento das descargas

atmosféricas. Por fim os dados do radar polarimétrico do Projeto CHUVA serão

utilizados inicialmente para calcular os campos cinemáticos (velocidade vertical e

horizontal) da tempestade elétrica e posteriormente a quantificação dos

hidrometeoros. Paralelamente, o radar de apontamento vertical banda W (92 GHz)

do projeto GO-Amazon será integrado com as medidas de apontamento vertical do

radar banda X e a rede de Field Mill para avaliar como o campo elétrico varia a

medida que as gotículas de nuvem e cristais de gelo crescem e se tornam gotas de

chuva e pedras de gelo.


Figura 3.3.1 - Distribuição de frequência da diferença de tempo o

stroke/fonte/pulso e a fonte LMA (str to src - colunas da esquerda) e a primeira

fonte do flash LMA (stk to flash- colunas do meio), e a distância entre o

stroke/fonte/pulso e a fonte LMA (str to src - colunas da direita), durante a

passagem do TRMM LIS em 2012-02-10 (19:01:34-19:03:04). Números em cima

da coluna da esquerda indicam o número de strokes/fontes/pulsos pareados ao

LMA. LIN = LINET, ENT = EarthNetworks, RIN = RINDAT, STA = STARNET, TLV =

TLS200-VHF, TLL = TLS200-LF.

Figura 3.3.2 - Flashes LMA de id = 2591 (esquerda) e id=3403 (direita) que

ilustram, respectivamente, o processo de breakdown (detectado pelo VHF - LMA) e


as medidas ópticas do LIS, e o processo de breakdown (detectado pelo VHF - LMA)

e as descargas de retorno (detectadas pelas redes em LF – LIN, ENT, TLL, RIN).

3.4) WORKING GROUP – 4: CHARACTERISTICS OF THE BOUNDARY LAYER

FOR DIFFERENT CLOUD PROCESSES AND PRECIPITATION REGIMES.

Responsável: Gilberto Fisch.

Este WG Colabora principalemente com os colegas da UFAL (Roberto Lyra,

Rosiberto Silva Júnior), do IAE/DCTA (Paulo G. Iriart) e da UECE (João Bosco Leal

Filho, Gerson Almeida e Natanael Souza). O Working Group continua trabalhando

com dados de todos os experimentos, e apresenta neste relatório, de forma

resumida, os principais avanços científicos ao longo do ano de 2013-2014.

Ressalta-se que no primeiro semestre de 2014, houve uma participação muito

grande no experimento de campo de Manaus (junto com o Experimento Go

Amazon 2014/2015).

a) Experimento de Alcântara (2010)

O perfil do vento em Alcântara foi analisado através da utilização do modelo

Weather Research and Forecasting em alta resolução horizontal integrando duas

simulações uma no modo de mesoescala (REAL) e outra no modo LES (REAL-LES).

Os modelos de mesoescala são utilizados como ferramenta de previsão e com o

recente aumento da capacidade dos computadores, as simulações com resoluções

horizontais entre 1 a 4 km tem se tornado frequente. Entretanto para captar as

variações de pequenas escalas é necessário um modelo LES (Large Eddy

Simulation), pois estes possuem uma alta resolução horizontal (entre 50 e 1000

m). Sendo assim, estão sendo analisados os fenômenos de microescala na costa

litorânea do Brasil, integrando as simulações do módulo de previsão do tempo

(módulo REAL) com o LES, visando, desta forma, obter um resultado mais realista

do perfil de vento. Foram realizadas simulações com três grades aninhadas com

resoluções de 9, 3 e 1 km centradas sobre o sítio experimental de Alcântara (WRF

modo REAL) e com seis grades aninhadas de resoluções horizontais 24, 3, 8, 1, 2, 7,

0,9, 0,3 e 0,1 km também centrada no mesmo ponto (WRF modo REAL-LES). Os

domínios D1 (24,3 km), D2 (8,1 km) e D3 (2,7 km) da possuem 42 níveis verticais

onde as parametrizações, dados de inicialização e de topografia são os mesmos

utilizados por Silva (2013). Para as grades D4 (0,9 km), D5 (0,3 km) e D6 (0,1 km)

foram mantidas apenas as parametrizações de camada superficial e solo-superfície

(Pleim-Xiu). Para validar as saídas numéricas dos modelos, foram utilizados dados

de radiossondagens realizadas a cada 6 horas (nos horários 00, 06, 12 e 18 Z), com

o lançamento de sonda Vaisala (RS92G).


A Figura 3.4.1 apresenta as saídas do modelo para ambas a grade 3 (1 km para a

simulação de 3 domínios), doravante denominado REAL, com a grade 4 (0,9 km

para a simulação de 6 domínios), doravante denominado REAL-LES. O primeiro

nível da radiossondagem (50 m) fica entre as duas simulações, sendo que, para os

níveis de 100 e 200 m, as simulações do REAL-LES ficaram mais próximas das

observações. Isto mostra que, para os níveis mais próximos da superfície, a

simulação REAL-LES foi mais hábil em captar os valores da radiossondagem,

provavelmente induzido pela topografia do local (existência de uma falésia e

justaposição de continente e oceano) e também da geração da turbulência causada

pela falésia, que são característica de toda o litoral do norte do NE do Brasil.

Figura 3.4.1: Velocidade do Vento para o dia 19/09/08 12Z.

Na Figura 3.4.2 podem-se observar dois campos horizontais do escoamento

atmosférico para o dia 20/09/08/06Z onde a) é o resultado da simulação REAL (1

km) e b) é o resultado da simulação REAL-LES (0,9 km). É possível notar a

diferença da resolução: a figura REAL-LES está mais “próxima” do centro da grade

e com mais pontos de dados. Outra diferença entre as duas figuras é relativa à

direção do vento que está de nordeste na Figura 3a e de leste na Figura 3b. Este

direção de vento concorda melhor com os dados observacionais de uma torre

anemométrica instalada no sítio experimental.

Figura 3.4. 2 Campo horizontal do escoamento atmosférico para o dia 20/09/08

06Z pelas simulações no modo REAL (a) e no modo REAL-LES (b).

Os resultados apresentados foram para apenas para uma simulação e

existem diversos outros aspectos em que as simulações podem ser melhoradas tais

como, por exemplo, a adição de topografia mais refinada e o estudo de melhores

a

) b

)


parametrizações em todas as grades. Entretando, já é possível observar que a

simulação REAL-LES obteve melhorias no perfil de vento, em relação a simulações

já realizadas com uma grade de resolução espacial maior, de até 1,0 m/s.

b) Experimento de Fortaleza (2011)

A altura da Camada Limite Planetária (CLP) em Fortaleza foi determinada, através

de uma análise do perfil vertical da temperatura potencial. Foram utilizadas

radiossondagens com lançamentos nos horários de 00, 06, 12 e 18 UTC, durante os

dias de 05 a 25/04/2011, totalizando 72 lançamentos. Para determinação da

altura da camada limite planetária utilizou-se o método do perfil vertical da

temperatura potencial. Através da identificação do nível vertical onde ocorre um

máximo deste parâmetro houve a possibilidade de obtenção de valores de altura

da CLP. Os valores médios das 72 sondagens divididos nos horários de 00, 06, 12 e

18 UTC, para a temperatura potencial, estão dispostos na Tabela 1. Nela é possível

encontrar os valores médios da CLP.

Tabela 1. Tabela indicativa dos valores médios da altura da CLP obtidos pela

temperatura potencial (θ).

Hora (UTC) Altura (m)

00 253±25

06 294±45

12 744±51

18 925±63

A Tabela 2 mostra os valores das 72 sondagens, de acordo com os quatro

horários de lançamento. Através dela percebe-se que houve um predomínio do

aumento da altura da CLP nos dias estudados. No entanto nos dias 06, 07, 11, 14,

16, 17 e 18 ocorrem pequenos decréscimos na passagem de 00 às 06 UTC,

provavelmente devido ao aparecimento de camada com nuvens e à formação de

precipitação observada nestes dias.

Tabela 2. Tabela com os 72 valores da altura da CLP obtidos nas radiossondagens

durante o mês de abril de 2011. Os traços representam horários sem

dados válidos.

Dia 00 UTC 06 UTC 12 UTC 18 UTC


05 420 - 686 860

06 462 127 675 975

07 341 235 827 756

08 243 247 1273 632

09 204 631 - 964

10 66 199 947 1327

11 349 272 725 773

12 253 328 823 1520

13 - 142 684 753

14 168 56 - 808

15 436 646 541 800

16 284 117 430 587

17 182 119 950 1318

18 292 263 845 1112

19 171 314 760 1292

20 127 - - -

21 - - - 808

22 142 322 672 604

23 299 451 475 643

24 134 153 - 1055

25 243 687 600 -

Em resumo, os valores de altura da CLP situaram-se entre 56 m (período noturno)

e 1520 m (período diurno), com médias entre 253±25 m (período noturno) e

925±63 m (período diurno). Estes valores estão de acordo com dados similares

realizados para a região de Alcântara, utilizando-se de perfis de radiossondagen e

do perfilador de microondas (resultados já apresentados anteriormente).

A sensibilidade do modelo WRF para as parametrizações de camada limite

também foram estudada. A performance do WRF foi analisada para seis diferentes

esquemas físicos de Camada Limite Planatária (CLP) (Tabela 3), para verificar qual

deles melhor descreve a evolução da velocidade e direção do vento na costa

litorânea do norte do NE do Brasil, comparando estes resultados com observações

de radiossondagem obtidas durante o experimento em Fortaleza. O período de

estudo foi de 09 a 12 de abril de 2011, escolhido por ter sido o mais chuvoso do

experimento. Foram utilizadas 15 radiossondagens, todas lançadas da estação

meteorológica do INMET em Fortaleza nos horários de 00, 06, 12 e 18 UTC. O

modelo WRF foi configurado com três grades aninhadas, concêntricas na estação

do INMET em Fortaleza. O domínio do modelo na horizontal tinha grades com

resoluções de 90, 18 e 3,6 km com 30x30, 36x36 e 61x61 pontos, respectivamente.

Na vertical foram utilizados 45 níveis, com o topo do modelo no nível de 100 hPa,

correspondendo em média a cerca de 16 km de altura. As condições iniciais e de

contorno foram obtidas a partir das análises FNL do NCEP.


Tabela 3. Experimentos de avaliação dos esquemas físicos de (CLP), (CS) e de

(MS).

Experimento CLP CS MS

1 YSU MM5 Noah

2 MYJ ETA Noah

3 ACM2 PX PX

4 QNSE QNSE Noah

5 MYNN2 MYNN Noah

6 BouLac ETA Noah

A Tabela 4 mostra os valores de RMSE (raiz média quadrática) para cada

um dos experimentos. é possível observar que todos apresentaram valores muito

próximos entre si, com destaque para o Exp. 3 (ACM2), que apresentou os menores

erros. A Tabela 5 mostra o IA (Índice de Concordância de Wilmott) para os

experimentos. Observa-se que todos também apresentaram valores muito

próximos entre si, satisfatórios, com destaque para os Exp. 2 (velocidade) e 6

(direção), com valores mais próximos de 1.

Tabela 4. Valores da (RMSE) para a velocidade e direção do vento em cada um dos

experimentos.

Grandeza 1 2 3 4 5 6

Velocidade (m/s) 4,327 4,262 4,193 4,391 4,276 4,278

Direção (graus) 57,70 51,76 44,33 57,62 47,65 50,39

Tabela 5. Valores do (IA) para a velocidade e direção do vento em cada um dos

experimentos.

Grandeza 1 2 3 4 5 6

Velocidade (m/s) 0,580 0,614 0,597 0,555 0,607 0,608

Direção (graus) 0,741 0,769 0,782 0,761 0,774 0,810

De uma maneira geral, o WRF apresentou uma tendência de superestimar

os valores de velocidade do vento em todos os níveis estudados, o que pode ter

causado os altos valores de RMSE. No entanto, nos primeiros 150 m (8 níveis), este

valor foi em média 2,6 m/s para todos os experimentos. Além disso, em horários

em que foi observado precipitação, os valores de RMSE foram sempre menores que

o restante.


3.5) WORKING GROUP – MODEL IMPROVEMENTS AND VALIDATION, WITH

FOCUS IN CLOUD MICROPHYSICS AND AEROSOL INTERACTIONS, FOR

SATELLITE PRECIPITATION ESTIMATES IN BRAZIL - Responsável: Maria

Assunção da Silva Dias.

Um possível efeito dos aerossóis oriundos da queima de biomassa na chuva

produzida na Bacia do Prata é analisada no artigo de Camponogara et al. Uma

primeira análise é apresentada na figura 3.5.1. Uma análise de componentes

principais revela a existência de dois padrões segundo indicado na Figura 3.5.2. O

padrão 1 não tem um papel preponderante dos aerossóis e indica a chuva

relacionada com velocidades ascendentes e altas umidades. O padrão 2 indica que

grande quantidade de aerossóis estão associados a uma redução na chuva na Bacia

do Prata. Este resultado está sendo explorado com modelagem para explicar o que

pode estar acontecendo. A hipótese é que sejam produzidos sistemas convectivos

com menor tempo de vida na presença de valores extremos de concentração de

aerossóis provenientes da Amazônia e Brasil Central.

Figura 3.5.1 Histograma bi-dimensional da chuva observada na bacia do Prata para

diferentes categorias de AOD (Aerosol Optical Depth) observadas em estações na

Amazônia e Brasil Central. A partir de dados do TRMM (1998-2012) e das estações

da AERONET.


Figura 3.5.1 EOF e suas componentes para AOD, RR, Omega e RH para cada estação

Aeronet para todos os casos selecionados durante os meses de Setembro-Outubro-

Novembro de 1999 a 2012.

A chuva na região de Manaus também foi analisada a partir de dados do TRMM de

1998 a 2012 e dos dados de estações de superfície nos aeroportos de Manaus com

dados de mais de 40 anos. Dos Santos et al estão em fase final se submissão desses

resultados ao JGR. A Figura 3.5.3 mostra que existe a reversão do vento em alguns

horários típico da brisa fluvial e a Figura 4 mostra que existe um efeito na

quantidade de chuva. Simulações com o BRAMS de alta resolução (< 1 km) estão

sendo testadas para comparação com os resultados observacionais.

Figura 2.5.3 - Frequência relativa mensal para cada 10 graus de direção do vento e

para cada horário, para a estação do Aeroporto Eduardo Gomes.


Figura 3.5.3 Distribuição espacial da precipitação acumulada, em mm, na tarde e

noite nas proximidades dos rios Solimões, Negro e Amazonas, com dados do

TRMM.

Foi implantada uma rodada operacional do BRAMS para a região de Manaus

incluindo o cálculo de trajetórias das parcelas de ar (Figura 3.5.5) assim como

mapas de água líquida e gelo. Esses dados foram fundamentais para a definição das

estratégias voo da aeronave G1 do DOE.


Figura 3.5.4 Rodada operacional do BRAMS para Manaus.

4) Lista Trabalhos Apresentados, Publicados ou em Preparação e de Alunos

Envolvidos com o Projeto.

4.1) Trabalhos Publicados e Submetidos em Periódicos indexados:

4.1.1) Trabalhos Publicados

Alcântara, Clênia R., Souza, Enio P., SILVA DIAS, M.A.F., Biazeto, Bruno.

2013.INFLUÊNCIA DOS JATOS EM MÉDIOS E BAIXOS NÍVEIS NOS PROCESSOS DE

NUVEM: ESTUDO NUMÉRICO DE UMA LINHA DE INSTABILIDADE AMAZÔNICA

Revista Brasileira de Meteorologia, In press

ANAGNOSTOU, E. ; Pathak, Chandra ; Morales, Carlos Augusto. Use of Storm Life

Cycle Information and Lightning Data in Radar-Rainfall Estimation. Journal of

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Amazon biomass burning aerosols and rainfall over La Plata Basin In Atmospheric

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PERFIL DO VENTO NO CENTRO DE LANÇAMENTO DE ALCÂNTARA. Revista

Brasileira de Meteorologia (no prelo), 2014.

SILVA, A. F. G.; FISCH, G. F. COERÊNCIA TERMODINÂMICA DO PADRÃO ESPACIAL

DE CHUVAS PREVISTO PELO MODELO WRF DURANTE O PROJETO CHUVA -

ESTAÇÃO ALCÂNTARA 2010. Ciência e Natura, volume especial, Dezembro 2013, p.

163-165, 2013

Souza, N.V. de, Bosco, J.B.V.L., Almeida, G.P., Couto, V.M., Martins, R.C.G, Fisch, G.,

Lyra, R.F. da F. Determinação da altura da Camada Limite Planetária em Fortaleza –

CE utilizando radiossondagens do Projeto Chuva. Revista Ciência e Natura, volume

especial, Dezembro 2013, p. 344-346.

Tanaka, L., SATIAMURTY, P., MACHADO, Luiz A. T. Diurnal variation of

precipitation in central Amazon Basin. International Journal of Climatology, v.34,

p.n/a - n/a, 2014.

4.1.2) Trabalhos Submetidos

Enrique V. Mattos, Luiz A. T. Machado and Earle Williams. X-Band Radar Signatures

Related to the Frequency of Lightning Activity. Submitted to Journal of

Atmospheric Sciences, 2014.

Gonçalves, W. and Luiz A.T. Machado -The black carbon influence on the rain cells

over the Amazon – (submetido a Atmos Research). Janeiro 2014.


Negri, R.G., L;A;T; Machado and Saulo Freitas. Análise da convecção resolvida

explicitamente pelo modelo BRAMS a partir da comparação com radiâncias de

satélites. Revista Brasileira de Meteorologia (em revisão).

Hobouchian Paula, P. Salio, Y. Skabar, D. Vila, 2014, Validation of satellite

precipitation estimates over South America with a network of high spatial

resolution observations. Atmospheric Research – International Precipitation

Working Group Special Issue.

Oliveira Rômulo, Ramon Braga, Daniel Vila, Carlos Morales, 2014, Evaluation of

SSMI/S Rainfall Estimates over Land During the Brazilian CHUVA-VALE Campaign.

Atmospheric Research – International Precipitation Working Group Special Issue.

Falck, Aline S., Daniel Vila, Javier Tomasella, Viviana Maggione, 2014, Avaliação de

um Modelo Estocástico de Erro Multidimensional Aplicado a Estimativas de

Precipitação por Satélite. Revista Brasileira de Meteorologia.

Morales, C. A., Machado, L. A. T., Angelis, C. F., Silva Dias, M. A. F., Fisch, G., Vila, D.,

Sakuragi, J., Carvalho, I. C., Neves, J. R., Anselmo, E. M., Biscaro, T. Evaluation of

TRMM PR Rainfall Estimates Over Brazil: A Contribution of CHUVA Project.

Submitted to Atmospheric Research. 2014.

4.1.3) Trabalhos em Preparação

Albrecht, R. I., C. A. Morales, et al.: Lightning detection signatures at different

technologies during CHUVA Project. Será submetido à Journal of Geophysical

Research.

Albrecht, R. I., S. J. Goodman, R. J. Blakeslee, D. E. Buechler: High resolution total

lightning climatology from 15-years of TRMM Lightning Imaging Sensor

observations. Será submetido à Monthly Weather Review.

Albrecht, R. I., W. F. A. Lima, C. A. Morales, T. S. Biscaro: Storm morphology and

electrification from CHUVA-GLM Vale do Paraiba field campaign. Será submetido à

Monthly Weather Review.


Machado, L. and J.P. Chaboureau. The Effect of Entrainment in Cloud Organization.

Sendo revisado para ser submetido novamente ao Mon. Wea. Rev.

Mattos, E., Luiz A. T. Machado and Earle Williams Lightning and Microphysical

Characteristics of Incipient Thunderstorms in the CHUVA-Vale Campaign a ser

submetido ao Journal Geophys. Res.

4.2) Livros e Capítulos de livros:

Weber Andrade Gonçalves, Luiz Augusto Toledo Machado and Clênia Rodrigues

Alcântara. PRECIPITATION CHANGES DUE TO THEAMAZON DEFORESTATION.

Amazon ISBN: 978-1-62618-191-5, 2013 Nova Science Publishers, Inc.

4.3) Apresentação de Trabalhos em Congressos

Albrecht, R., C. Morales, H. Höller, W. Lima, T. Biscaro (2013): CHUVA Contribution

to GLM and LI. GLM Science Team Meeting, 24-26 Setembro 2014, Huntsville, AL,

EUA.

Morales, C.; and L. A. Toledo Machado and M. A. Faus Silva Dias : Characteristics of

the Precipitating Systems during the 2002 Dry-to-Wet RACCI Field Campaign in the

Amazon Region, 36th Conference on Radar Meteorology, Breckenridge, CO, 12-21

Setembro 2013.

Cristiano Wickboldt Eichholz and Luiz Augusto Toledo Machado. Análise da

propagação de Sistemas Convectivos de Mesoescala durante o projeto CHUVA.

EPGMET 2013.

Earle Williams, Enrique Mattos, and Luiz Machado. Stroke Multiplicity Versus

Horizontal Scale of Negative Charge Regions in Thunderstorms. Ground

International Conference on Grounding and Earthing 2014.

Earle Williams, MIT; Enrique Mattos, CPTEC; Luiz Machado, CPTEC; Antonio

Saraiva, INPE. Lightning and Polarimetric Radar Behavior of Incipient

Thunderstorms in CHUVA. ICAE 2014.


Enrique Vieira Mattos, Earle Williams and Luiz Augusto Toledo Machado .

Lightning and Microphysics Characteristics of incipient Thunderstorms. ICAE

2014.

Esmaili R., Y. Tian, D. Vila, 2013, Storm Chasing Goes Global: Precipitation Systems’

Trajectories and Life Cycle Evolution as Seen from Space, American Geophysical

Union Fall Meeting, San Francisco, CA.

Esmaili, R. Tian, Y., Vila, D. Global Tracking and Life Cycle Analysis of Distinct Storm

Species using a Decade of Satellite Observations. American Meteorological Society

(Feb 2014), Atlanta, GA (talk)

Esmaili, R. Tian, Y., Vila, D. Satellite-based Global Storm Tracking, Climatology, and

Non-linear Life Cyle Evolution. European Geophysical Union (Apr 2014). Vienna,

Austria. (poster)

Gilberto Fisch, Theomar T. Neves e S. Raasch. The turbulent fluxes analyses over

pasture and forest in Amazônia using a LES /PALM Model. The 7th International

Scientific Conference on the Global Energy and Water Cycle, The Hague, The

Netherlands from 14-17 July 2014.

Gilberto Fisch. CONVECTION IN AMAZONIA: what is the role of large clearings to

enhance the rainfall? 14th EMS Annual Meeting & 10th European Conference on

Applied Climatology (ECAC) | 06 – 10 October 2014 | Prague, Czech Republic

HÖELLER, H., BETZ, H.-D., MORALES, C., BLAKESLEE, R. J., BAILEY, J. C., ALBRECHT,

R. I. (2013): Multi-sensor field studies of lightning and implications for MTG-LI.

2013 EUMETSAT Meteorological Satellite Conference & 19th American

Meteorological Society Satellite Meteorology, Oceanography, and Climatology

Conference, Vienna, Austria.

Luiz A. T. Machado and Jena Pierre Caboureau. Effect of Turbulence

Parameterization on Assessment of Cloud Organization. The 7th International

Scientific Conference on the Global Energy and Water Cycle, The Hague, The

Netherlands from 14-17 July 2014.


Luiz A. T. Machado, Enrique Mattos and Alan Calheiros. From Clouds to Rainfall,

from Storm to Thunderstorm: The CHUVA Project The 7th International Scientific

Conference on the Global Energy and Water Cycle, The Hague, The Netherlands

from 14-17 July 2014.

Luiz A. T. Machado, Enrique Mattos and Bruno Medina. Nowcasting Using Dual

Polarization Radar. 14th International Workshop on Technical and Scientific

Aspects of MST Radar. 2014.

Luiz A. T. Machado, Micael Cecchini, Enrique Mattos, Thiago Biscaro and Izabelly

Carvalho. Amazonian Cloud Microphysics observed by Radar and Halo: Cloud Life

Cycle, polluted and clean environments, upper air divergence and mass flux,

entrainment and DSD parameterization. ACRIDICON-CHUVA Worskhop . 2014.

Luiz A.T. Machado and Weber Gonçalves. Weather Sensitivity to Changes in

Amazonia Environment. Envibras2014 : Environnement et géomatique :

approches comparées France - Brésil

Morales, C. A., J. R. Neves, E. M. Anselmo, K. S. Camara, W. Barreto, V. Paiva, R. Holle

(2014): 8 years of Sferics Timing And Ranging NETwork - STARNET: A Lightning

Climatology over South America. 23rd International Lightning Detection

Conference, 18-19 Março 2014, Tucson, AR, EUA.

Morales, C.A., Machado, L.A.T, Vila, D., Angelis, C.F., Silva Dia, M.A. F., Fish G., ., J. R.

Neves, E. M. Anselmo , Precipitation Features Observed during the first 4 CHUVA

Field Campaigns in Brazil. NASA Precipitation Measurement Missions (PMM)

Science Team Meeting, 17-23 Março 2013, Anapolis, Maryland, EUA.

Renato Galante Negri and Luiz Augusto Toledo Machado. Improving the nowcast of

mesoscale convective systems. 12th International Winds Workshop

Thomas S. Kaufmann e Gilberto Fisch. The structure of the atmospheric boundary

layer coupled with the heterogeneity of the surface during the SAMBBA

experiment held in Amazonia – 2012. 15th Conference on Mesoscale Processes,

American Meteorological Society, agosto 2013, Portland, EUA.


Vila D., M. Paula Hobochian, Aline Falck, Wagner Lima, Eder Vendrasco, Romulo

Oliveira, 2013, Satellite Rainfall Validation Activities over South America, First

Megha-Tropiques Ground Validation Workshop, Toulouse, 25 – 27 September

2013.

Vila D., N. Viltard, L. Machado, W. Lima, 2013, Satellite Rainfall Retrievals during

CHUVA-GLM Experiment: Rainfall Validation and Life Cycle Considerations. 2013

EUMETSAT Meteorological Satellite Conference, Vienna, Austria, Setembro 2013.

Vila D., Ramon Braga, 2013, Ice water path study using passive microwave sensors

during the cloud life cycle, EUMETSAT Meteorological Satellite Conference, Vienna,

Austria, Setembro 2013.

4.4) Orientações Concluídas

4.4.1) Doutorado concluído

Alan James Calheiros. Propriedades radiativas e microfísicas das nuvens quentes

continentais: O potencial para estimar a precipitação por satélite INPE. Orientador

Luiz A. T. Machado

Ludmila Monteiro da Silva Tanaka. Convecção profunda sobre a Amazônia Central,

Clima e Ambiente. Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, INPA, Brasil.

Orientador Prakky Satyamurti e Luiz Machado

4.4.2) Dissertação Concluída

4.4.3) Iniciação Científica concluída

Ana Cláudia Thomé Sena. Evolução das condições atmosféricas associadas a chuvas

intensas em São Paulo: observações no passado e projeções futuras nos cenários

de mudanças climáticas. 2013. Iniciação científica (Meteorologia) - Universidade

de São Paulo. Orientadora Maria Assunção F. Silva Dias

4.4.4) Pos-Doc concluído


CLARA MIHO NARUKAWA IWAB (2013-2014). Bolsa: FUNDESPA.Título: Antenas

Especialistas para Sistemas de Detecção de Raios. USP. Orientador: Carlos Augusto

Morales

Negri R. G. “Análise da convecção resolvida pelo modelo BRAMS referente aos

experimentos de campos do projeto CHUVA” CNPq (2012-2013). Luiz Machado

4.5) Orientações em Andamento

4.5.1) Teses de Doutorado em Andamento

Aline Schneider Falck. INPE. Avaliação de um modelo estocástico de erro

multidimensional aplicado a estimativas de precipitação por satélite (2011).

Orientadores: Javier Tomasella- Daniel Vila

Cristiano Wickboldt Eichholz. Propagação de Células Convectivas INPE (2012).

Orientador Luiz A. T. Machado

Enrique Mattos Microfísica e Eletricidade das Tempestades. Tese de Doutorado –

INPE (2011). Orientador Luiz A. T. Machado.

Evandro Moimaz Anselmo. Morfologia das Tempestades no Brasil. Início: 2010.

Previsão da Defesa: Abril 2014. Bolsa CNPq, USP. Orientador: Carlos A. Morales.

Izabelly Carvalho da Costa. Análise das distribuições de tamanho de gotas de chuva

em função do evento sinótico, tipo de nuvem e fase do ciclo vida: Uma contribuição

a parametrização de nuvens. INPE (2013). Orientador Luiz A. T. Machado

Ramon Campos Braga (2013-2017). (CAPES). Título: Interações entre aerossol,

nuvens e precipitação na Amazônia. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais.

Rachel Ifanger Albrecht (IAG/USP) e Dr. Daniel Vila (CPTEC/INPE)

Romulo Juca Oliveira. INPE. Titulo: Validação das estimativas de precipitação da

constelação GPM sobre America do Sul (2014). Orientador Daniel Vila

Theomar T. Neves: Uso de modelos LES para analisar os fluxos turbulentos

verticais em áreas de floresta e pastagem na Amazônia. INPE (2011), Orientador:

Gilberto Fisch


Thomas S. Kaufmann: Análise do fluxo de Entramento na Convecção da Amazônia.

INPE (2012), Orientador: Gilberto Fisch

Vinicius Banda Sperling (2013-2017) (CAPES).Características das tempestades

nos trópicos. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Rachel Ifanger Albrecht

(IAG/USP) e Dr. Daniel Vila (CPTEC/INPE)

Mercel José dos Santos. Análise observacional e numérica da brisa do Rio

Amazonas. 2012. Tese (Meteorologia) - Universidade de São Paulo- Bolsa CNPq.

Orientadora Maria Assunção F. Silva Dias

Gláuber Camponogara. Interação entre aerossóis de queimadas na Amazônia e

Sistemas Convectivos de Mesoescala na Bacia do Prata: um estudo numérico

assimilando dados especiais do Projeto CHUVA e AEROCLIMA. 2012. Tese

(Meteorologia) - Universidade de São Paulo – bolsa FAPESP. Orientadora Maria

Assunção F. Silva Dias

Ivan Saraiva. Variabilidade das nuvens quentes e frias na Amazônia. 2011. Tese

(Clima e Ambiente) - Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia. Orientadora

Maria Assunção F. Silva Dias

4.5.2) Dissertações de Mestrado em andamento:

Alice Macedo. Análise Observacional da Radiação Solar na Amazônia Central

utilizando-se dos dados do Projeto GoAmazon / CHUVA. INPE (2014), Orientador:

Gilberto Fisch

Bruno Lisbôa Medina. Previsão Imediata Usando Radar de Dupla Polarização INPE

(2013). Orientador Luiz A. T. Machado

Ana Cláudia Thomé Sena. : Padrões de grande escala associados à extremos de

precipitação diária em São Paulo. 2014. Dissertação (Meteorologia) - Universidade

de São Paulo. Orientadora Maria Assunção F. Silva Dias

Ana Maria Pereira Nunes. Climatologia e Ambiente dos eventos extremos de

precipitação na Amazônia. 2013. Dissertação (Meteorologia) - Universidade de São

Paulo. Orientadora Maria Assunção F. Silva Dias


4.5.3) Iniciação Científica em Andamento

Amanda Romão de Paiva (2012-2014). (CNPq).Título: Raios ascendentes e sua

detecção por sistemas de localização de descargas. Universidade Federal de

Itajubá. Dr. Marcelo Saba (IAG/USP) e Dra. Rachel Ifanger Albrecht (IAG/USP)

Pedro Augusto Sampaio Messias Ribeiro. Bolsa PIBIC-USP. USP. Tempestades

Elétricas na Região Metropolitana de São Paulo. Início: 2012. Orientador: Carlos A.

Morales

Rebeca Fonseca de Oliveira Pereira – INPE. Estudo sobre a Propagação dos

Sistemas Convectivos atuantes no Sudeste do Brasil (2013) - aluna UNIFEI

Victor Keichi Tsutsumiuchi (2013-2015) (CNPq).Título: Estimativa de

precipitação a partir do radar meteorológico de dupla polarização durante o

experimento CHUVA-GLM Vale do Paraíba. Universidade de São Paulo . Rachel

Ifanger Albrecht (IAG/USP) e Carlos A. Morales (IAG/USP)

Gabriel Martins Palma Perez - Evolução Interanual e Interdecadal das

Tempestades Locais em São Paulo: O Papel da Brisa Marítma – bolsa FAPESP.

Orientadora Maria Assunção F. Silva Dias.

4.5.4) Pos-Doc em Andamento

Alan James Calheiros. Previsão Imediata utilizando satélite e radar INPE.

Orientador Luiz A. T. Machado (Bolsa PNUD).

Isabel Tamara Pedron - ´Chuvas em Curitiba: tendências, variabilidade, valores

extremos e tempos de retorno’. Orientadora Maria Assunção F. Silva Dias.

4.5) Cursos organizados

Chuva Workshop – Manaus – Fevereiro-março 2014. INPE SIPAM

Lightning Detection & Applications no Training Workshop on Nowcasting

techniques: TNOTE, Organização Meteorológica Mundial, WWRP, Buenos Aires –

Argentina, 7 a 10 de Agosto de 2013. Carlos Augusto Morales.


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

Complementares

A reserva técnica foi utilizada para compra de passagens para o experimento em

Manaus, baterias para os pluviômetros, monitor e CPU para realização de trabalho,

mesas e cadeiras para mobiliar o container de medidas do radar, impressora e

teclado e mouse.

Os Benefícios complementares para Luiz Machado foram utilizados para participar

da reunião do GPM em Roma, extensão da missão em Toulouse e do Convection

Working Group em Zagreb. Para o Gilberto Fisch os benefícios complementares

forma utilizados para participar de workshops em Santa Maria, Fortaleza e

Manaus, uma descrição detalhada é apresentada nos relatórios nos ANEXO 17 e

18.

6) Solicitação e Justificativa de Prorrogação e Aditivo

6.1) Solicitação de Prorrogação

O Projeto adquiriu uma dimensão internacional e aumentou consideravelmente o

número de pesquisadores e alunos brasileiros envolvidos. O esforço para montar a

infraestrutura do projeto em um experimento justifica a coleta por um período

maior. Consequentemente, os experimentos passaram a ter maior duração e foram

ajustadas as componentes internacionais com experimentos bem mais longos que

os previstos inicialmente. A última campanha do CHUVA ocorrerá em Manaus no

período de Agosto de 2014 a Outubro 2014, oportunidade na qual acaba o leasing

do radar Banda X. No projeto inicial esta campanha estava prevista para ocorrer

somente em um mês. O GoAmazon, experimento que será realizado conjuntamente

com o CHUVA foi estendido até 2015. Desta forma, solicitamos um ano adicional

para que possamos realizar esse grande experimento em Manaus, compilar os

dados, preparar a base de dados para a divulgação e avançar nos estudos

científicos propostos. Hoje o CHUVA tem parcerias com a Alemanha (ACRIDICON -

aeronave HALO para trazer ao experimento em Manaus) e com o EUA (MIT,

Havard, - GoAmazon, Texas e Colorado - DOE_FAPESP). Todas essas colaborações

em torno da temática do CHUVA justificam a necessidade de um ano adicional do

Projeto.

O Experimento da estação de transição seca-chuvosa que corresponde ao segundo

período intensivo (IOP) do GoAmazon é uma grande oportunidade de validação

das medidas com aquelas realizadas por aviões. Todos os equipamentos do CHUVA

já estão instalados em Manaus e prontos para a operação. Uma grande manutenção

está agendada para o mês de Maio do radar para deixa-lo em perfeitas condições

de operação no segundo IOP.


6.2) Solicitação de Remanejamento de Verbas

Para apoiar o transporte do radar e como o serviço já inclui o serviço de guincho

na retirada e colocação e a solução para a torre permitiu economizar algum

recurso é possível transpor 17000,00 de torre e guincho para contratação de

aluguel de caminhão. A solução para a torre (aluguel de container especial)

permitiu economizar recurso que não serão mais utilizados (o aluguel do container

já está pago até fim do experimento). Ainda para complementar o custo do retorno

dos equipamentos reduzimos despesas com combustível no valor de 7.500,00.

6.4) Solicitação de Aditivo

O Projeto CHUVA se prepara para a última campanha do GoAmazon, em Manaus

em Agosto a Outubro de 2014. Nesse experimento teremos além do parque de

equipamentos do ARM (Atmospheric Radiation Measurements) o avião G1,

americano e o Halo. Como mencionado, o CHUVA será uma das componentes

brasileiras nesse experimento e, portanto, necessitamos de apoio para essa

campanha extra.

Para realizar esse último experimento será necessário: 1) Diárias para manter

pessoal, 2) Passagens e 3) Transporte do radar para o Porto de Santos onde o será

entregue o radar, pois o leasing se encerra.

Desta forma, descrevo em detalhes os aditivos solicitados para essas três

componentes:

1) Diárias;

O número previsto de pessoas/dia no campo foi reduzido para essa

campanha, contudo, como o número de dias é muito elevado, será

necessária a complementação de recursos neste item orçamentário. O

experimento de Fevereiro e Março acabou necessitando de um número bem

maior que o inicialmente previsto haja vista a complexidade da operação

que necessitou de pessoas no container de medidas em Manacupuru, no

radar no sítio T3, também em Manacupuru, de pessoas no SIPAM para a

realização do daily report e acompanhamento do tempo durante os voos e

da operação do avião no aeroporto. Havia também a expectativa que o

projeto do DOE-FAPESP GoAmazon contemplasse os pesquisadores que

estão no campo realizando o experimento, mas inexplicavelmente os

projetos selecionados não contemplaram as pesquisas de campo do

GoAmazon e portanto este aporte de recursos não existindo o projeto teve

que apoiar um número maior de pessoas. O cálculo realizado considera: o


período intensivo (IOP) de 80 dias incluindo a preparação e desmontagem.

Nesse período teremos que manter pelo menos três técnicos na operação

dos instrumentos que totaliza 240 diárias. Para a participação científica e

coordenação estamos considerando 4 pesquisadores nos 80 dias de IOP

totalizando 240 diárias. Logo o total de diárias necessárias corresponde a:

IOP técnicos 240

Coordenação e apoio científico. 240

Total= 480 diárias de 300,00 ou 226 diárias de

385,00.

Considerando uma diária de 300 reais (custo de hotéis em Manaus é alto)

totalizamos um valor final de diárias de 144000,00 reais.

Considerando que o valor disponível hoje é de 57360,00. Será necessário

um aditivo de diárias=144.000,00-57.360,00=86.640,00 reais.

2) Passagens

As passagens São Paulo-Manaus-São Paulo tiveram um enorme aumento de

valor, as passagens agora estão com valor em torno de 1800,00 reais.

Iremos precisar no mínimo de 25 passagens que totaliza um valor de

45.000,00 reais.

3) Em Manaus estão o container e o radar que precisam retornar para São

Paulo. O Radar deve ser transportado para o Porto de Santos ou Cachoeira

Paulista (ainda a definir), conforme definido no final do contrato de leasing

do radar. Esse transporte estava previsto ser realizado com transporte do

INPE. Contudo, não foi aprovada a solicitação e o mesmo necessita ser

realizado com transporte privado. Logo, será necessário leva-lo em um

caminhão de prancha rebaixada para não ultrapassar os 5 metros de altura

permitidos. O custo deste transporte, conforme o custo no transporte de

ida, incluindo seguro e ICMS é de 50.000,00 reais. O projeto está transpondo

parte de outros itens para complementar esse custo. O aditivo é no valor de

33.000,00 reais.

7) Relatório Bolsa TT

No ANEXO 19 , encaminhamos o relatório de Treinamento Técnico da Virginia de

Oliveira Quintano.

Documents

PROJETO CHUVA - chuvaproject.cptec.inpe.brchuvaproject.cptec.inpe.br/portal/pdf/relatorios/2014/relatorio... · Daniel Vila - CPTEC/INPE Gilberto Fernando Fisch - DCTA/IAE ... Resumo