Parametrização das Equações de Hargreaves & Samani e ångström-Prescott Para Estimativa da Radiação Solar em Goiânia-GO

Resumo A radiação solar é uma variável climatológica amplamente utilizada em estudos climáticos e pode ser mensurada por meio de estações meteorológicas. Devido ao alto custo e difícil manutenção dos equipamentos de mensuração, é possível estimá-la a partir de modelos matemáticos. Assim, o presente estudo objetivou calibrar e validar os parâmetros da equação de ångström-Prescott e de Hargreaves & Samani para realizar a estimativa da radiação solar incidente em Goiânia, Goiás. Dados históricos diários de temperatura máxima (Tmax; °C) e mínima (Tmin; °C), radiação solar incidente (Rs, MJ m-2 dia-1) e duração da insolação (n, h dia-1) da região foram utilizados. Os parâmetros foram calibrados para períodos mensais e sazonais empregando o método dos mínimos quadrados. Os parâmetros estimados foram validados por meio do índice de concordância (d), do coeficiente de correlação (r) e da raiz do erro quadrático médio (RMSE). O parâmetro kRs variou de 0,12 a 0,14 enquanto o parâmetro a variou entre 0,06 e 0,43 e o b de 0,16 a 0,72. As estimativas nos períodos sazonais apresentaram melhor desempenho quando comparadas aos mensais. Os índices obtidos demonstraram boas estimativas para os parâmetros nos períodos sazonais, sendo adequados para estimar a radiação solar no município de Goiânia.

Avaliação de Séries de Velocidade do Vento de Produtos de Reanálises Climáticas para o Brasil

Resumo A principal limitação para estudos climáticos em escala regional no Brasil é a disponibilidade de dados meteorológicos observados em termos de quantidade, qualidade e da sua distribuição espacial. Dados de velocidade de vento de reanálises climáticas são utilizadas para diversos estudos de modelagem climatológica e hidrológica, porém a qualidade destes sobre o território brasileiro ainda é desconhecida considerando produtos de reanálises em escala diária e resoluções espaciais < 1°. Neste trabalho, a performance de 3 produtos de reanálises (ERA5, GLDAS 2.1 e MERRA-2) foi avaliada para a representação de dados de velocidade do vento superficiais em escala diária a partir de dados observacionais de 521 estações meteorológicas para o período de 2000-2018. A acurácia das reanálises foi avaliada considerando a sua capacidade em reproduzir a tendência, variabilidade média e sazonal e heterogeneidade espacial das séries observadas. Os conjuntos de reanálises analisados apresentam limitações e incertezas para simulação dos dados considerando a tendência e dispersão diária das séries observadas. Observa-se uma tendência de superestimativa das velocidades diárias das reanálises para as zonas climáticas brasileiras. A análise comparativa indica que os dados do ERA5 apresentaram uma maior acurácia para as zonas climáticas do país em termos de tendências médias e sazonalidades.

Frost Risk and Rural Insurance in Brazil

In developing countries, such as Brazil, farmers are susceptible to extreme events.The Brazilian federal government created insurance programs to mitigate extreme event effects, such as frost, called “Programa de Subvenção ao Prêmio do Seguro Rural”. Frost is an atmospheric phenomenon that causes damage to plants due to low temperatures that exceed their resistance to freezing. This paper seeks to verify the risk level of frost in Brazil, connecting this information with farmers, who contracted Rural Insurance to protect themselves from this extreme event. To reduce possible biases in calculating the frost probability, this study uses two climatological databases. The majority of the Brazilian territory has very low probabilities of this phenomenon occurring. In the databases used to verify the probability of a temperature below 2 °C, the data proposed by Sheffield paper, show that, in part of the Brazilian territory, there is less chance of frost than Xavier's data. Regardless of the database used, in Brazil, there are farmers who contract frost insurance in areas where the risks are close to zero.

Influência da Irradiação Solar na Análise de Viabilidade Econômica de Sistemas Fotovoltaicos

Resumo A instalação de sistemas fotovoltaicos mostra-se uma alternativa promissora para a geração sustentável de energia elétrica. A realização de estudos de viabilidade de instalações fotovoltaicas é de extrema importância para se verificar a disponibilidade do recurso solar no local de instalação. Esta pesquisa tem como objetivo comparar os resultados da análise econômica de um sistema fotovoltaico com diferentes estimativas de geração de energia elétrica, utilizando diferentes bases de dados de irradiação solar. Tendo como objeto de estudo o sistema fotovoltaico do campus Floriano do IFPI, foram obtidos dados de irradiação solar a partir de diferentes bancos e softwares dedicados, e estimada a produção de energia elétrica. Esta foi comparada com os dados reais de geração, obtidos através do software de monitoramento dos inversores do sistema, e submetida a testes estatísticos. Para cada amostra foi realizado um estudo econômico, utilizando os conceitos da engenharia econômica. Os resultados mostram que a escolha da metodologia de cálculo das estimativas de geração pode influenciar diretamente nos resultados das análises de viabilidade, o que pode levar a escolhas erradas. Dependendo do tamanho do erro, problemas podem surgir durante a utilização do sistema a curto, médio e longo prazo.

Ajuste e Validação de Equações IDF a Partir de Dados Pluviométricos para Cidades do Estado de Pernambuco, Brasil

Resumo As equações IDF são essenciais no gerenciamento, projeto e operação de sistemas hídricos e podem ser obtidas por meio de dados pluviográficos e de dados pluviométricos. Neste trabalho, dados pluviométricos de precipitação máxima diária anual foram coletados da Agência Nacional de águas (ANA) para 31 cidades da mesorregião Sertão Pernambucano. Inicialmente, testes de hipóteses não paramétricos foram aplicados aos dados ao nível de significância de 5%. Em seguida, os dados foram ajustados a distribuições de probabilidade e os parâmetros das equações IDF foram determinados pelo método de desagregação das isozonas e interpolação logarítmica. As intensidades calculadas pelo método das isozonas e as intensidades calculadas pela equação IDF ajustada foram comparadas pelos coeficientes de eficiência (NSE) e o erro padrão de estimativa (EPE) percentual para avaliar o ajuste dos parâmetros. Por fim, as intensidades de equações IDF de dados pluviométricos e de dados pluviográficos foram comparadas a partir de índices estatísticos para algumas cidades. Os resultados revelaram que EPE variou de 2% a 7%, NSE foi acima de 0,98 e os índices estatísticos apresentaram um ótimo desempenho. Portanto, a metodologia de desagregação empregada é uma alternativa viável no ajuste de equações IDF na região estudada.

Impactos das Mudanças Climáticas em uma Bacia Hidrográfica no Sul do Estado de Minas Gerais

Resumo As mudanças climáticas no século XXI é uma realidade inconteste. Diversos efeitos e impactos vêm sendo registrados em várias regiões do planeta. Este trabalho tem por objetivo avaliar a associação do modelo hidrológico MHD-INPE ao modelo atmosférico Eta/CPTEC, a fim de simular o impacto de mudanças climáticas na Bacia Hidrográfica do Ribeirão Jaguara, localizada no sul do estado de Minas Gerais. Para tal fim, foram utilizados dois cenários (RCP4.5 e RCP8.5) de três modelos globais (HadGEM2-ES, MIROC5 e CanESM2), regionalizados pelo modelo Eta. Os resultados da calibração e validação mostraram uma boa performance MHD-INPE em simular a vazão da BHRJ. Após a correção de viés, as saídas dos cenários foram usadas como entrada no MHD-INPE. As projeções climáticas corrigidas dos cenários resultaram em predominante redução da precipitação ao longo do século. Os resultados das projeções da temperatura mostraram aumento consensual por parte dos modelos climáticos, em ambos os cenários. As estatísticas da curva de permanência das vazões advindas das simulações climáticas mostraram um bom desempenho do MHD-INPE na simulação do clima presente.

Banco de Dados Espacial de Precipitação do Estado do Rio Grande do Sul

Resumo Atualmente, ao obter séries históricas de precipitação, é necessário realizar o preenchimento de falhas, interpolar e estimar a precipitação para área de interesse, principalmente em locais com baixa densidade de estações pluviométricas. Então, este estudo teve como objetivo gerar um banco de dados espacial com séries históricas de precipitação para o estado do Rio Grande do Sul, que permita a consulta a índices de precipitação por bacia, por município e por coordenadas geográficas, sem a necessidade de pós-processamento. A metodologia foi estruturada em cinco etapas: adquirir, organizar e preencher falhas das séries históricas de precipitação; interpolar, por meio do método Inverso da Potência da Distância (IPD), dados de chuva para uma malha regular com resolução espacial de 20 km; calcular índices de precipitação (Tempo de Retorno, Chuva Média Mensal e Anual, índice de Anomalia de Chuvas (IAC), Número de dias de Precipitação); codificar e dividir bacias hidrográficas a partir do Modelo Digital de Elevação (MDE); gerar banco de dados: organizar matrizes e tabelas para consultas. A validação cruzada da interpolação apresentou um EMA (Erro Médio Absoluto) que variou entre 1,02 e 3,20 mm, enquanto o EMQ (Erro Médio Quadrático) variou entre 6,4 e 8,4 mm. A disponibilização desse banco de dados na internet, com um arquivo de saída compatível com a maioria dos softwares de SIG, representa um ganho importante em pesquisas que necessitem utilizar longas séries temporais.

Reuso de água de Drenagem Subterrânea em Canteiro de Obras e para Irrigação de Jardins: Um Estudo de Caso em Fortaleza-CE

Resumo A pesquisa consiste em um estudo de caso que possui como cenário o canteiro de obras de um edifício residencial multifamiliar localizado na cidade de Fortaleza- Ceará. Para este fim, foram levados em consideração parâmetros da Portaria de Consolidação N° 5 (para o caso de água potável), requisitos da norma ABNT NBR 15900-1/2009, no caso de água com interação com cimento, além de critérios estabelecidos na Resolução CONAMA No 375, para o caso de água para irrigação de jardins. Para o uso em atividades que exigem potabilidade, a água do sistema de rebaixamento não se mostrou viável tecnicamente. Já para o seu reuso em outras atividades do canteiro de obras, como fabricação de concretos e argamassas e outras que não exigem requisitos mínimos, o reuso da água gerou uma economia de R$ 225.869,04, representando 0,21% no orçamento da obra. Além disso, para o reuso no sistema de irrigação dos jardins do condomínio, gerou uma economia mensal estimada de 294 metros cúbicos de água e R$ 8.437,92. Além de gerar economia ao empreendimento durante sua construção e durante sua vida útil pós-entrega, o reuso dessa água de drenagem possibilita a não utilização de água potável em atividades não nobres.

Avaliação da Distribuição Espacial das Estações de Observação Climática de Superfície de Santa Catarina Ativas em 2020, Segundo As Orientações da Organização Mundial de Meteorologia (OMM)

Resumo A Organização Mundial de Meteorologia (OMM) orienta que cada estação de observação climática de uma rede de estações de superfície represente “o estado da atmosfera de uma vasta região”. A dimensão dessa região, ou área de representatividade, pode variar de 2.000 km2 a 10.000 km2, dependendo da heterogeneidade do relevo. Regiões com relevo homogêneo podem ter uma menor densidade de estações (uma estação a cada 10.000 km2), enquanto regiões com relevo acidentado e com muita variação de altitude precisam de uma densidade maior de estações (uma estação a cada 2.000 km2). O objetivo desse trabalho foi comparar a heterogeneidade do relevo de Santa Catarina com a distribuição das 187 estações de observação climática ativas em 01/08/2020, analisar se as densidades são representativas e propor uma distribuição que represente a heterogeneidade do relevo de Santa Catarina, segundo as orientações da OMM. Três métricas de terreno (altitude, desvio padrão da altitude e índice de posição topográfica) foram utilizadas para mapear a heterogeneidade do relevo. O mapeamento foi feito no ArcGis Pro (v. 2.1.2) utilizando-se análise de componentes principais e análise de agrupamento. Os resultados apontam que, em termos quantitativos, o número atual de estações de observação climática pode atender às orientações da OMM, porém é necessário que se faça uma distribuição espacial mais adequada, para que a rede cubra a maior variabilidade fisiográfica possível.