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Uma abordagem histórica para o ensino do princípio da inércia
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008-07-31) Souza, José de Arimater de; Martins, Andre Ferrer Pinto; ; http://lattes.cnpq.br/2557880242678680; ; http://lattes.cnpq.br/3960119402255629; Borba, Gilvan Luiz; ; http://lattes.cnpq.br/0043059721601657; Bastos, Heloisa Flora Brasil Nóbrega; ; http://lattes.cnpq.br/6266838424159082
Inserido no campo da Didática das Ciências, este trabalho propõe uma abordagem para a introdução da História da Ciência no ensino científico, em nível médio. Foi elaborada e aplicada uma seqüência de atividades contemplando a história do Princípio da Inércia. Procurou-se, com tal abordagem, dar mais significado ao ensino científico e, ao mesmo tempo, abrir novas vias para uma melhor compreensão dos processos de construção do conhecimento científico. A preparação das atividades envolveu um estudo do desenvolvimento histórico do conceito de movimento, desde a física aristotélica, passando pela física do movimento medieval, por Galileu, Gassendi, Descartes, até alcançar a primeira lei de Newton. A estratégia de ensino foi aplicada a três turmas do ensino médio noturno de uma escola da rede pública estadual da cidade de Natal (RN). A análise dos resultados indicou a dificuldade de superação de concepções alternativas acerca de movimento pelos estudantes. Apesar disso, avaliamos que a aplicação dessa estratégia de ensino tanto representou ganhos para a aprendizagem dos estudantes, como contribuiu para o redimensionamento da prática pedagógica do professor-pesquisador
Aerodynamic analysis of a scramjet for atmospheric flight
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-11) Silva, Elder Samuel Taveira da; Toro, Paulo Gilberto de Paula; George Santos Marinho; Borba, Gilvan Luiz; Cavalcanti, Eduardo José Cidade
This paper presents an aerodynamic conception of an academic scramjet designed for a flight at 6.2 km of altitude with a speed corresponding to Mach number 4.18, which will be coupled to the intermediate training rocket (FTI) of the Barreira do Inferno Launch Center (CLBI) in Rio Grande do Norte (RN), Brazil. The current means of access to space is limited by the quantity of fuel that rockets need to take to get out of the dense layers of the atmosphere, which causes little payload to be boarded, limiting aerospace activities. The scramjet technological demonstrator is being studied as a new technology of access to space, as this technology proposes a new system of airbreathing propulsion. The proposed academic scramjet will be coupled in the FTI, functioning as a second stage in order to obtain more power during the flight. Calculations were made in the geometry variation in order to select the best compression and expansion section for the scramjet, with heat addition. In the compression section, only one configuration with three tamps was considered. The analytical results were compared with simulation results.
As Ciências Espaciais, o saber e o fazer docente no ensino fundamental
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008-07-31) Lima, Miguel Salustiano de; Borba, Gilvan Luiz; ; http://lattes.cnpq.br/0043059721601657; ; Germano, Auta Stella de Medeiros; ; http://lattes.cnpq.br/9487308554724839; Ruiz, Carlos Antonio López; ; http://lattes.cnpq.br/9035017031737026
O presente trabalho objetiva inserir temas relacionados às Ciências Espaciais no ensino fundamental a partir de uma experiência realizada em escolas públicas de São Tomé, RN visando resgatar nos professores de ciências o gosto pela experimentação e a exploração de tecnologias avançadas. Durante esta pesquisa com os professores verificou-se que eles conheciam bastante sobre o tema, mas este conhecimento era restrito aos eventos espaciais divulgados pela mídia. Em relação ao conhecimento científico, mesmo aquele superficial, os docentes apresentavam muitas dificuldades conceituais o que dificultava a abordagem destes temas em suas aulas. Para discutir tais dificuldades, foi realizada uma oficina onde os professores tiveram a oportunidade de discutir o aspecto histórico das Ciências Espaciais, alguns conceitos físicos a ela relacionados, bem como a realização de experimentos com foguetes de garrafa PET que resgatam a curiosidade típica do fazer da ciência. Frutos dessa oficina foram esboçados Planejamentos Didáticos construídos pelos professores. Tais planejamentos utilizando temas relacionados às Ciências Espaciais se transformaram em planos de aula para, a partir desses, abordarem conteúdos já previsto na composição curricular das escolas. Portanto, a partir deste trabalho professores que atuam em escolas públicas de São Tomé, RN passaram por uma capacitação mínima necessária para que estes possam não somente reproduzir, mas readequar e construir, a partir deste, seus próprios caminhos em suas salas de aula no nível fundamental. Por outro lado, verificamos, como já havia sido percebido por diversos autores, que temas relacionados ao Espaço podem e devem ser utilizados como agentes capazes de motivar o aprendizado em ciências
Construção de uma sessão de planetário para público geral com a temática “interações terra-sol”
(2015-07-30) Freitas, Radma Almeida de; Germano, Auta Stella de Medeiros; Aroca, Silvia Calbo; Borba, Gilvan Luiz; Bisch, Sérgio Mascarello
A presente dissertação apresenta os fundamentos, o story board e a avaliação de uma sessão de planetário produzida com foco nas interações Terra-Sol, e direcionada para um público geral. Para isto, nos baseamos em proposta anterior para a construção de sessões e em reflexões provenientes de dois eixos de discussão relacionados à comunicação da/sobre a ciência em contextos de educação não formal. O primeiro eixo remete à problematização dos objetivos dessa comunicação, destacando-se a ideia de popularização da ciência. Nessa perspectiva, na produção da sessão “Viagem ao Sol” desenvolvemos sondagem, em Natal e cidades do interior do estado, sobre ideias da população a respeito do Sol; e desenvolvemos pesquisas sobre essa temática em cordéis, além das fontes científicas. O segundo eixo remete à construção de conhecimentos em situações de “aprendizagem por livre escolha” conforme o Modelo Contextual de Aprendizagem. Esse modelo ressalta o papel de organizadores prévios em exposições de museus. A partir desse conceito, adotamos a escolha de uma mensagem geral “Os fenômenos que acontecem no Sol podem afetar nossas vidas”, e de núcleos de informação, a fim de orientar a estruturação e a transposição das ideias científicas veiculadas na sessão, bem como a avaliação desta. Como avaliação, utilizou-se um estudo realizado durante uma Mostra de Astronomia com o Planetário Digital Móvel da UFRN - Barca dos Céus no interior do estado. Tal estudo fez uso da ferramenta Mapa de Significado Pessoal, associada a entrevistas. Como resultados principais da avaliação, destacamos a predominância, nos mapas após a sessão, da ideia de que o Sol é importante para nossas vidas e que nos influencia de diversas formas; além disso, as informações da sessão relacionadas à Astronomia cotidiana estiveram entre as mais citadas nos mapas. Após a sessão também apareceram algumas ideias sobre a Dinâmica solar, as quais haviam sido identificadas como lacunas na cultura geral da população. Constatou-se, contudo, poucas ideias que explicitassem uma relação entre o Sol e fenômenos magnéticos. Uma implicação importante da avaliação da sessão foi a identificação dos momentos propícios para interações com o público, durante a mesma. Dentre estes momentos destaca-se: a discussão acerca da produção de energia no interior do Sol; e a discussão sobre as manchas solares como resultado da dinâmica solar.
Construção e validação de um receptor GPS para uso espacial
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2009-11-20) Albuquerque, Glauberto Leilson Alves de; Mota, Francisco das Chagas; ; http://lattes.cnpq.br/1640808531484356; ; http://lattes.cnpq.br/9217129927300763; Borba, Gilvan Luiz; ; http://lattes.cnpq.br/0043059721601657; Pessoa Filho, José Bezerra; ; http://lattes.cnpq.br/4559834179431063
O Sistema de Posicionamento Global, conhecido mundialmente pala sigla GPS, é um sistema de radionavegação construído pelos norte-americanos com intenções militares, mas que encontraram, com o passar do tempo, muitas aplicações de uso civil. No Brasil, além do desenvolvimento de foguetes de sondagem, começam a aparecer projetos de construção de micro e nanosatélites. Estes veículos denominados espaciais ou de alta dinâmica podem, quando em voo, usufruir do sistema GPS para localização autônoma e verificação/controle das suas trajetórias. Apesar da enorme disponibilidade de receptores GPS no mercado civil, estes não podem ser utilizados em veículos de alta dinâmica, seja por questões ambientais (vibrações, temperaturas elevadas, etc.) ou por proteção lógica (via software). Os receptores para uso em veículos de alta dinâmica, ou veículos espaciais, fazem parte de uma tecnologia restrita a poucos países, que estabelecem regras muito rígidas para suas aquisições. O presente projeto objetiva construir e validar funcionamento básico deste receptor ao instalá-lo num foguete de sondagem e coleta de dados em voo. O software a ser utilizado no receptor já estava disponível em código fonte e testado em uma plataforma de desenvolvimento denominada GPS Architect. Vários organismos cooperaram para realização projeto: AEB, UFRN, IAE, INPE e CLBI. Após vários passos para realização do projeto: definição das condições de funcionamento, escolha e aquisição dos componentes eletrônicos, fabricação das placas de circuito impresso, montagem e testes de integração; o mesmo foi instalado num foguete de sondagem VS30 lançado a partir do Centro de Lançamento da Barreira do Inferno em Natal/RN. Apesar da coleta parcial dos dados do receptor, por falha técnica do sistema de telemetria do foguete, os resultados obtidos foram suficientes para validar o funcionamento do receptor a partir da comparação entre os dados de trajetografia fornecidos pelo receptor GPS e o radar de trajetografia do CLBI conhecido como Radar ADOUR
Desenvolvimento de um magnetômetro fluxgate para estudos de clima espacial e aeroespacial
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-07-30) Silva Júnior, José Pedro da; Araújo, José Humberto de; Borba, Gilvan Luiz; ; http://lattes.cnpq.br/0043059721601657; ; http://lattes.cnpq.br/2455132422249405; ; http://lattes.cnpq.br/7290676177544090; Mendes, David; ; http://lattes.cnpq.br/4411895644401494; Santos, Nednaldo Dantas dos; ; http://lattes.cnpq.br/3538940359754089
Neste trabalho foi desenvolvido um magnetômetro, em que toda a etapa de conversão de sinais e aquisição de dados foi realizada por software, constituída unicamente de um sensor de fluxo saturado, comercial. O magnetômetro possui alta sensibilidade para medir campos magnéticos de baixa intensidade, estático ou de pequenas variações. Esse tipo de sensor funciona a partir da saturação de um material ferromagnético utilizado como núcleo. Foram elaborados dois programas. O primeiro em linguagem Labview, esse faz a comunicação entre o sensor e o usuário através de um computador, o aplicativo produzido é responsável pela obtenção e armazenamento dos dados referentes ao sinal de saída do sensor. O segundo programa feito em linguagem Java é incumbido pela conversão dos dados para assim estudá-los, além de armazená-los em vários formatos e construir gráficos. Os resultados obtidos são de grande importância para estudos do comportamento do campo geomagnético, pois as variações de fluxo magnético podem induzir correntes elétricas na superfície e assim afetar a distribuição de energia elétrica e também os sistemas de telecomunicações. Mostrou-se que é possível, com este magnetômetro, estudar as variações de campos em tempestades magnéticas e em períodos considerados calmos.
Desenvolvimento de um programa para caracterização de eventos oceânicos/atmosféricos: aplicações usando parâmetros característicos do oceano atlântico tropical e dados da estações GNSS e meteorológica de Natal-RN, Brasil
(2017-02-17) Tenório, Ricardo Bruno de Araújo; Silva, Mario Pereira da; ; http://lattes.cnpq.br/6527261150258220; ; http://lattes.cnpq.br/8047544090659412; Mendes, David; ; http://lattes.cnpq.br/4411895644401494; Borba, Gilvan Luiz; ; http://lattes.cnpq.br/0043059721601657; Cerqueira Júnior, João Gualberto de; ; http://lattes.cnpq.br/3701656811880107
Entre os diversos fatores que influenciam no posicionamento através de satélites artificiais ou de GNSS (Global Navigation Satellite System), destaca-se o erro causado pelo Atraso Troposférico Zenital, que é composto basicamente por uma componente hidrostática (ZHD – Zenithal Hidrostatic Delay) influenciada predominantemente por nitrogênio e oxigênio, e outra úmida (ZWD – Zenithal Wet Delay), influenciada pela presença de vapor d’água na Troposfera. Essas componentes podem ser estimadas a partir de observações de sinais de GNSS coletadas a partir de estações receptoras em terra. A componente úmida tem forte relação com o IWV (Integrated Water Vapor - Vapor d'água Integrado) na atmosfera. Este trabalho tem por objetivo desenvolver um programa em interface gráfica com foco principal na geração de bancos de dados de IWV obtidos através de sinais de radiofrequência de uma estação receptora GNSS qualquer, e relacioná-los com variáveis oceânicas e meteorológicas. O software, denominado PROCEOS (Programa de Caracterização de Eventos Oceânicos Atmosféricos), possui como diferencial relativo aos softwares do gênero, estrutura amigável com facilidades de uso. Ele possui estrutura multifuncional, permitindo também ao usuário realizar manipulações de dados de reanálise, a exemplo do ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts), assim como de distribuições espacial e temporal das variáveis – mapas e séries de tempo tanto em superfície como em níveis de pressão - além de filtragens e análises estatísticas dos resultados obtidos, como, por exemplo, correlações de variáveis. Foram realizadas análises de uso do software para previsão da pluviometria sobre a cidade de Natal (RN), com base na análise dos sinais da Estação GNSS-RNNA, localizada no INPE, junto ao Campus Central da UFRN e da Meteorológica Natal-A304, localizada no Campus Central da UFRN, em Natal (RN), Brasil. O PROCEOS produziu resultados considerados muito bons quando relacionados com outros softwares do gênero. Esta técnica tem se apresentado como uma ferramenta alternativa e promissora, no tocante a previsões do tipo “nowcasting”, podendo ainda seus resultados serem utilizados como dados de entrada para modelos de previsão meteorológica.
Desenvolvimento e testes de software de um receptor de GPS para uso espacial
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011-03-25) Raposo, Tullio Emmanuel Messias; Mota, Francisco das Chagas; ; http://lattes.cnpq.br/1640808531484356; ; http://lattes.cnpq.br/8132772192498265; Borba, Gilvan Luiz; ; http://lattes.cnpq.br/0043059721601657; Sarcinelli Filho, Mário;
Veículos espaciais se movem com velocidades elevadas e sofrem mudanças bruscas de aceleração. Então, para que um receptor de GPS possa calcular soluções de navegação estando a bordo de tais veículos, o efeito Doppler deve ser levado em consideração durante os processos de aquisição e rastreio de sinais de satélites. Assim, para que o receptor submetido à alta dinâmica comporte os deslocamentos de frequência no sinal recebido, decorrentes desse efeito, é necessário ajustar sua largura de banda de varredura de frequências e aumentar a ordem de sua malha de rastreio. Este trabalho apresenta as modificações no software no GPS Orion, um receptor de arquitetura aberta da GEC Plessey Semiconductors, hoje Zarlink, a fim de torná-lo apto a gerar soluções de navegação em veículos submetidos à alta dinâmica, especialmente satélites de órbita baixa. A plataforma de desenvolvimento GPS Architect, comercializada pela mesma empresa, foi utilizada para dar suporte às modificações. Além disso, são apresentadas as características do Monitor GPS Aeroespacial, uma ferramenta computacional desenvolvida para monitorar as soluções de navegação calculadas pelo receptor de GPS através de gráficos. Apesar de não ter sido possível fazer simulações em alta dinâmica com as modificações de software implementadas no receptor, verificou-se seu funcionamento satisfatório, em regime estacionário, fazendo uso, inclusive, da nova interface gráfica. A dissertação apresenta ainda os resultados do experimento Receptor de GPS para Aplicações Aeroespaciais, obtidos com a participação do receptor numa missão suborbital, a Operação Maracati 2, em dezembro de 2010, utilizando uma malha de rastreio de portadora digital de segunda ordem. Apesar de um incidente ocorrido momentos antes do lançamento ter prejudicado a navegação efetiva do receptor, foi observado que o experimento funcionou adequadamente, rastreando e adquirindo novos satélites durante o voo do foguete VSB-30.
Dinâmica e morfologia da tropopausa sobre a região de NatalRN utilizando dados de radiossondagens do Centro de Lançamento da Barreira do Inferno
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-05-14) Silva Júnior, José Pedro da; Mendes, David; Borba, Gilvan Luiz; ; ; ; Fernandez, José Henrique; ; Santos, Marcos Aurélio Ferreira dos; ; Martins, Rafael Castelo Guedes;
A tropopausa equatorial terrestre é, em geral, analisada como uma região de modestas variações de temperatura e definida apenas como uma interface entre a troposfera e a estratosfera. No entanto, trabalhos recentes têm sugerido que a tropopausa pode ser fonte de perturbações capazes de afetar localmente o clima troposférico. Neste contexto, o presente trabalho descreve uma investigação detalhada das características da tropopausa equatorial sobre a região de Natal-RN, utilizando dados de radiossondagens de balões meteorológicos lançados pelo Centro de Lançamento da Barreira do Inferno (CLBI), entre os anos de 1996 a 2014, e da plataforma digital do Departamento de Ciências Atmosféricas da Universidade de Wyoming, entre os seguintes intervalos: 1986 a 1995 e 2015 a 2018. Além disso, comparações com modelos computacionais semiempíricos como o MSIS-90, mostram divergências com os dados estudados. Foram comparadas as temperaturas mínimas da tropopausa com relação às estações do ano, e se constatou que o mínimo de temperatura ocorre no outono e o máximo durante o inverno. Para verificar as causas desse resultado, foram analisados dados de precipitação, fluxo de calor latente e fluxo de calor sensível, indicando que o possível motivo para o mínimo de temperatura está relacionado com o período chuvoso. Outro resultado importante foi a atuação da Zona de Convergência Intertropical no transporte de energia entre os hemisférios através da Tropopausa, que explica o porquê do aumento de temperatura durante o inverno. Também foi realizado um estudo da relação entre a temperatura da tropopausa e os ciclos solares, evidenciando que a temperatura vem diminuindo, de forma similar a atividade solar. Por fim, é sugerido um ajuste na temperatura da atmosfera acima de 15 km de altitude, para o MSIS-90.
Educação em mudanças climoambientais
(2016-07-15) Silva, Carlos Magno Lima Fernandes e; Costa, Francisco Alexandre da; Borba, Gilvan Luiz; ; ; ; Silva, Fernando Moreira da; ; Espínola Sobrinho, José; ; Tabosa, Wyllys Abel Farkatt;
As mudanças climáticas e ambientais são temas interdisciplinares de alta complexidade, que nos últimos anos tem sido amplamente divulgados para a sociedade em vários tipos de mídia. Essas mudanças climoambientais tanto tem sido validadas pelos relatórios do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas, como também por outros órgãos ambientais e os resultados indicam um futuro preocupante para o clima, meio ambiente e humanidade. Grande parte dos efeitos negativos dessas mudanças são provocadas pelo excesso de atividades antrópicas na natureza. Esses excessos são feitos para atender a demanda do consumismo contemporâneo, um modelo social que é gerado por uma interpretação equivocada dos recursos naturais e alimentado pelo atual paradigma racional científico desenvolvimentista. O presente trabalho propõe que reformas no sistema de educação podem mitigar em longo prazo, a aceleração das mudanças climáticas e a degradação ambiental. As bases dessa reforma são altos investimentos numa melhor qualidade de educação, com um foco maior na dimensão ambiental objetivando conscientizar o ser humano, sobre a importância do meio ambiente para a humanidade. Nesse sentido, a educação pode aumentar a compreensão das causas e efeitos da aceleração das mudanças climoambientais e por meio de, diversos processos pedagógicos transformar atividades antrópicas nocivas em atividades sustentáveis.
Efeitos de tempestades magnéticas em sinais de gps, em Natal, Brasil
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008-02-29) Cueva, Ricardo Yvan de La Cruz; Bonelli, Enivaldo; ; http://lattes.cnpq.br/7116158054409962; ; Paula, Eurico Rodrigues de; ; http://lattes.cnpq.br/0341267060519130; Borba, Gilvan Luiz; ; http://lattes.cnpq.br/0043059721601657
Sinais de satélites apresentam perturbações (cintilações), devido à presença de irregularidades no plasma ionosférico. No presente trabalho, dedicamo-nos ao estudo da atenuação dessas cintilações ou seja, uma melhoria no sinal, durante a fase principal de tempestades magnéticas presentes no peróodo de outubro 2006 a fevereiro 2007. Usando-se dados de cintilações na amplitude de sinais de 1.5GHz da rede de satélites de GPS, na estação ionosférica de Natal (5.84o S, 35.20o O, -20o dip) e índices geomagnéticos, durante o mínimo do ciclo solar que acaba de terminar (denominado ciclo 23), demostrando-se a anticorrelação entre atividade magnética (Kp) e o índice de cintilação S4, que é uma medida das cintilações na amplitude do sinal de um satélite (método Bonelli2005, que foi comprovado para períodos de máximo solar), isto quando a fase principal da tempestade magnética acontece durante horas de dia local. Encontra-se, que estas tempestades correspondem à categoria I de Aarons (1991). As tempestades magnéticas podem gerar irregularidades quando o campo elétrico de penetração é para leste na hora do pico pré-reversão ao intensificando-o e também podem gerar irregularidades no período entre meia noite e o amanhecer. A limitação do método aplicado é que não considera algumas tempestades que também ocorreram durante este período de equinócio e verão na região brasileira. Então, utiliza-se dados adicionais das estações de São João de Cariri-PB (Imageador All Sky e Fotômetro) e da estação de Fortaleza-CE (dados de digisonda), para analisar estas tempestades. As tempestades que foram deixadas de fora pelo método aplicado, encaixam-se nas outras duas categorias de Aarons, com uma única exceção (tempestade do 02 de Janeiro). Mostramos que no dia da fase principal, e com presença de bolhas (segundo os dados do Imageador e Fotômetro), a velocidade de deriva vertical E ~B ( h F= t) estão abaixo de 20m/s, que é o limiar encontrado por Anderson et al., v (2004) (>20m/s como condição favorável à formação de irregularidades e aumento no índice de cintilação). Esta diminuição da velocidade é devido ao mínimo solar
Estudo da dinâmica da tropopausa sobre Natal-RN utilizando-se de dados de radiossondagens de balões meteorológicos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020) Silva Júnior, José Pedro da; Silva, Régia Pereira da; Cazuz, Elio Pessoa; Tenório, Ricardo Bruno de Araújo; Borba, Gilvan Luiz; Mendes, David; Oliveira, Anderson Luiz Pinheiro de; Araújo, José Humberto de; Alcântara, Maurício Lima de
A tropopausa equatorial terrestre é, em geral, tratada como uma região de modestas variações de temperatura e vista apenas como uma interface entre a troposfera e a estratosfera. No entanto, trabalhos recentes têm sugerido que a tropopausa pode ser fonte de perturbações capazes de afetar localmente o clima troposférico. Neste contexto, o presente trabalho descreve uma investigação detalhada das características da tropopausa equatorial sobre a região de Natal-RN, utilizando dados de radiossondagens de balões meteorológicos lançados pelo Centro de Lançamento da Barreira do Inferno (CLBI), entre os anos de 2010 a 2014. Além disso, comparações com modelos computacionais semi-empíricos como o MSIS-90 mostram divergências com os dados experimentais. Foram analisados um total de 1849 casos, sendo 949 sondagens diurnas e 900 noturnas. Foram comparadas as temperaturas mínimas da tropopausa com relação às estações do ano, e se constatou que o mínimo de temperatura ocorre no outono e o máximo durante o inverno, cujos valores médios são, respectivamente, 189,6 K e 194,5 K. A explicação proposta para estes resultados, relaciona a precipitação durantes estas estações com a liberação de energia para alta troposfera.
Estudo da influência das forçantes climáticas na previsão sazonal de precipitação para as regiões norte e nordeste do Brasil
(2017-08-31) Fernandes, Ronabson Cardoso; Lúcio, Paulo Sérgio; Fernandez, José Henrique; http://lattes.cnpq.br/4207470264780724; http://lattes.cnpq.br/5291232352923880; http://lattes.cnpq.br/0276695231217986; Mendes, David; : http://lattes.cnpq.br/4411895644401494; Borba, Gilvan Luiz; http://lattes.cnpq.br/0043059721601657; Neves, Josemir Araújo; http://lattes.cnpq.br/7524671581334750; Frigo, Éverton; http://lattes.cnpq.br/7836477682392406
Diante da perspectiva do aumento de extremos de precipitação pluvial devido às mudanças climáticas, estudar a influência da atividade ciclo solar e fluxo de raios cósmicos nessa variável meteorológica é de grande importância. A precipitação pluvial é um fator preponderante para a agricultura, setor energético, pecuária e para a economia. Com isso, é de extrema importância estudar a relação entre elas. Inicialmente, houve a necessidade de reconstruir diversas séries históricas com percentual inferior a 60% de dados faltantes nas séries históricas de GCR, em que, o método MTSDI foi apontado como o melhor modelo, entre aquelas estudadas, para a realização de imputação de dados observacionais de GCR. Sendo assim, escolhida a estação de Huancayo/PER para correlacionar com a precipitação pluvial na região Norte e Nordeste do Brasil. Verificou-se que houve coerência estatística pela técnica de Wavelet Coherence entre a precipitação pluvial com GCR e SSN na escala mensal, sazonal, anual, interanual e interdecadal. Pela técnica de Maximal Overlay Transform (MODWT) constatou-se que existe correlação significativa entre as séries estudadas nas escalas de 5,3 anos, 10,6 anos, 22,3 anos e 44,6 anos. E, por fim, pode-se construir um modelo para predizer a série histórica da precipitação pluvial, mostrando-se satisfatório. Portanto, essa pesquisa mostrou que existe influência do fluxo de raios cósmicos e da atividade solar na precipitação pluvial região tropical Brasileira.
Estudo da variabilidade da deriva vertical do plasma ionosférico sobre a região de Natal/RN, Fortaleza/CE e Cachoeira Paulista/SP para alguns casos de tempestades magnéticas de abril a setembro de 2000
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-08-18) Serafim, Cleiton Cruz; Borba, Gilvan Luiz; ; http://lattes.cnpq.br/0043059721601657; ; http://lattes.cnpq.br/5261891407639108; Mendes, David; ; http://lattes.cnpq.br/4411895644401494; Cerqueira Júnior, João Gualberto de; ; http://lattes.cnpq.br/3701656811880107
Neste trabalho, estão sendo apresentados os resultados da investigação sobre a variação da deriva vertical do plasma da camada F que comumente ocorre nos períodos próximos ao pôr-do-sol (entre 21UT – 22UT), e que consiste em uma subida no período do dia e uma descida no período noturno da camada F sobre os municípios de Natal/RN (33.7º O, 5.6º S), Fortaleza/CE (38.45º O, 3.9º S) e Cachoeira Paulista/SP (45.0ºO, 22.7º S). Para isso, utilizou-se dados (ionogramas) de altura virtual ( h' ) em função da frequência para a camada F da ionosfera. Esses dados foram coletados por meio da ionossonda tipo CADI (Canadian Advanced Digital Ionosonde) para as cidades de Natal e Fortaleza, e pela digissonda DPS para a cidade de Cachoeira Paulista. Foram considerados apenas os dados disponíveis de 2000, ano de solar máximo. Com os dados de altura virtual ( h' ) reduzidos nas frequências de 5 e 6MHz, o passo seguinte foi o cálculo do Vz. Os resultados mostraram que a variabilidade da velocidade de deriva vertical da camada F da ionosfera em períodos de tempestades magnéticas está relacionada tanto à penetração de campos elétricos quanto aos campos elétricos do dínamo perturbado.
Um estudo das ondas de gravidade estratosféricas na região equatorial brasileira
(2018-12-11) Cazuza, Elio Pessoa; Borba, Gilvan Luiz; ; ; Mendes, David; ; Marques, Manilo Soares; ; Martins, Maria Paulete Pereira; ; Silva, Regia Pereira da;
Ondas de gravidade podem ser definidas como perturbações ondulatórias, quase periódicas, que se propagam horizontalmente e verticalmente na atmosfera.Os mecanismos de geração de ondas de gravidade em regiões próximas ao equador magnético são pouco conhecidos tornando mais difícil o estudo de suas características a estruturasprincipalmente na Estratosfera.O principal objetivo dessa tese foi ainvestigação da sazonalidade dessas perturbações e as fontes de geração dessasondas em nossa região.Esses estudos tem como base a assinatura de ondas de gravidade em dados do perfil de temperatura, obtidosa partir de radiossondas instaladas em balões meteorológicos lançados, do Centro de Lançamentos da Barreira do Inferno (CLBI), localizado em Natal/RN (5,8°S; 35,5°O), completamos os dados obtidos através do site http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html, o qualfornece dados de sondagensrealisadas tanto no hemisfério norte quanto no hemisfério sul.O dadosexperimentais foramcomparado com os dados teóricos gerados a partir do modelo semi-empírico MSISque não leva em consideração a presença dessas ondas na atmosfera, obtendo assim as amplitudes e comprimentos de ondas verticais das flutuaçõesda temperatura, a partir do que foi possível determinarasfrequência e compará-las com afrequência de corte para essas perturbações, ou seja, afrequência de Brunt-Väisälä, o período de estudo foi de cinco anos (2009 -2013), durante esse intervalo de tempo foram realizadas 1493sondagens diurnas, o que permitiu classificar 281perturbações com períodos compreendidos entre 4–20min, ou seja, compatíveis com ondas de gravidade, foi possível também obter o perfil da densidade de energia potencial. Os resultados obtidos mostram que em torno de 61% dessasperturbações foramobservadasentre os meses de Janeiro à Junho. Buscou-se através das imagens dosatélite Meteosat9, verificar a presença, ou não, fenômenosmeteorológicos que pudessem ser associados como um possível mecanismo de geração destas ondas, dentre esses, os fenômenos convectivos como a Zona de Convergência Intertropical (ZCIT). Além disso, um programa numérico foi desenvolvido para simular a quantidade de energia a ser depositada na Troposfera com o objetivo de simular a propagação dessas ondas, sendo verificado que a quantidade de energia depositada na Troposfera por uma ZCIT seria capaz de gerar perturbações como aquelas que verificamos nos dados de radissondagem.
Estudo de ondas de gravidade na estratosfera a partir de sondagens com balões lançados do Centro de Lançamento da Barreira do Inferno
(2016-12-20) Oliveira, Anderson Luiz Pinheiro de; Borba, Gilvan Luiz; Bonelli, Enivaldo; ; http://lattes.cnpq.br/7116158054409962; ; http://lattes.cnpq.br/0043059721601657; ; http://lattes.cnpq.br/3723032966140457; Mendes, David; ; http://lattes.cnpq.br/4411895644401494; Andrade, Lara de Melo Barbosa; ; http://lattes.cnpq.br/0327817672623352; Almeida, Carlos Alexandre Barros de; ; http://lattes.cnpq.br/5375746423286558; Martins, Rafael Castelo Guedes; ; http://lattes.cnpq.br/4841572225235729
Perturbações atmosféricas com características quase-periódicas e geradas por ondas de gravidade têm sido intensamente estudadas nas últimas décadas. No entanto, poucos desses estudos se referem à estratosfera equatorial. Nestapesquisa se discute resultados relativos ao estudo de assinaturas de ondas de gravidade no perfil de temperatura da estratosfera e da tropopausa, na faixa de altura entre 16 - 30 km, a partir de dados de radiossondagens de balões meteorológicos lançados pelo Centro de Lançamentos da Barreira do Inferno (CLBI), durante o ano de 2000. O objetivo desta pesquisa foi estudar as características das perturbaçõesno perfil estratosférico de temperatura atribuídas a passagem de ondas de gravidade. Os dados obtidos foram comparados com os dados teóricos gerados a partir do modelo semi-empírico MSIS-90, a partir da aplicação da Transformada Rápida de Fourier (FFT) sobre o perfil da flutuação da temperatura, sendo possível determinar a frequência das perturbações e compará-las com as frequências de Brunt-Väisälä. Foram estudadas um total de 185 sondagens diurnas, todas em torno das 12 horas (UT), sendo detectados 29 casos nos quais se observou perturbações cujos parâmetros tais como período, frequência, comprimento de onda vertical e densidade de energia foram compatíveis com os parâmetros associados à passagem de ondas de gravidade. Os períodos calculados foram da ordem de 5,7 - 26,0 minutos, os comprimentos de onda verticais da ordem de 1,36 - 4,01 km, as frequências angulares da ordem de 10-3 - 10-2 rad/s ea densidade de energia potencial e total associadasàs ondas foram em média da ordem de 1,0 - 30,0 J/kg, mostrando que fenômenos deste tipo são capazes de dissipar significativas quantidades de energia para a média atmosfera e influenciar fatores meteorológicos na troposfera. A pesquisa mostrou também que os dados do modelo MSIS-90 reproduzem com boa aproximação o perfil de temperatura da troposfera e da estratosfera em dias calmos, o que não ocorre na tropopausa e na estratosfera em dias perturbados.
Um estudo sobre a influência do ciclo solar nos fatores climatológicos de Natal-RN
(2015-11-27) Alcântara, Maurício Lima de; Borba, Gilvan Luiz; ; ; Mendes, David; ; Silva, Mario Pereira da; ; Santos, Nednaldo Dantas dos;
Compreender mudanças climáticas é um assunto de extrema importância e tem estimulado inúmeras pesquisas. No sec. XX, grande parte do aumento observado na temperatura da superfície global sobre os últimos anos ocorreu a partir da década de 1940, e modelos climáticos sugerem sua intensificação depois de 1980 atribuindo-se, em geral, tal aquecimento principalmente a causas relacionadas a variabilidade solar, mudanças na atmosfera, conteúdo de gás de efeito estufa ou enxofre devido à ação natural ou antrópica, ou variabilidade interna do sistema oceano-atmosfera, sendo que, principalmente após os relatórios de organismos como o IPCC, a ênfase em atribuir o aquecimento as ações antrópicas tem aumentado significativamente. No presente trabalho se discute o comportamento da temperatura na superfície bem como o comportamento troposférico de parâmetros atmosféricos tais como, perfil de temperatura, umidade, precipitação, pressão e ventos, medidos através de coletas diárias de estação meteorológica do Centro de Lançamentos de Foguetes da Barreira do Inferno (CLBI) no período de 1976 a 2008, portanto durante trinta e três anos, o que corresponde aos ciclos solares, o 21 (1976 à 1986), 22 (1986 à 1996) e 23 (1996 à 2008) que apresentaram os máximos e mínimos solares nos anos 1979 e 1985; 1990 e 1995; 2001 e 2005 respectivamente. Foram feitas correlações entre atividade solar, medida principalmente pelo número de manchas solares, e os paramentos atmosféricos já citados, mas principalmente com a temperatura da superfície. No decorrer dos estudos as análises comparativas entre a atividade solar e os parâmetros climáticos citados, possibilitaram verificar efeitos de longos períodos sobre o clima. Esses resultados permitirão relacionar possíveis eventos de interação entre os sistemas termosfera-estratosfera-troposfera, eventos esses bem raros na literatura. Dos três ciclos estudados os dois primeiros, foram parecidos em intensidade (número de manchas solares), e muito mais intensos que o ciclo 23, no entanto as maiores temperaturas foram observadas durante o 23 e as menores no ciclo 22. Por outro lado, quando se observa a atividade solar verifica-se que o ano 2000 foi particularmente ativo, com grandes tempestades magnéticas, e para esse período todos os campos de temperatura, ventos, pressão e umidade apresentam comportamentos anômalos se comparados com anos anteriores e subsequentes merecendo assim investigações posteriores visto mecanismo responsável por esta correlação ainda não é conhecido.
Estudo sobre a relação entre a atividade geomagnética e cintilações de sinais de GPS em Natal-RN (Brasil)
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-07-31) Barbosa, Abimael Amaro Xavier; Bonelli, Enivaldo; Borba, Gilvan Luiz; ; http://lattes.cnpq.br/0043059721601657; ; http://lattes.cnpq.br/7116158054409962; ; http://lattes.cnpq.br/6936532719331413; Fernandez, José Henrique; ; http://lattes.cnpq.br/4207470264780724; Costa, Ricardo Arlen Buriti da; ; http://lattes.cnpq.br/8220266376719566
Criado no início da década de setenta, o Sistema de Posicionamento Global (GPS) chega aosmeados da segunda década do século 21 com sua popularização através de softwares que podemser facilmente utilizados em aparelhos celulares e em painéis de automóveis. Além disso, anavegação aérea brasileira utiliza tal sistema de satélites como um de seus meios de orientação.Tais fatos tornam os problemas relacionados ao uso de serviços de localização por GPS emassuntos de interesse social. Dentre esses problemas estão as cintilações, que são súbitasmudanças na amplitude e/ou fase da onda eletromagnética que ocorrem quando esta atravessaregiões de irregularidades na densidade eletrônica da ionosfera, camada atmosférica situada entre50 Km e 2000 Km de altitude. Entre as causas da formação de tais irregularidades, conhecidascomo bolhas de plasma, há o acentuado crescimento do campo elétrico zonal durante as últimashoras da tarde devido ao efeito dínamo na camada F e à diminuição da condutividade elétrica nacamada E, criando, assim, o pico de pré-reversão com intenso aumento da deriva vertical doplasma ionosférico antes da sua inversão, quando a ionosfera desce, após o pôr do Sol,produzindo uma instabilidade, segundo o modelo de Rayleigh-Taylor. No Brasil, a ocorrênciadesse processo é mais intensa entre os meses de Setembro e Abril, de modo que as cintilaçõessão mais frequentes nesse período. Estudos tem relacionado o comportamento desse fenômenoeletromagnético na região brasileira com tempestades geomagnéticas por meio de modelos decampos elétricos perturbados nas proximidades do equador magnético. Este trabalho, então,visando identificar a relação entre cintilações de GPS em Natal-RN (Brasil) e perturbaçõesgeomagnéticas de quaisquer intensidades e variações, fez analises do comportamento ionosféricoe das variações do índice Dst (Disturbance storm time) concernente a épocas distintas do ciclosolar do período entre os anos de 2000 e 2014. Parte dos dados desta pesquisa se originou noobservatório da UFRN, a partir de uma placa GEC Plessey ligada a uma antena ANP -C 1143modificada pelo grupo Cornell University’s Space Plasma Physics de modo a operar o ScintMon,um programa de monitoramento de GPS. Neste estudo, portanto, foram constatados vários casosde cintilações inibidas após a fase principal de tempestades magnéticas, fato que, juntamente comoutros, corroboraram com a categorização de Aarons (1991) e com os modelos de dínamopertubado (de acordo com Bonelli, 2008) e de penetração over-shielding, defendido por Kelley etal. (1979) e Abdu (2011) [4]. Além dessas constatações, foram notados diferentes aspectosmorfológicos em tais perturbações no sinal de GPS de acordo com atividades magnéticasprecedentes. Também foi constatada uma relação moderada entre a taxa de variação do Dst (dehorário específico) e o S4 médio do sinal noturno, por meio de uma função polinomial. Talconstatação, portanto, corroborando com Ilma et al. (2012) [17], é uma importante evidência deque as cintilações de GPS não são diretamente controladas por indução magnética detempestades. Ao concluir este trabalho, essa relação também se mostrou como um meio deprevisão parcial de cintilações.
Um estudo sobre o ensino de evaporação no contexto ciência, tecnologia e sociedade
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-07-31) Bezerra, Maria Emília Barreto; Borba, Gilvan Luiz; ; http://lattes.cnpq.br/0043059721601657; ; http://lattes.cnpq.br/6614347906370417; Morey, Bernadete Barbosa; ; http://lattes.cnpq.br/7554818862651491; Silva, Lenina Lopes Soares; ; http://lattes.cnpq.br/1487610808390702
Neste trabalho de Dissertação propõe-se o ensino do tema evaporação a partir da abordagem CTS porque acreditamos que esse tipo de enfoque é capaz de proporcionar aos alunos uma aprendizagem mais crítica e consciente do fazer científico. Além disso, é possível mostrar aos alunos a importância deles, como cidadãos, nas tomadas de decisões que visem beneficiar a todos que fazem parte da comunidade a qual pertencem. Nessa perspectiva, aborda-se o tema Evaporação numa região caracterizada pela constante falta de água para o consumo, o município de Santa Cruz/RN, porque, apesar da criação de açudes para regularizar a vazão dos rios e aumentar a disponibilidade de água nos períodos de escassez, sabemos que esses reservatórios apresentam uma grande superfície líquida livre que permite elevada perda de água por evaporação. Dessa forma, a evaporação afeta o rendimento dos reservatórios para abastecimento e irrigação, sendo um fenômeno de especial interesse para estudo. Para tal, foi aplicado um questionário com o intuito de identificar as concepções prévias dos alunos sobre o tema. Em seguida, foi elaborado e realizado um Workshop voltado para os alunos da Licenciatura em Física do Campus Santa Cruz do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Norte (IFRN). A realização do Workshop serviu como espaço para a discussão sobre o tema dentro do contexto do município de Santa Cruz/RN. Como produto, sugerimos aos professores de Física um guia com recomendações que devem ser levadas em conta quando forem ensinar esse tema.
Estudos de distúrbios ionosféricos propagantes de larga escala (LSTID’S) na região equatorial durante grandes tempestades magnéticas: estudo de casos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-08-28) Cazuza, Elio Pessoa; Borba, Gilvan Luiz; ; http://lattes.cnpq.br/0043059721601657; ; http://lattes.cnpq.br/9391596848185679; Bonelli, Enivaldo; ; http://lattes.cnpq.br/7116158054409962; Souza, Jonas Rodrigues de; ; http://lattes.cnpq.br/3848282835080232
Os Distúrbios Ionosféricos Propagantes (TID’s) são irregularidades no plasma ionosférico propagando-se com velocidades da ordem de dezenas a poucas centenas de metros por segundo. Nesse trabalho, detectamos e caracterizamos os do tipo LSTID’s (Large scale Travelling Ionospheric Disturbances) em baixas latitudes durante intensas tempestades geomagnéticas e sua propagação sobre o setor brasileiro. Esse trabalho apresenta-se como o primeiro a relatar, de forma sistematizada, propagações de ondas de gravidade sobre NatalRN. Utilizamos registros ionosféricos obtidos a partir de digissondas do tipo CADI (Canadian Advanced Digital Ionosonde) localizada em Natal-RN e do tipo DSP (Digisonde Portable Souder) localizadas em Cachoeira Paulista-SP, Fortaleza-CE e São Luís-MA, adotando uma série de dados de 12 anos colhidos pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Relacionamos tanto dias calmos, os quais antecediam as tempestades, quanto dias geomagneticamente perturbados, durante os anos de 2000 e 2012, englobando um período de máxima e mínima atividade solar. Apresentando as variações ocorridas nas densidades eletrônicas da região F da ionosfera sobre o setor brasileiro, principalmente próximo ao equador (Natal, Fortaleza e São Luís), causadas por distúrbios ionosféricos propagantes na região equatorial durante intensas tempestades geomagnéticas. Como sabemos, de acordo com a literatura, nessa área o fenômeno contribui positivamente para o surgimento de LSTID’s na região auroral, que podem se deslocar para a região equatorial onde poucos casos têm sido documentados e estudados de forma sistematizada. A partir da observação de assinaturas de TID´s em registros de ionogramas foi realizado um estudo da morfologia desses eventos e comparados com as principais características de onda durante grandes tempestades magnéticas, isto é DST < (-200 nT) e KP > 6. Com isso, obtivemos suas características principais, como: período, comprimento de onda vertical, velocidade de fase e velocidade de propagação, bem como o atraso desses distúrbios em relação ao início das tempestades magnéticas para o setor brasileiro.

SIGAA

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