Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais - PPGCA/IG
URI Permanente desta comunidadehttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/2854
O Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais (PPGCA) integra o Instituto de Geocências (IG) da Universidade Federal do Pará (UFPA) em parceria com o Museu Paraense Emílio Goeldi (MPEG) e a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA/Amazônia Oriental) iniciou suas atividades em 2005 com o Mestrado Acadêmico e em 2011 com o Doutorado Acadêmico.
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Navegando Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais - PPGCA/IG por Orientadores "COHEN, Júlia Clarinda Paiva"
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Tese Acesso aberto (Open Access) Clima urbano de Belém, Pará: percepção climática, climatologia e modelagem atmosférica.(Universidade Federal do Pará, 2020-01-29) OLIVEIRA, Juarez Ventura de; PIMENTEL, Márcia Aparecida; http://lattes.cnpq.br/3994635795557609; https://orcid.org/0000-0001-9893-9777; COHEN, Júlia Clarinda Paiva; http://lattes.cnpq.br/0293299378753887; https://orcid.org/0000-0003-2048-8915O objetivo desta tese é investigar a influência da urbanização de Belém no clima local e como parte de sua população percebe as mudanças climáticas. O clima de Belém e a interação entre urbanização e atmosfera foram investigados a partir de dados de estações meteorológicas e simulação numérica usando três cenários de cobertura do solo (urbanização em 2017, em 1986 e com a área urbana substituída por floresta) da Região Metropolitana de Belém (RMB, considerada Belém, Ananindeua e Marituba) utilizando o modelo numérico Weather Research and Forecast (WRF). A percepção foi analisada com base em questionários aplicados em quatro locais com características sociais e ambientais diferentes. Os locais foram definidos com base no Mapa de Tipologias Sócio – Ambientais desenvolvido utilizando dados do Censo de 2010 e imagem de satélite. Dos quatro locais, dois representam regiões bem vegetadas, verticalizadas, com população de média/alta renda e baixa densidade demográfica (representados pela tipologia Tipo III) e dois representam regiões com vegetação esparsa, pouca verticalização, população de baixa renda e alta densidade demográfica (Tipo I). Os resultados mostraram que, independente da tipologia, os participantes do questionário perceberam mudanças no clima de Belém. Para eles, devido ao crescimento da urbanização local, Belém está mais quente e com maior variabilidade na precipitação. A estação meteorológica de Belém corroborou esta percepção, porém estações em municípios próximos também apresentaram aquecimento nos últimos anos, inviabilizando a atribuição desta alteração a urbanização. No entanto, em oposição ao observado nas outras estações, há um maior acúmulo de precipitação em Belém e através dos resultados do WRF foi observado que as características atuais da RMB podem intensificar o desenvolvimento de sistemas convectivos locais, causando tempestades mais fortes e, consequentemente, maior acúmulo de precipitação devido ao aumento do cisalhamento vertical do vento e a maior energia disponível para convecção. Apesar de perceberem estas mudanças e de sofrerem impactos devido a elas (diferentes para cada tipologia, porém principalmente questões de saúde e financeira), a falta de conhecimento, tempo e/ou dinheiro, a maioria dos participantes não sabe como adaptar a sua vida para este novo cenário climático, ou se adapta de forma ineficiente. Todavia, quando o assunto é Belém, os entrevistados conseguiram sugerir estratégias de adaptação que podem ter impacto significativo no clima local e até minimizar os efeitos da urbanização na atmosfera.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Evento de friagem na Amazônia Central e sua influência nas variáveis micrometeorológicas e na química da atmosfera(Universidade Federal do Pará, 2018-09-04) CAMARINHA NETO, Guilherme Francisco; CARIOCA, Alessandro Araújo; http://lattes.cnpq.br/6188087583954899; COHEN, Júlia Clarinda Paiva; http://lattes.cnpq.br/0293299378753887O foco central deste estudo foi compreender melhor as interferências ambientais causadas pelo fenômeno de Friagem numa região de floresta no centro da Amazônia, tendo em vista os aspectos micrometeorológicos e da química da atmosfera. Para tanto foram utilizados dados do sítio de pesquisa do Amazon Tall Tower Observatory (ATTO), que faz parte do Programa da Larga Escala Biosfera-atmosfera na Amazônia (LBA), dados das estações de superfície dos aeroportos internacionais de Porto Velho-RO e Manaus-AM, além das reanálises do ECMWF Era-Interim (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) e simulações numéricas de alta resolução concebidas pelo modelo de mesoescala JULES-CCATT-BRAMS. Primeiramente investigou-se os impactos do avanço da Friagem no ambiente da escala da Bacia Amazônica através das reanálises ERA-interim, com essas informações observou-se uma onda de ar frio e seco penetrando a região amazônica no sentido Sul/Norte, entre os dias 6 e 11 de julho de 2014. As reanálises do dia 11 mostraram que o escoamento de Sudoeste relacionado a Friagem convergiu com os ventos de Leste na região central da Amazônia, e as imagens do canal infravermelho do satélite GOES-13 mostraram que a interação entre essas duas massas de ar distintas gerou forte atividade convectiva nesta região, quando também foi registrada uma precipitação de 21mm no sítio ATTO. Analisou-se então, a temperatura do ar e direção do vento próximo a superfície em Porto Velho e Manaus e acima do dossel no sítio ATTO, notando-se que a chegada da Friagem causou queda brusca de temperatura e predominância de ventos no quadrante Sul nestas três localidades, sendo que esses efeitos foram vistos em Porto Velho entre os dias 7 e 8 de julho e em Manaus e sítio ATTO entre os dias 9 e 11 de julho. A partir daí as análises foram concentradas nos dados coletados no sítio ATTO, onde observou-se que a redução da radiação incidente devido a atividade convectiva no dia 11 de julho, implicou em redução nas concentrações de O3 a partir das 15:00 UTC deste dia, indicando uma interferência indireta da Friagem na química da atmosfera. Por fim, as simulações numéricas revelaram que o escoamento relacionado a Friagem é pouco profundo e restrito aos níveis verticais inferiores a 500 m, além disso, as simulações mostraram também que as circulações de brisa do lago da Balbina não influenciaram na química atmosférica na região do sítio ATTO na ocasião da Friagem, ainda que o centro do lago tenha apresentado maiores concentrações de NO2, CO e O3 em comparação a superfície da floresta no seu entorno.Tese Acesso aberto (Open Access) Influência da queima de biomassa nos transportes de gases e chuva na Amazônia Central(Universidade Federal do Pará, 2022-07-14) D’OLIVEIRA, Flávio Augusto Farias; DIAS JÚNIOR, Cleo Quaresma; http://lattes.cnpq.br/9857237626091379; https://orcid.org/0000-0003-4783-4689; SPRACKLEN, Dominick Vincent; https://orcid.org/0000-0002-7551-4597; COHEN, Júlia Clarinda Paiva; http://lattes.cnpq.br/0293299378753887; https://orcid.org/0000-0003-2048-8915O objetivo desta tese é investigar como os sistemas convectivos de mesoescala e circulação de brisa fluvial, na região da Amazônia central, atuam em um cenário de poluição causada por queima de biomassa no período seco de 2014. Este estudo utilizou como ferramenta principal o modelo Weather Research and Forecast acoplado com a química da atmosfera (WRF-Chem). Inicialmente, foi investigado um estudo de caso de um sistema convectivo de mesoescala (SCM) ocorrido na região da Amazônia central em 16 de agosto de 2014, quando havia poluição oriunda da queima de biomassa. Para isto, foram feitas simulações com dois cenários, sendo um considerando a queima de biomassa (bb_on) e outro sem a queima de biomassa (bb_off). O cenário bb_on mostrou importante impacto no desenvolvimento das nuvens convectivas e nos seus downdrafts, onde foram encontradas nuvens menos desenvolvidas e com menores taxas de precipitação do que aquelas encontradas para a simulação bb_off. Além disso, o enfraquecimento do sistema convectivo apresentou menor capacidade de “limpar” o ambiente, ou seja, diluir vertical e horizontalmente as concentrações locais de gases tais como o monóxido de carbono. O segundo aspecto analisado esteve associado a ocorrência da brisa fluvial durante o período de 1 a 5 de agosto de 2014. A brisa fluvial foi observada durante dois dias em dois locais distintos: em um ambiente com um contraste do rio com a floresta, e em um ambiente com contraste do rio com a região urbana da cidade de Manaus. Os resultados mostraram que durante os eventos de brisa fluvial, foi observado que a brisa foi responsável por aprisionar gases como o monóxido de carbono de ozônio na margem em que ocorreram (margem leste do rio Negro) nas duas regiões. A brisa fluvial mais intensa teve seu tempo de duração maior, além de manter os gases em uma área dentro do continente, quando comparado a uma brisa menos intensa que aprisionou estes gases dentro da área do rio. Adicionalmente, a região em que a brisa fluvial foi responsável por concentrar a maior quantidade de gases é uma região predominantemente residencial (porção oeste da cidade de Manaus), enquanto a porção leste (região industrial) foi favorecida pela limpeza do ambiente através dos ventos de leste.Tese Acesso aberto (Open Access) Influência da queima de biomassa nos transportes de gases e chuva na Amazônia Central(Universidade Federal do Pará, 2022-07-14) D' OLIVEIRA, Flávio Augusto Farias; Dias Júnior, Cleo Quaresma; http://lattes.cnpq.br/9857237626091379; https://orcid.org/0000-0003-4783-4689; SPRACKLEN, Dominick Vincent; COHEN, Júlia Clarinda Paiva; http://lattes.cnpq.br/0293299378753887; https://orcid.org/0000-0003-2048-8915O objetivo desta tese é investigar como os sistemas convectivos de mesoescala e circulação de brisa fluvial, na região da Amazônia central, atuam em um cenário de poluição causada por queima de biomassa no período seco de 2014. Este estudo utilizou como ferramenta principal o modelo Weather Research and Forecast acoplado com a química da atmosfera (WRF-Chem). Inicialmente, foi investigado um estudo de caso de um sistema convectivo de mesoescala (SCM) ocorrido na região da Amazônia central em 16 de agosto de 2014, quando havia poluição oriunda da queima de biomassa. Para isto, foram feitas simulações com dois cenários, sendo um considerando a queima de biomassa (bb_on) e outro sem a queima de biomassa (bb_off). O cenário bb_on mostrou importante impacto no desenvolvimento das nuvens convectivas e nos seus downdrafts, onde foram encontradas nuvens menos desenvolvidas e com menores taxas de precipitação do que aquelas encontradas para a simulação bb_off. Além disso, o enfraquecimento do sistema convectivo apresentou menor capacidade de “limpar” o ambiente, ou seja, diluir vertical e horizontalmente as concentrações locais de gases tais como o monóxido de carbono. O segundo aspecto analisado esteve associado a ocorrência da brisa fluvial durante o período de 1 a 5 de agosto de 2014. A brisa fluvial foi observada durante dois dias em dois locais distintos: em um ambiente com um contraste do rio com a floresta, e em um ambiente com contraste do rio com a região urbana da cidade de Manaus. Os resultados mostraram que durante os eventos de brisa fluvial, foi observado que a brisa foi responsável por aprisionar gases como o monóxido de carbono de ozônio na margem em que ocorreram (margem leste do rio Negro) nas duas regiões. A brisa fluvial mais intensa teve seu tempo de duração maior, além de manter os gases em uma área dentro do continente, quando comparado a uma brisa menos intensa que aprisionou estes gases dentro da área do rio. Adicionalmente, a região em que a brisa fluvial foi responsável por concentrar a maior quantidade de gases é uma região predominantemente residencial (porção oeste da cidade de Manaus), enquanto a porção leste (região industrial) foi favorecida pela limpeza do ambiente através dos ventos de leste.Dissertação Acesso aberto (Open Access) A influência do Arco do Desmatamento sobre o ciclo hidrológico da Amazônia(Universidade Federal do Pará, 2008) BELTRÃO, Josivan da Cruz; GANDU, Adilson Wagner; http://lattes.cnpq.br/8491359374260645; COHEN, Júlia Clarinda Paiva; http://lattes.cnpq.br/0293299378753887Este trabalho buscou quantificar algumas alterações no ciclo hidrológico da Amazônia propiciadas pelo desmatamento da região, principalmente devido à faixa conhecida como "Arco do Desmatamento". Neste sentido, foram realizados experimentos numéricos utilizando o modelo BRAMS (Brazilian Regional Atmospheric Modeling System) tendo o submodelo de vegetação dinâmica GEMTM (General Energy and Mass Transport Model) a ele acoplado. Foram investigados os impactos causados pelo Arco do Desmatamento atual em relação à floresta intacta, bem como as futuras modificações, causados pelo avanço do desmatamento até o ano de 2050. Como condições de contorno na superfície para o modelo BRAMS, foram usados cenários oriundos de modelos empíricos de desmatamento para os anos de 2002 e 2050. Os resultados mostraram que o avanço do Arco do Desmatamento até 2050 tem uma complexa relação com as variáveis analisadas. Por exemplo, a precipitação apresentou distribuição espacial heterogênea, com áreas de anomalias positivas e negativas que se mostraram coerentes com as anomalias de outras variáveis, como a evapotranspiração e a divergência de umidade. Também foram encontradas algumas áreas que evidenciaram as possíveis influências dos grandes rios e topografia da região sobre essa precipitação. Os balanços de radiação e energia também foram afetados pelo desmatamento, sendo que grande parte das alterações é devido à mudança do albedo da superfície, a qual ocorre com a substituição da floresta pela pastagem. Quanto às alterações propiciadas pelo Arco do Desmatamento atual em relação à floresta intacta, foi observado que todas as variáveis foram afetadas, entretanto a maioria dos impactos ainda é localizada sobre a área mais afetada pelo desmatamento, diferentemente dos resultados encontrados para o cenário de 2050, onde as modificações já se dão a nível regional.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Simulações de linhas de instabilidade continentais e a formação de correntes de densidade superficiais ricas em ozônio(Universidade Federal do Pará, 2018-02-26) MELO, Adayana Maria Queiroz de; DIAS JÚNIOR, Cléo Quaresma; http://lattes.cnpq.br/9857237626091379; COHEN, Júlia Clarinda Paiva; http://lattes.cnpq.br/0293299378753887O objetivo principal deste trabalho é compreender melhor o aumento de ozônio (O3) na superfície por influência de correntes de densidade formadas pelo ar frio dos downdrafts provenientes de sistemas convectivos de mesoescala, utilizando dados medidos na Amazônia Central, no sítio experimental de Manacapuru, do projeto GoAmazon (Observations and Modeling of the Green Ocean Amazon), reanálises do ECMWF Era-Interim (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) e simulações numéricas da atmosfera com o modelo de mesoescala BRAMS (Brazilian Regional Atmospheric Modeling System) versão 5.3. Para investigar os aumentos superficiais de O3 utilizaram-se, primeiramente, os dados medidos em Manacapuru e de reanálises do ECMWF Era-Interim. Através destes dados observou-se, entre os dias 10 e 14 de Abril de 2014, uma “pluma” rica em O3 localizada na média troposfera juntamente com o aumento das concentrações deste gás na superfície. Foram analisadas as imagens de satélite no canal infravermelho referentes a este período, e as imagens do dia 14/04 mostraram a passagem de duas linhas de instabilidade (LIs) por Manacapuru, a primeira passou de madrugada e a segunda pela tarde. Observou-se que estas LIs não se formaram na costa Norte/Nordeste da América do Sul por ação da brisa marítima, como comumente ocorre. Recorreu-se então à análise de cartas sinóticas da superfície para entender a formação desses sistemas convectivos, e estas sugeriram que as LIs se desenvolveram dentro do continente, por influência de um Sistema Frontal que atingiu o sudeste da América da Sul neste período. Dessa forma, estas LIs receberam o nome de Linhas de Instabilidade Continentais (LICONs). Examinaram-se então os dados experimentais medidos próximo à superfície no dia 14/04, e constatou-se que durante a passagem das LICONs ocorreram fortes downdrafts em Manacapuru, uma vez que foram observadas altas taxas de precipitação e aumentos na velocidade do vento horizontal, além de aumentos na pressão atmosférica, na densidade do ar e nos níveis superficiais de O3. Adicionalmente, observaram-se também quedas bruscas nos valores de temperatura potencial equivalente e na razão de mistura. Recorreu-se às simulações numéricas utilizando o modelo JULES-CCATT-BRAMS para entender a estrutura tridimensional da química e termodinâmica da atmosfera durante a passagem destas LICONs. As simulações conseguiram capturar as principais características químicas e termodinâmicas da atmosfera durante a presença da primeira LICON observada na madrugada do dia 14/04. Os resultados da simulação mostraram que os downdrafts oriundos da LICON trazem um ar mais frio, seco e denso para próximo da superfície. Esta coluna de ar dos downdrafts passou pela “pluma” de O3 na média troposfera, formou correntes de densidade ricas deste gás e jatos de baixos níveis foram induzidos próximo à superfície e espalharam o O3. Por fim, essa coluna de ar mais limpa diminuiu os níveis de monóxido de carbono (CO) superficiais, e os maiores níveis de O3 foram responsáveis pelo aumento do dióxido de nitrogênio (NO2) na superfície.Dissertação Acesso aberto (Open Access) Simulações de ondas de gravidade na camada limite noturna amazônica e sua influência nas trocas de ozônio e monóxido de carbono.(Universidade Federal do Pará, 2020-06-30) MORAES, Eiky Tatsuya Ishikawa de; DIAS JÚNIOR, Cléo Quaresma; http://lattes.cnpq.br/9857237626091379; https://orcid.org/0000-0003-4783-4689; COHEN, Júlia Clarinda Paiva; http://lattes.cnpq.br/0293299378753887; https://orcid.org/0000-0003-2048-8915O trabalho tem como objetivo principal averiguar a influência da topografia na geração de ondas de gravidade (OGs) e suas consequentes implicações no transporte de gases entre diferentes partes da atmosfera, no período noturno, sobre o sítio experimental ATTO (Amazon Tall Tower Observatory), localizado no município de São Sebastião do Uatumã-AM, na região central da Amazônia. Utilizou-se dados experimentais coletados na torre Instant de 81 m de altura. Para a obtenção dos resultados foram usados a tranformada wavelet de Morlet, imagens do satélite GOES-13 na banda do infra-vermelho, reanálises do ECMWF Era-Interim (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) e simulações numéricas do modelo de mesoescala BRAMS (Brazilian Regional Atmospheric Modeling System) versão 5.3. Através das análises da tranformada wavelet identificou-se a ocorrência de uma OG na noite do dia 12 para 13 de novembro de 2015. As imagens de satélite mostraram que não houve precipitação no dia na noite em questão, anulando a possibilidade da OG ser de origem convectiva. Recorreu-se então às reanálises do ECMWF Era-Interim onde foi identificado também sinais ondulatório na temperatura do ar, componente vertical do vento e gases como CO e O3. Foram então simulados dois experimentos no modelo JULES-CCATT-BRAMS, um com a topografia real da região (SC) e outro removendo-se a topografia (ST). Os resultados das simulações mostraram que a topografia da região intensificava o sinal da OG nas oscilações da: temperatura do ar, da componente vertical do vento, na flutuabilidade do ar. Além disso, notou-se também para a simulação SC a onda transportava O3 e CO de regiões onde haviam fontes de quimadas para o sítio ATTO, fato este não observado de maneira significativa na simulação ST. Por fim, as simulações comprovaram que a topografia teve papel relevante na geração e intensificação da OG e sua ação no transporte de escalares próximo à superfície.