PPGCC - Mestrado em Ciências Climáticas
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Dissertação Sistemas convectivos de mesoescala e sua influência na precipitação e nos desastres naturais no sul do Brasil(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-03-13) Silva, Thiago Gonçalves da; Gonçalves, Weber Andrade; http://lattes.cnpq.br/3901367142857642; http://lattes.cnpq.br/9247213148151165; Alcântara, Clênia Rodrigues; Costa, Izabelly Carvalho daOs Desastres Naturais (DN) são caracterizados como o resultado de eventos adversos, como precipitação ou secas extremas, movimentos de massa, entre outros, que por sua vez ocasionam danos aos seres humanos, materiais e/ou ambientais e que por consequência acarretam prejuízos tanto econômicos quanto sociais. No Brasil, há um crescente aumento no número de desastres relacionados à precipitação extrema, principalmente na região Sul do Brasil (SB). Os Sistemas Convectivos de Mesoescala (SCM), especialmente os Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM), são sistemas meteorológicos organizados que geram precipitação intensa e prolongada, e atuando no regime de chuvas da região da Bacia do Prata. Este estudo buscou compreender a dinâmica desses sistemas, desde sua formação até a dissipação, e avaliar como eles contribuem para eventos extremos de precipitação que desencadeiam desastres naturais. Foram utilizados dados do International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP) e da reanálise ERA5 para analisar os ambientes de mesoescala que favorecem o tempo de vida do CCM. Para investigar a relação entre SCM e os deslizamentos de terra foram utilizados dados do Forecast and Tracking the Evolution of Cloud Clusters (FORTRACC) para o rastreamento dos SCM, registros de desastres e precipitação fornecidos pelo Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (Cemaden). A pesquisa identificou que os CCM de maior duração (D3) estão associados a condições atmosféricas mais favoráveis, como maior convergência de umidade em baixos níveis, divergência em altos níveis e valores elevados de Temperatura Potencial Equivalente (TPE) e Convective Available Potential Energy (CAPE). Esses sistemas tendem a se deslocar por distâncias maiores e a persistir por mais tempo. Além disso, verificou-se que a maioria dos deslizamentos ocorreu durante a fase de Pré-Maturação dos SCM, quando os sistemas estão em intensificação e produzem chuvas mais intensas. Além disso, a precipitação antecedente (acumulada nos dias anteriores ao desastre) foi muito importante na saturação do solo, aumentando a suscetibilidade a deslizamentos.Dissertação Variabilidade multiescalar da velocidade do vento no Nordeste do Brasil(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-03-14) Araújo, Paula Andressa Alves de; Silva, Cláudio Moisés Santos e; https://orcid.org/0000-0002-2251-7348; http://lattes.cnpq.br/1394248306018449; http://lattes.cnpq.br/4857107569349842; Rodrigues, Daniele Tôrres; Amorim, Ana Cleide BezerraEste trabalho analisou a variabilidade multiescalar da velocidade do vento no Nordeste do Brasil (NEB), utilizando dados observados de estações meteorológicas do INMET (2010–2021) e produtos de reanálise (ERA-5 e MERRA-2). Foram aplicadas técnicas de imputação múltipla para preencher lacunas nas séries temporais, garantindo a consistência dos dados. A análise estatística incluiu a distribuição de Weibull e correlação de Pearson, enquanto a clusterização hierárquica identificou padrões espaciais e temporais. Os resultados revelaram um ciclo diurno bem definido, com velocidades mais altas durante o dia (09h–20h UTC) devido à dinâmica da Camada Limite Atmosférica (CLA), e quatro clusters distintos, sendo o de maiores velocidades concentrado no litoral (Ceará, Rio Grande do Norte e Paraíba), influenciado por brisas marítimas e ventos alísios. Na escala sazonal, as velocidades foram mais intensas entre agosto e setembro, associadas ao posicionamento da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT), e mais baixas em março e abril. A análise interanual mostrou limitações na separação de clusters e identificação de padrões interanuais, mas indicou influências de fenômenos como El Niño e La Niña. Conclui-se que a imputação múltipla e a clusterização são eficazes para estudos climáticos, fornecendo subsídios para o planejamento energético no NEB. Recomenda-se a validação local de reanálises e o uso de séries temporais mais longas para aprimorar análises futuras.Dissertação Probabilidades de ocorrência de eventos de precipitação extrema associados aos desastres naturais no leste do Nordeste do Brasil(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-26) Pinheiro, Everton Felipe de Souza; Rodrigues, Daniele Tôrres; Andrade, Lara de Melo Barbosa; https://orcid.org/0009-0008-4871-2150; http://lattes.cnpq.br/3226955524305254; Silva, Claudio Moisés Santos e; Gonçalves, Weber Andrade; Ribeiro, Marcos Samuel Matias; 08654205482Uma sub-região caracterizada por alta densidade populacional e vulnerabilidade a eventos como alagamentos, inundações e deslizamentos de terra. Entender o comportamento dos eventos extremos de precipitação é essencial para o planejamento de políticas públicas e, direcionamento de medidas que mitiguem os riscos, que podem afetar os vários setores da sociedade. Este estudo tem como objetivo principal investigar a relação entre as probabilidades de ocorrência de precipitação extrema aos desastres naturais no leste do Nordeste do Brasil. A análise utiliza estimativas de precipitação do produto Integrated Multi-satellitE Retrievals for the Global Precipitation Measurement (IMERG) e registros do Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (Cemaden). Serão aplicados métodos estatísticos, como a distribuição generalizada de valores extremos com regressão quantílica, para estimar as probabilidades de ocorrência e os períodos de retorno dos eventos extremos, além de estatísticas descritivas para indicar regiões vulneráveis a desastres naturais associados a precipitações extremas. Os resultados indicam que os máximos de precipitação apresentam elevada variabilidade sazonal e espacial, com os períodos de março a maio (MAM) e junho a agosto (JJA) registrando os maiores índices. Cidades costeiras, apresentam maiores probabilidades de ocorrência de precipitação de 30 mm/dia (> 80%), 50 mm/dia (> 70%) e 100 mm/dia (> 60 %) e maiores estimativas para diferentes períodos de retorno, evidenciando a alta exposição dessas regiões a desastres naturais. Sendo evidenciado no período chuvoso, onde é observado maiores frequências de desastres entre os estados de Pernambuco e Alagoas, tendo movimentos de massa com maiores registros. O estudo fornecerá informações relevantes para o desenvolvimento de políticas públicas e estratégias de mitigação de riscos, contribuindo para a redução dos impactos de desastres no leste do Nordeste do Brasil.Dissertação Análise espaço-temporal da atividade de fogo nos biomas terrestres do Nordeste brasileiro(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-08-30) Araújo, Bárbara Marinho; Hoelzemann, Judith Johanna; http://lattes.cnpq.br/6590472437235971; https://orcid.org/0000-0003-2980-6617; http://lattes.cnpq.br/9168444272507106; Silva, Beatriz Cavalcante da; Duarte, Ediclê de Souza Fernandes; Mutti, Pedro Rodrigues; Santos, Renata Libonati dosO fogo é um elemento essencial para a conservação e diversidade de muitos ecossistemas. No entanto, as atividades humanas que fazem uso do fogo tem provocado alterações na frequência e severidade dos fogos de vegetação, afetando até mesmo ecossistemas não adaptados ao fogo. Os biomas terrestres do Nordeste do Brasil são vulneráveis ao fogo, apresentando diferentes graus de dependência e resistência a ele. Este estudo tem como objetivo comparar a detecção de áreas queimadas pelos produtos MCD64A1 e MapBiomas, e dos produtos de detecção de focos de calor MOD14A2 e MYD14A2, dos instrumentos MODIS a bordo dos satélites Aqua e Terra da NASA. Os produtos foram avaliados nos diferentes biomas do Nordeste do Brasil para identificar padrões, tendências e fatores determinantes dos eventos de fogo. Os dados de áreas queimadas dos produtos MCD64A1 e MapBiomas foram obtidos para o período de 2001 a 2022 e os de focos de calor dos produtos MOD14A2 e MYD14A2 de 2003 a 2022. A análise desses produtos foi conduzida por meio de métodos descritivos e multivariados. Os resultados revelam que os produtos MCD64A1 e MapBiomas, embora apresentem variações na quantidade de área queimada detectada, havendo algumas semelhanças entre os biomas, como a Caatinga e o Cerrado. Além disso, os produtos MOD14A2 e MYD14A2 forneceram uma detecção consistente de focos de calor ao longo do período estudado. Cada bioma apresentou particularidades distintas nos padrões de atividade do fogo, correlacionadas principalmente com fatores climáticos, como a ocorrência de eventos El Niño e La Niña associados às atividades antrópicas, como desmatamento e uso do fogo para limpeza de pastagens. Além disso, outros fatores influenciam a precisão da detecção das áreas queimadas pelos satélites, como a vegetação, a extensão das queimadas, e o tipo e quantidade de combustível. Os produtos analisados mostraram-se ferramentas valiosas para o monitoramento de áreas queimadas e focos de calor nos biomas do Nordeste do Brasil, e dada a variabilidade nas detecções observadas entre os diferentes produtos, faz-se necessário estudos mais aprofundados a fim de entender como esses produtos se comportam em cada bioma, considerando as particularidades de cada um.Dissertação Energia eólica e sustentabilidade: impacto dos parques eólicos na temperatura da superfície e na vegetação da caatinga(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-08-26) Siqueira, Marina de; Oliveira, Cristiano Prestrelo de; https://orcid.org/0000-0003-2871-1595; http://lattes.cnpq.br/2461244145338043; http://lattes.cnpq.br/9651892429509278; Mutti, Pedro Rodrigues; Gonçalves, Weber Andrade; Amaro, Venerando Eustaquio; Silva, Maria Leidinice daNos últimos anos, a expansão das tecnologias de energia renovável tem sido notável em escala global. A energia eólica, em especial, tem desempenhado um papel crucial na busca pela descarbonização da matriz energética. No entanto, é importante reconhecer que a construção e operação de parques eólicos exercem impactos significativos no meio ambiente e no clima local, alterando as propriedades da superfície terrestre e perturbando as interações entre a superfície e a atmosfera. Este estudo se dedicou a investigar os efeitos desse crescimento e da instalação de parques eólicos sobre a temperatura da superfície terrestre (LST) e na vegetação do bioma Caatinga do Rio Grande do Norte (RN), uma região particularmente vulnerável às mudanças climáticas. Foram utilizados dados de geolocalização das torres eólicas localizadas no RN, fornecidos pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). As torres foram agrupadas em 34 clusters pelo método de DBSCAN. Os dados de LST e Vegetação foram obtidos do sensor MODIS, a bordo dos satélites Aqua e Terra, ao longo do período de 2004 a 2023, para LST e 2022 para vegetação, utilizando-se medidas diurnas e noturnas. Esses dados foram comparados com valores de referência extraídos da Floresta Nacional do Açu. Os resultados apontaram para uma tendência de aquecimento noturno e uma diminuição dos valores do Índice de Vegetação Melhorado (EVI) ao longo dos anos. Estas análises oferecem uma compreensão mais abrangente dos impactos ambientais associados aos parques eólicos, considerando o contexto específico da Caatinga e suas interações com as mudanças climáticas.Dissertação Situação da pesca artesanal em Pecém-CE (2019-2022): implicações climáticas sobre a captura e atividade pesqueira(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-08-30) Melo, Samuel Gaudioso Albuquerque Carvalho; Andrade, Lara de Melo Barbosa; Rodrigues, Daniele Tôrres; https://orcid.org/0000-0002-8019-9480; http://lattes.cnpq.br/0327817672623352; http://lattes.cnpq.br/4417927629664748; Cintra, Marcio Machado; Claudino, Rayanne LeitãoO fenômeno das mudanças climáticas intensificou o interesse global nos impactos do aquecimento global em diversos setores, incluindo a pesca artesanal, especialmente em regiões vulneráveis como o distrito de Pecém, no município de São Gonçalo do Amarante, Ceará. As alterações climáticas, em particular a elevação das temperaturas globais e as mudanças nos padrões de precipitação, afetam diretamente a produtividade pesqueira. A análise dessas variáveis no contexto específico da pesca artesanal em áreas costeiras é essencial. Este estudo tem como objetivo explorar a relação entre variáveis meteorológicas e a atividade pesqueira em Pecém, utilizando séries de dados de precipitação, temperatura da superfície do mar e velocidade do vento dos anos de 2019 a 2022. Esses dados foram obtidos de fontes confiáveis como a Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (Funceme), o Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) e a reanálise do ERA-Interim. Além disso, dados específicos da atividade pesqueira foram fornecidos pelo Projeto de Monitoramento do Desembarque Pesqueiro (PMDP) e pelo Projeto de Espacialização da Pesca (PEP), ambos coordenados pela Petrobras. A análise estatística incluiu métodos de estatística descritiva, cálculos de captura por unidade de esforço (CPUE), correlações simples e cruzadas, diagramas de Taylor, cálculos de viés, erro quadrático médio (RMSE) e o teste de Wilcoxon. Um dos principais achados deste estudo foi a observação de uma relação inversa entre CPUE e atividade pesqueira, com médias mensais de CPUE mais altas registradas entre novembro e março e médias mais baixas entre abril e outubro. Esse padrão sugere que as condições meteorológicas influenciam diretamente a eficiência da pesca em diferentes épocas do ano. A forte correlação entre os dados de precipitação obtidos pela reanálise do ERA-Interim e os dados observados pela FUNCEME validou o uso desses dados de reanálise no estudo. Os cálculos de viés e RMSE, juntamente com o diagrama de Taylor, corroboraram a adequação dos dados de reanálise. Ao mesmo tempo, o teste de Wilcoxon indicou um p-valor superior a 5%, não rejeitando a hipótese nula e confirmando a validade dos dados utilizados. Observou-se a influência das variáveis meteorológicas na produção total e na CPUE. A temperatura da superfície do mar apresentou a maior correlação negativa, especialmente com uma defasagem de quatro meses em relação à produção total. Esse achado é particularmente relevante para espécies como o camurim, que mostrou maior sensibilidade às mudanças na temperatura da superfície do mar, evidenciando uma relação prejudicial entre a atividade pesqueira e a CPUE, com uma defasagem de quatro meses. Este estudo destaca a importância das variáveis meteorológicas na pesca artesanal em Pecém, apontando para a necessidade de políticas adaptativas que considerem essas variáveis na gestão pesqueira. O uso de dados meteorológicos robustos, como os provenientes do ERA-Interim, combinados com métodos estatísticos rigorosos, pode fornecer insights valiosos para a sustentabilidade e eficiência da pesca em regiões vulneráveis aos impactos das mudanças climáticas.Dissertação O efeito da nebulosidade na troca líquida de dióxido de carbono sobre o bioma Caatinga(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-03-04) Melo, Mariana Melissa Lima Vieira de; Bezerra, Bergson Guedes; https://orcid.org/0000-0002-1566-3304; http://lattes.cnpq.br/1901216516407999; http://lattes.cnpq.br/9786788522783606; Oliveira, Pablo Eli Soares de; Cabral Júnior, Jorio BezerraA Caatinga é reconhecida como uma das áreas de vida selvagem mais importantes do planeta e uma das florestas secas de maior biodiversidade e endemia. As florestas semiáridas têm um importante papel no ciclo global do dióxido de carbono (CO2),pois controlam as tendências dos sumidouros de CO2 em escala global. A variabilidade diária da radiação solar e da radiação fotossinteticamente ativa (PAR), é influenciada pela presença de nuvens, que influencia tanto o balanço de energia à superfície quanto o ciclo hidrológico. Essas modificações impactam significativamente a absorção de CO2 pelas florestas. Portanto, o objetivo deste trabalho foi analisar o impacto da nebulosidade sobre as trocas líquidas de CO2noBioma Caatinga, utilizando dados observados a cada 30 minutos, durante dois anos seguintes, 2014 e 2015, na Estação Ecológica do Seridó (ESEC - Seridó), em uma torre de fluxo equipada com um sistema Eddy Covariance (EC). Foram utilizados dados de radiação e do saldo líquido das trocas de CO2 (NEE). O impacto da nebulosidade sobre o NEE foi avaliado a partir da relação entre o NEE e o índice de claridade. Em geral, os resultados mostraram que essa relação foi fracamente ajustada, contrariando os resultados obtidos em florestas de regiões extratropicais. O fraco ajuste aqui encontrada na Caatinga, provavelmente pode está relacionado ausência de uma sazonalidade marcada da radiação solar nessa região. Conforme atestado pela literatura especializada, a sazonalidade das regiões tropicais é modulada pela precipitação.Dissertação Eventos de precipitação intensa na escala subdiária nas capitais do Nordeste do Brasil(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-02-28) Nascimento, Gabriel Víctor Silva do; Silva, Cláudio Moisés Santos e; https://orcid.org/0000-0002-2251-7348; http://lattes.cnpq.br/1394248306018449; https://orcid.org/0000-0002-0539-9183; http://lattes.cnpq.br/6087222766593591; Rodrigues, Daniele Tôrres; Ferreira, Rosaria RodriguesA intensificação e aumento de ocorrência de eventos extremos de precipitação horária e subdiária é um dos efeitos das mudanças climáticas, impactando em diferentes setores, tais como a agricultura, meio ambiente, transporte, energia, turismo, etc. Assim, faz-se necessário compreender esse fenômeno em áreas densamente povoadas como as capitais do Nordeste do Brasil (NEB). Dessa forma, o objetivo da pesquisa foi analisar a intensidade e a frequência da ocorrência de Eventos de Precipitação Intensa na Escala Subdiária (EPIES) nas capitais do NEB. Os dados meteorológicos são na escala horária e contempla a variável de precipitação cobrindo o período de 01 de janeiro de 2010 a 31 de dezembro de 2021, do banco de informações meteorológicas do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Para análise dos EPIES, primeiro foi verificada a porcentagem de falha nos dados para cada capital, após isso, os dados foram separados em período úmido e seco. Em seguida foi aplicado a técnica dos quantis para calcular o percentil 95 (p95) e um método de classificação dos EPIES para cada série de dados. O método consiste em quantificar o p95 diário e selecionar, para esses dias, os casos em que a precipitação ocorrida, em uma hora, corresponda a um mínimo de 50% de p95. A partir disso, o estudo identificou que os municípios de Aracaju e Recife apresentaram a maior variabilidade da precipitação anual. São Luís, por outro lado, apresentou os maiores EPIES na escala mensal (março e abril) e maior acumulado horário de EPIES. Dessa forma, o período com maiores acumulados de EPIES foram nos meses de novembro a julho, principalmente entre os meses de janeiro a junho, em que existe a atuação de sistemas atmosféricos importantes para a região do NEB, com VCAN, DOL, ZCIT, LI e CCM. Entre as capitais, os municípios de Fortaleza, São Luís e Teresina apresentaram o ciclo diurno com a maior variabilidade, no período úmido e seco. Além disso, o ciclo diurno durante os dias com EPIES apresentam picos elevados nos horários de ocorrência desses eventos.Dissertação Estimativa da produtividade primária bruta em uma floresta tropical sazonalmente seca(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-03-01) Silva, Iara Bezerra da; Oliveira, Pablo Eli Soares de; https://orcid.org/0000-0003-1172-6870; http://lattes.cnpq.br/9234882860270063; http://lattes.cnpq.br/9671806585392425; Bezerra, Bergson Guedes; Silva, Bernardo Barbosa daA Produtividade Primária Bruta (Gross Primary Productivity - GPP) é caracterizada pela taxa de absorção de carbono durante a fotossíntese, fornecendo informações cruciais sobre a variação sazonal no ciclo do carbono. A GPP tem sido monitorado em todo o mundo através de torres de fluxo, usando a técnica de covariância de vórtices turbulentos (Eddy Covariance- EC) e de modelos agrupados a dados de sensoriamento remoto. Este trabalho teve como objetivo avaliar os diferentes métodos de estimativa da GPP a partir do sensoriamento remoto, derivados dos dados do Landsat 8 e MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer). Foram testados os seguintes modelos: Modelo de Fotossíntese de Vegetação (VPM), Modelo de Temperatura e Verdor (TG), Modelo de Índice de Vegetação (VI), Eficiência do Uso da LUZ (LUE) e o produto MOD17A2H, na Estação Ecológica do Seridó (ESEC-Seridó), no município de Serra Negra do Norte - RN, no período de 01 janeiro de 2014 a 31 de dezembro de 2015. O Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), Índice de Vegetação Aprimorada (EVI), Índice de Água Superficial (LSWI) foram derivados do landsat 8, disponíveis no Google Earth Engine (GEE), sendo utilizados como entrada nos modelos, e integrados com as variáveis micrometeorológicas. Os modelos foram comparados com a GPP medido pela técnica Eddy Covariance (GPPEC). Em geral, todos os modelos subestimaram a GPPEC, principalmente na estação seca, com destaque para modelo MODIS que superestimou em ambas as estações, com destaque para estação seca, em cerca de 95,5%. Os resultados indicaram que o modelo TG estimado utilizando dados do Landsat 8, apresentou o melhor desempenho para a área de estudo (floresta tropical sazonalmente seca). O segundo melhor desempenho foi dos modelos LUE, também estimados a partir do Landsat 8, quando se considerou a variabilidade na eficiência do uso da luz. Portanto, a validação e comparação de modelos realizada neste estudo fornecerá informações valiosas para o desenvolvimento de futuros modelos de estimativa da produtividade primária bruta, visto a necessidade de calibração dos modelos utilizando dados observados, para reduzir as incertezas decorrentes dos parâmetros utilizados.Dissertação Análise dos índices de extremos climáticos e de vegetação por diferença normalizada no Semiárido do Brasil(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-02-29) Martins, Albert Smith Feitosa Suassuna; Andrade, Lára de Melo Barbosa; Silva, Cláudio Moisés Santos e; https://orcid.org/0000-0002-2251-7348; http://lattes.cnpq.br/1394248306018449; https://orcid.org/0000-0002-8019-9480; http://lattes.cnpq.br/0327817672623352; https://orcid.org/0000-0003-0333-3997; http://lattes.cnpq.br/1571415337290282; Rodrigues, Daniele Tôrres; Silva, Aline Gomes daO presente estudo busca contribuir para a compreensão dos impactos das mudanças climáticas na região Semiárida do Brasil e como isso afeta a vegetação e outros aspectos ambientais, pois ao entender melhor essa relação, será possível compreender como os ecossistemas respondem às mudanças climáticas e, assim, tomar medidas mais informadas para mitigar seus impactos. Tendo como objetivo analisar a associação entre os índices de extremos climáticos por meio da técnica de componentes principais e o índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) na região Semiárida do Brasil (SAB). Os dados climáticos utilizados foram fornecidos por Xavier et al. (2022) e as variáveis utilizadas no presente estudo são precipitação, temperatura máxima e mínima. Os dados de NDVI foram coletados pelo sensor MODIS a bordo dos satélites TERRA/AQUA da NASA. A análise foi realizada primordialmente pela caracterização dos períodos chuvoso e seco. Uma vez determinados esses períodos, foi feita a análise das tendências dos índices de extremos climáticos pela técnica de componentes principais. Posteriormente, foi calculada a correlação de Spearman, com o objetivo de verificar a associação entre os índices de extremos climáticos e o NDVI. No intuito de compreender como esses fatores interagem e se influenciam mutuamente. A primeira componente principal (PC1), revela informações sobre as variações de extremos de temperatura e frequência de dias quentes. Em relação com o NDVI, os resultados sugerem que as condições climáticas de temperatura, especialmente durante a noite, desempenham um papel significativo na relação dos índices de extremos, seja no período seco ou chuvoso. Destacase também a importância de PC2 e PC3, que, embora a representatividade de ambas tenha uma parcela menor da variância dos dados em comparação com a PC1, revelam-se informações sobre as variações a extremos de temperatura e frequência de dias quentes.Dissertação Variações diurnas e sazonais nas trocas de carbono, água e energia em uma floresta primária na Amazônia(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-08-07) Alves, Mailson Pereira; Costa, Gabriel Brito; https://orcid.org/0000-0002-5254-489X; http://lattes.cnpq.br/0980355943575182; http://lattes.cnpq.br/5454206117934319; Silva, Cláudio Moisés Santos e; https://orcid.org/0000-0002-2251-7348; http://lattes.cnpq.br/1394248306018449; Mendes, Keila RêgoA ação antrópica nos ecossistemas naturais através do desmatamento, das queimadas, uso e ocupação irregular do solo, atividades industriais e o aumento da queima de combustíveis fósseis são ações diretamente relacionadas ao aumento da concentração de gases de efeito estufa, levando a um maior aquecimento do planeta, e consecutivamente, aumento da frequência e intensidade de extremos de calor, precipitação intensa, aumento no número de dias consecutivos sem chuva entre outros eventos extremos. As florestas tropicais desempenham uma importante função no clima regional e global, principalmente por meio das emissões, retenções de gases e da evapotranspiração, sendo extremamente importante para o ciclo do carbono a nível global. Usando dados de torre de medições de fluxo na Flona de Caxiuanã-PA (2005-2008), dados meteorológicos, de trocas de CO2 estimados a partir de informações de um sistema de Eddy-Covariance e uso de sensoriamento remoto através de índices de vegetação via satélite (MODIS), objetivou-se caracterizar as mudanças diárias e sazonais no fluxo de CO2 na floresta de Caxiuanã e verificar a relação da produtividade primária bruta (GPP) com os índices de vegetação (EVI e NDVI). Os resultados apontaram: i) comportamento da temperatura do ar e evapotranspiração, relacionados à incidência de radiação solar no sítio, e esta relacionada à nebulosidade local, com maiores valores para o período seco do ano; ii) os fluxos de calor sensível e latente também se apresentaram atrelados ao saldo de radiação local; iii) o fluxo líquido de CO2 do ecossistema ao longo do dia esteve relacionado à disponibilidade de radiação fotossinteticamente ativa que alcançava o dossel foliar; iv) a respiração do ecossistema apresentou picos no início do período seco do ano, ou seja, relacionando-se com o aumento da temperatura; v) a GPP seguiu o comportamento da disponibilidade hídrica e de radiação fotossinteticamente ativa no sítio, não havendo correlação com os índices de vegetação NDVI e EVI.Dissertação Impactos das mudanças climáticas sobre os recursos de energia eólica na América do Sul a partir das projeções climáticas do CMIP6(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-02-28) Pereira, Marlúcia de Aquino; Mendes, David; http://lattes.cnpq.br/4411895644401494; http://lattes.cnpq.br/7927958960513566; Oliveira Júnior, José Francisco de; Mutti, Pedro Rodrigues; http://orcid.org/0000-0001-7607-1727; http://lattes.cnpq.br/5475390537931966; Gonçalves, Weber Andrade; http://lattes.cnpq.br/3901367142857642Com o crescente aumento de investimentos em energia eólica, pesquisas vêm sendo realizadas em diversos locais para analisar como essa fonte de energia pode ser afetada pelas mudanças climáticas. Assim, este trabalho teve como objetivo geral avaliar o potencial impacto das mudanças climáticas nos recursos de energia eólica na América do Sul, por meio das últimas projeções climáticas futuras do CMIP6, obtendo diferenças entre passado, presente e cenários futuros da densidade de energia eólica. A pesquisa foi realizada utilizando os dados do Projeto de Intercomparação do Modelo Climático (CMIP6) de vento mensais em superfície, nos quais foram utilizados, e obtidos do site do “Earth System Grid Federation (ESGF)” para 5 Modelos de Circulação Geral da Atmosfera (MCGA) com resoluções horizontais igual ou menores que 1,25 ° em latitude e longitude e com dados para os cenários climáticos futuros, SSP1-2.6 e SSP5-8.5. Todas as grades de dados de vento dos modelos foram remapeadas para uma grade comum seguindo uma interpolação bilinear ponderada por área, os dados foram extrapolados para a altura de 100 metros pela lei da energia eólica e a partir deles foi calculada a densidade eólica. A validação dos dados foi feita utilizando a reanálise ERA5 do ECMWF (C3S) que foram comparados com o ensemble do CMIP6. A densidade de energia eólica foi avaliada através da análise das diferenças entre a linha de base (1979–2005) e os períodos futuros (2046-2072 e 2073-2099). De maneira geral, os resultados demonstraram o mesmo padrão de densidade eólica da linha de base para os cenários futuros com aumentos, principalmente no cenário 8.5. As maiores variações nas médias futuras em relação à histórica foram projetadas no Leste do Nordeste, seguido do Norte do Nordeste do Brasil e Patagônia-Sul da Argentina, ressalta-se ainda que essa variação é de crescimento nas médiasDissertação Análise geoestatística para o estudo da variabilidade espacial de extremos da precipitação na bacia hidrográfica Piancó-Piranhas-Açu(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-04-27) Andrade, Maria Uilhiana Gomes de; Lúcio, Paulo Sérgio; Costa, Gabriel Brito; http://lattes.cnpq.br/5291232352923880; http://lattes.cnpq.br/1481740947599974; Silva, Cláudio Moisés Santos e; https://orcid.org/0000-0002-2251-7348; http://lattes.cnpq.br/1394248306018449; Rodrigues, Daniele Tôrres; Maia, Adelena Gonçalves; Gomes, Ana Carla dos SantosEste estudo visa analisar a variabilidade espacial da precipitação na Bacia Hidrográfica Piancó-Piranhas-Açú (BHPPA) por meio de metodologias fundamentadas em Geoestatística. No decorrer do trabalho foram apresentadas concepções teórico-conceituais sobre extremos climáticos de precipitação, possíveis impactos ambientais, e socioeconômicos. Além disso, discutiu-se etapas de como o papel da Geoestatística no estudo da variabilidade espacial da precipitação, captando o grau de continuidade espacial da precipitação acumulada anual. Entre as metodologias disponíveis, utilizou-se a Krigagem Ordinária e Indicatriz, que são duas técnicas de interpolação Geoestatística amplamente utilizadas para a interpolação espacial. Com a Krigagem Ordinária mapeouse a variabilidade espacial da precipitação anual, e com a Krigagem Indicatriz mapeouse a variabilidade espacial do risco de eventos extremos de precipitação na BHPPA, através dos percentis. Por fim, verificou-se que o quadrimestre mais chuvoso com a distribuição mais regular correspondeu de janeiro a abril, com o pico em março, os meses pouco chuvosos abrangeu maio, junho e julho, e os meses mais secos foi de agosto a novembro. Além disso, também se verificou que as áreas mais secas estão ao Norte da bacia hidrográfica, no Rio Grande do Norte juntamente com o extremo a leste do Seridó Paraibano, ao avançar no sentido Oeste, na região central se encontra acúmulos de precipitação intermediárias, e por fim, no final do sentido Oeste estão os maiores acúmulos de precipitação. Sendo assim, observou-se que a precipitação é uma variável que possui continuidade espacial, ou seja, ela varia de forma gradual e contínua ao longo de uma área geográfica.Dissertação Microfísica das nuvens geradoras de precipitação extrema na Costa Leste do Nordeste(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-02-27) Silva, Eduardo Almeida da; Gonçalves, Weber Andrade; Rodrigues, Daniele Tôrres; http://lattes.cnpq.br/3901367142857642; https://orcid.org/0000-0002-5809-0454; http://lattes.cnpq.br/1268120810491801; Alcântara, Clênia Rodrigues; http://lattes.cnpq.br/5915864826877257; Mendes, David; Mutti, Pedro RodriguesA partir dessa pesquisa, propõe-se caracterizar as variáveis microfísicas de nuvens geradoras de eventos de precipitação extrema sobre a Costa Leste da Região Nordeste do Brasil (CLNEB), por trimestre, entre os anos de 1998 a 2014. Objetivou-se caracterizar as variáveis: Conteúdo Integrado de Água de Chuva - RWP (kg/m²), Conteúdo Integrado de Gelo – IWP (kg/m²), Taxa de Precipitação em Superfície - SP (mm/h), oriundo do produto 2ACLIM (sensor Microwave Imager – MI), Altura do Nível de Congelamento - FH (m), Taxa de Precipitação (mm/h) e Tipo de Chuva, oriundo do produto 2APR (sensor Precipitation Radar – PR), dados provenientes do satélite Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM). Para analisar essas variáveis microfísicas, utilizou-se de métodos e medidas estatísticas como média, desvio padrão, análise de variância (ANOVA) e os testes não-paramétricos de Kruskal-Wallis e Dunn. Por fim, apresentou-se um modelo conceitual para caracterizar a microfísica de nuvens geradoras de precipitação extrema, nessa localidade. Os principais resultados apontaram que os períodos sazonais de dezembro a fevereiro e o de março a maio, em ambos produtos, apresentaram maiores quantitativos de estimativa de chuva para as nuvens geradoras de precipitação extrema sobre a CLNEB. A altura do nível de congelamento variou entre 4400 a 5150 metros em relação à altitude da isoterma de 0ºC. Porém, constatou-se que não houve diferença entre os pares de médias deste parâmetro entre os períodos sazonais de junho a agosto e de setembro a novembro sobre a CLNEB (valor-p > 0,05). Observou-se que a precipitação extrema da CLNEB, são oriundas, de nuvens convectivas severas (71,36%) e estratiformes (28,64%), ambas nuvens frias.Dissertação Controladores biometeorológicos da eficiência de uso de água em savanas sob diferentes sazonalidades climáticas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-03-03) Silva, Daniel Felipe da; Rodrigues, Daniele Tôrres; Bezerra, Bergson Guedes; https://orcid.org/0000-0003-4307-2832; http://lattes.cnpq.br/4682555268827167; http://lattes.cnpq.br/9510085354088329; Silva, Cláudio Moisés Santos e; https://orcid.org/0000-0002-2251-7348; http://lattes.cnpq.br/1394248306018449; Mutti, Pedro Rodrigues; Marques, Thiago ValentimAs savanas desempenham um papel crucial nos ciclos globais de água e carbono. Por essa razão, muitos estudos têm sido desenvolvidos dedicando especial atençãonos efeitos dos parâmetros biometeorológicos nas trocas de CO2 desses ecossistemas. Neste estudo, foi avaliado os efeitos biometeorológicos sobre a eficiência do usodaágua (WUE, Water Use Ef iciency) em duas savanas tropicais sob diferentes sazonalidades climáticas, utilizando dados oriundos de torres micrometeorológicas equipadas com o sistema eddy covariance, que foram disponibilizados pela redeglobal de torres de fluxos (FLUXNET). Os locais estudados são Savanas tropicais AU-DaS (Austrália, savana úmida) e SN-Dhr (Senegal, savana seca) comdados de2008-2014 para AU-DaS e 2010-2013 para SN-Dhr. Os resultados indicaramqueasavana seca (SN-Dhr) foi mais eficiente do que a savana úmida (AU-DaS) cujos valores médios anuais da WUE foram de 2,0 e 1,88 gC kg H2O-1, respectivamente. Essa maior eficiência esta provavelmente associada as diferentes respostas do Gross primary productivity (GPP) e da evapotranspiração (ET) de cada savana as condições chuvosa/seca. A SN-Dhr apresentou maior resistência a seca do que AU-DaS, hajavista que em AU-DaS tanto variação de GPP como a variação da ETforamfortemente influenciados pela condição de déficit hídrico extremo (DSI →1,0). EmSN-Dhr essa mesma influência foi consideravelmente mais fraca. Essa constataçãoérefletida nas análises de correlação da WUE com fatores biometeorológicos, uma vezque a WUE não apresentou correlação significativa (valor-p < 0,05) comnenhumdestes parâmetros em SN-Dhr. Por outro lado, WUE de AU-DaS é fortementeinfluenciada por GPP e moderadamente pela Temperatura (Ta).Dissertação As ilustrações como recurso didático facilitador no ensino de mudanças climáticas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-03-06) Santos, Rita de Cássia Paulo dos; Mutti, Pedro Rodrigues; http://orcid.org/0000-0001-7607-1727; http://lattes.cnpq.br/5475390537931966; https://orcid.org/0000-0002-3793-8989; http://lattes.cnpq.br/1056001443245764; Lima, Kellen Carla; http://lattes.cnpq.br/4524628383146981; Dantas, Geovany Pachelly GaldinoAs mudanças climáticas são uma das principais ameaças ambientais e socioeconômicas do século XXI e é esperado que seus impactos se intensifiquem com o decorrer dos anos. Nesse contexto, a educação possui um papel fundamental para o enfrentamento das mudanças climáticas, contribuindo para o engajamento social e para o sucesso da implementação de políticas públicas sobre essa temática. O presente trabalho aborda o estudo das mudanças climáticas, direcionando o tema para uma proposta de ensino com ilustrações. O objetivo do trabalho é propor a elaboração e validação de uma sequência didática amparada na teoria da aprendizagem significativa para a inserção da questão sócio científica na geração do conhecimento crítico sobre as mudanças climáticas na educação básica. O trabalho consta da elaboração de uma cartilha ilustrada que foi validada por especialistas em mudanças climáticas a partir do método Delphi. Após o processo de validação, a cartilha foi aplicada a alunos do 7º ano do Ensino Fundamental da escola estadual Cosme Ferreira Marques em Santa Cruz/RN. Questionários foram utilizados com o intuito de identificar as concepções prévias dos alunos sobre mudanças climáticas. Posteriormente, a cartilha foi aplicada segundo uma sequência didática específica e uma nova rodada de questionários foi aplicada para avaliar o conhecimento adquirido. Diante da sequência de atividades desenvolvidas, com o intuito de avaliar o produto educacional, a partir da apresentação da cartilha, foi possível identificar que os discentes se envolveram ativamente com a temática abordada, sentiram-se mais motivados com a proposta exposta no produto educacional, o que aumenta a probabilidade de aprendizagem; sendo a cartilha, utilizada como material de apoio, eficiente ferramenta quando o assunto abordado trata das mudanças climáticas.Dissertação Análise das ilhas de calor urbanas de superfície na cidade de Salvador-BA(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-03-08) Maia, Márcia Rejane dos Santos Gomes; Oliveira, Pablo Eli Soares de; Costa, Gabriel Brito; https://orcid.org/0000-0003-1172-6870; http://lattes.cnpq.br/9234882860270063; http://lattes.cnpq.br/1204972252455284; Silva, Claudio Moisés Santos e; https://orcid.org/0000-0002-2251-7348; http://lattes.cnpq.br/1394248306018449; Lyra, Roberto Fernando da FonsecaO fenômeno de Ilhas de Calor Urbano ocorre principalmente nas cidades com elevado grau de urbanização, e está diretamente relacionado com o crescimento urbano acelerado e desorganizado provenientes da ocupação e transformação do meio natural sem nenhum planejamento adequado. Nesse contexto, este trabalho foi realizado com objetivo de analisar e identificar o fenômeno ilhas de calor de superfície nas áreas urbanas da cidade de Salvador-BA, a partir das imagens digitais geradas pelo sensor operacional Land Imager–OLI e Thermal Infrared Sensor–TIRS a bordo do satélite Landsat8 para datas selecionadas no período de 2013 a 2022. Desse modo, a partir do processamento das imagens foram gerados mapas de temperatura de superfície e NDVI para cidade de Salvador, e seis bairros foram selecionados para análise das ilhas de calor de superfície: Cassange (referência rural); Centro; Comércio; Fazenda Grande do Retiro; Plataforma e Nova Brasília. Resultados apresentaram padrão inverso do NDVI com relação a temperatura de superfície. As ilhas de calor foram mais intensas nos bairros formados por áreas de maior adensamento urbano e densidade populacional, com pouca ou nenhuma presença de áreas verdes. Conclui-se que as áreas com recobrimento vegetal é observado baixas temperaturas devido ao sombreamento produzido pelas árvores. Isso demonstra o quanto essas áreas urbanas são as mais afetadas pela intensificação do fenômeno de ilhas de calor, ao mesmo tempo que se constata o papel significativo das áreas verdes nos centros urbanos.Dissertação Modelagem climática regional das componentes do balanço de energia sobre o Bioma Caatinga(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-02-27) Cho Luck, Luiz Eduardo Nunes; Oliveira, Cristiano Prestrelo de; Bezerra, Bergson Guedes; https://orcid.org/0000-0003-2871-1595; http://lattes.cnpq.br/2461244145338043; http://lattes.cnpq.br/2652719958867337; Silva, Cláudio Moisés Santos e; https://orcid.org/0000-0002-2251-7348; http://lattes.cnpq.br/1394248306018449; Mutti, Pedro Rodrigues; Marques, Thiago ValentimNos últimos anos, o interesse em estudar o balanço de energia na Caatinga vem crescendo. Existe uma crescente na quantidade de estudos utilizando dados observados, medidos pela técnica de eddy covariance (EC), e modelagem regional para o bioma. Este trabalho teve como objetivo avaliar qual dos esquemas de radiação disponíveis no Regional Climate Model 4 (RegCM4.7) apresentou uma melhor capacidade em reproduzir o saldo de radiação (𝑅𝑛), fluxo de calor latente (λ𝐸) e fluxo de calor sensível (𝐻) na Caatinga. O estudo compreendeu os anos de 2014 e 2015, contando com duas simulações numéricas: uma utilizando o Rapid Radiation Transfer Model (RRTM) como modelo de transferência radiativa e outra utilizando o Community Climate Model 3 (CCM3). Para validar os resultados, foram utilizados dados obtidos por meio de uma torre micrometeorológica equipada com sistema de EC localizada na Estação Ecológica do Seridó (ESEC-Seridó), em Serra Negra do Norte/RN, região de Caatinga preservada. A avaliação dos resultados ocorreu por meio da avaliação dos erros, utilizando o BIAS, RMSE, o coeficiente de concordância de Willmott (d) e a correlação de Pearson (r). Foi possível verificar que o modelo é capaz de representar bem o ciclo diário do 𝑅𝑛, com subestimativas no período chuvoso e superestimativas no período seco. No entanto, apresentou dificuldades em reproduzir os valores médios e o ciclo diário do 𝐻 e λ𝐸, superestimando o λ𝐸 e subestimando o 𝐻.Dissertação Variabilidade interanual das trocas de energia e CO2 em uma área remanescente do Bioma Caatinga sob condições extremas de precipitação(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-08-31) Marques, Ana Maria Sousa; Bezerra, Bergson Guedes; https://orcid.org/0000-0002-1566-3304; http://lattes.cnpq.br/1901216516407999; http://lattes.cnpq.br/3194713379459582; Silva, Cláudio Moisés Santos e; https://orcid.org/0000-0002-2251-7348; http://lattes.cnpq.br/1394248306018449; Mendes, Keila RêgoAs pesquisas com foco nas trocas de energia, vapor de água e de CO2 sobre o Bioma Caatinga é recente. Por essa razão há lacunas a respeito desse tema que têm limitado nossa capacidade de entender e projetar variações interanuais e de longo prazo do ciclo do CO2 nesse ambiente. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento dos balanços de energia e de CO2 do Bioma Caatinga quando submetido a condições extremas de precipitação (seca extrema e precipitação intensa) utilizando a simulação do modelo SITE (Simple Tropical Ecosystem Model) que foi desenvolvido para estudar a resposta dos ecossistemas tropicais às condições ambientais. Foram utilizados dados meteorológicos dos anos de 2009 (precipitação intensa) e 2012 (seca extrema) de uma estação automática do INMET. Também foram analisadas as relações entre os valores mensais do GPP e NEE com a precipitação. O modelo SITE já fora previamente calibrado para a região, mas para nosso estudo ocorreu a necessidade de alguns ajustes na calibração devido os valores climáticos extremos dos anos escolhidos. Os resultados evidenciam o efeito da precipitação nas trocas de energia e massa sobre a Caatinga, evidenciado mais fortemente no particionamento do balanço de energia e no balanço de CO2. Durante o ano de 2009 (Precipitação intensa) a porção do Rn convertido em LE foi quase 6% superior aos valores observados durante o ano de 2012 (seca extrema). Em relação ao CO2 verificou-se que a Caatinga se comportou como sumidouro, mesmo sob condições de seca extrema (2012), cujos valores médios anuais a -1,86 µmol m-2s-1 (2009) e -0,81 µmol m-2s-1 (2012). Também foram analisadas as relações entre os valores mensais do GPP e NEE com a precipitação. Essas análises revelaram que há relação assintótica entre os referidos componentes do balanço de CO2 e a precipitação. Ficou evidente que tanto os valores mensais de GPP como NEE tendem a se estabilizarem a partir de volumes mensais da precipitação superior a 200 mm.Dissertação Tendências e ciclos médios da velocidade do vento e complementaridade energética em regiões próximas a empreendimentos eólicos no Nordeste do Brasil(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-03-25) Costa, Patrícia Catarine de Sousa; Silva, Claudio Moisés Santos e; Rodrigues, Daniele Tôrres; https://orcid.org/0000-0002-2251-7348; http://lattes.cnpq.br/1394248306018449; http://lattes.cnpq.br/3136225322296305; Mutti, Pedro Rodrigues; http://orcid.org/0000-0001-7607-1727; http://lattes.cnpq.br/5475390537931966; Santos, Samira de AzevedoO Brasil, como integrante do Acordo de Paris, assumiu como responsabilidade “fortalecer a resposta global à ameaça da mudança do clima e reforçar a sua capacidade para lidar com os impactos decorrentes dessas mudanças”. Portanto, deve-se considerar o papel da substituição ou diminuição de fontes energéticas poluidoras pela produção de energias renováveis, como eólica e solar, para poder atender a esses objetivos, com foco na região Nordeste do país, que se destaca em ambos os recursos (vento e radiação global). Com isso, torna-se também importante os estudos de complementaridade energética, que visam a diversificação da matriz energética local e o máximo aproveitamento das fontes. Nesse contexto, a presente pesquisa teve por objetivo realizar a análise espacial e temporal do recurso eólico onshore no Nordeste do Brasil (NEB) e verificar uma possível complementaridade com o recurso solar em áreas próximas a parques eólicos que estão atualmente instalados na região. Para isso, os dados de velocidade do vento e radiação solar global foram utilizados. Esses dados são oriundos da rede de estações meteorológicas automáticas gerenciadas pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Eles abrangem o período de 01 de janeiro de 2009 a 31 de dezembro de 2018. A amostragem temporal dos dados era de uma hora e foram selecionadas 27 localidades no NEB, que são situados próximas a parques eólicos. Inicialmente, os dados foram submetidos ao método da imputação múltipla, para preenchimento dos dados faltantes. Após isso, foi aplicada a análise de cluster para realizar o agrupamento dessas localidades de acordo com seus valores de velocidade do vento em: litoral ou interior, caracterizando então seus ciclos médio e horário. Também foram estimadas as tendências de aumento ou de diminuição da velocidade do vento nessa região a partir do teste de tendência linear de Mann-Kendall, na escala horária. Por fim, para a análise de complementaridade, foram calculadas as correlações de Spearman entre as potências de energia eólica e de energia solar entre as diferentes estações.