Abstract The present study applies computational intelligence techniques in the development of a hybrid model composed of Artificial Neural Networks (ANNs) and Genetic Algorithms (GAs) (MLP-GA) to estimate and fill in the gaps in the monthly variables of evaporation, maximum temperature and relative humidity to six regions in the state of Rio de Janeiro (RJ), Brazil. The results were evaluated using statistical techniques and compared with results obtained by the Multiple Linear Regression (RLM), Multilayer Perceptron (MLP) and Radial Basis Function (RBF) models and also compared with the data recorded by the weather stations. The correlation coefficient (r) between the evaporation estimates generated by MLP-GA with the recorded data showed a high relationship, remaining between 0.82 to 0.97. The average percentage error (MPE) ranged from 6.01% to 9.67%, indicating a accuracy between 90% to 94%. For the maximum temperature generated by MLP-GA the correlation with the recorded data remained between 0.97 to 0.99. It also presented the MPE between 0.95% to 1.57%, maintaining the accuracy of the estimated data between 98% to 99%. The correlation coefficient (r) between the relative humidity estimates generated with the MLP-GA remained between 0.89 a 0.97, the MPE between 1.15% to 1.89%, which guaranteed a rate higher than 98% of correctness in its estimates. Such results demonstrated gains in relation to the other applied models and allowed the accomplishment of the filling of most of the missing values.

Resumo O presente estudo aplica técnicas de inteligência computacional no desenvolvimento de um modelo híbrido composto por Redes Neurais Artificiais (RNAs) e Algoritmos Genéticos (AGs) (MLP-GA) para estimar e preencher lacunas nas variáveis mensais de evaporação, temperatura máxima e umidade relativa em seis regiões do estado do Rio de Janeiro (RJ), Brasil. Os resultados foram avaliados por meio de técnicas estatísticas e comparados com os resultados obtidos pelos modelos de Regressão Linear Múltipla (RLM), Perceptron de Multicamadas (MLP) e Redes de Função de Base Radial (RBF), além de serem comparados com os dados registrados pelas estações meteorológicas. O coeficiente de correlação (r) entre as estimativas de evaporação geradas pelo MLP-GA com os dados registrados mostrou uma relação elevada, permanecendo entre 0,82 e 0,97. O erro percentual médio (MPE) variou de 6,01% a 9,67%, indicando uma precisão entre 90% e 94%. Para a temperatura máxima gerada pelo MLP-GA, a correlação com os dados registrados permaneceu entre 0,97 e 0,99. Apresentou também o MPE entre 0,95% e 1,57%, mantendo a precisão dos dados estimados entre 98% e 99%. O coeficiente de correlação (r) entre as estimativas de umidade relativa geradas pelo MLP-GA permaneceu entre 0,89 e 0,97, com MPE entre 1,15% e 1,89%, garantindo uma taxa superior a 98% de acerto em suas estimativas. Tais resultados demonstraram ganhos em relação aos outros modelos aplicados e permitiram o preenchimento da maioria dos valores ausentes.

Abstract One of the major challenges for effective agricultural activity monitoring systems is defining robust indicators of spatial and temporal variability for the main risk factors associated with crop production. In this context, this study aimed to analyze the potential of the Temperature-Vegetation Dryness Index (TVDI), obtained by terrestrial and orbital sensors from soybean production areas in southern Brazil, in generating spatial and temporal patterns of the main risk factor, surface moisture, to be incorporated in operational agricultural monitoring systems. For this purpose, MODIS Terra and Landsat-8 OLI/TIRS sensor images were used, as well as data from surface positioned sensors to serve as a reference. The study area encompassed one soybean crop area, soybean mapped crop areas near the experimental area, and the municipality of Carazinho-RS. The experimental area was analyzed during the soybean growing season. As the TVDI data estimated by OLI/TIRS and MODIS sensors were coherent and robust, both sensors can be used in conjunction for agricultural risk monitoring. Its main features are continuous monitoring of large production regions by TVDIMODIS and spatial distribution detailing by TVDIOLI/TIRS in critical periods to water deficit.

Resumo Um dos importantes desafios para construção de sistemas eficazes de monitoramento agrícola é a definição de indicadores que representem a variabilidade espacial e temporal dos principais fatores de risco associados à produção. Neste contexto, se analisou a potencialidade de uso do TVDI (Temperature-Vegetation Dryness Index), obtido a partir dos sensores terrestres e orbitais em áreas de produção de soja no sul do Brasil, na geração dos padrões espaciais e temporais do principal fator de risco, a umidade da superfície, visando sua incorporação em sistemas operacionais de monitoramento agrícola. Utilizou-se imagens dos sensores MODIS Terra e OLI/TIRS Landsat 8, e dados de sensores posicionados na superfície que serviram como referência. A área de estudo abrangeu lavoura de soja, onde foi conduzido o experimento, lavouras de soja próximas e o município de Carazinho/RS. O período de análise foi o período de cultivo da soja. Dada a coerência e robustez do TVDI estimado pelos sensores orbitais, verificou-se que é possível o uso conjugado destes sensores em sistema de monitoramento de risco agrícola. A principal característica é o acompanhamento contínuo da umidade em amplas regiões agrícolas usando TVDIMODIS e detalhamento da distribuição espacial da umidade da superfície com TVDIOLI/TIRS nos períodos críticos à deficiência hídrica.

Resumo Pela grande atividade econômica e densidade populacional, a região sudeste do Brasil vivencia processos acelerados de mudanças no uso e cobertura do solo, que contribuem para modificações no balanço de radiação (BR) na superfície. Neste estudo, avaliamos os componentes do BR de diferentes conjuntos de dados de alta resolução, última geração, nesta região do país em dois períodos (fev/2005-jan/2006 e mar/2015-fev/2016). Em geral, todos os conjuntos de dados representaram adequadamente a sazonalidade dos componentes do BR (exceto albedo). O ERA5-Land apresenta com o menor erro relativo médio para representar o albedo (≈ 15%), radiação de onda longa atmosférica (DLWR ≈ 4,5%) e radiação de onda longa da superfície (ULWR ≈ 3,6%). Na estimativa de radiação de ondas curtas, o GLASS foi o melhor (≈ 14%). As incertezas neste último podem estar associadas à dificuldade para representar a variabilidade de cobertura de nuvens no período chuvoso. As falhas na estimativa do albedo devem-se à incapacidade de simular as propriedades da superfície. DLWR e ULWR apresentaram os melhores desempenhos e suas incertezas estiveram relacionadas a problemas no cálculo das temperaturas do ar e da superfície, respectivamente. ERA5-Land e GLASS são adequados para estimar os componentes da BR no sudeste do Brasil.

Abstract The Upper-Tropospheric Cyclonic Vortexes (UTCV) are one of the main synoptic systems that provoke alterations in the weather during the pre-rainy season over Northeastern Brazil (BNE). The main objective of the study is to understand the UTCV configuration that was developed during 26 days in January 2016 through synoptic and thermodynamic analysis. In addition to the vortex, systems of different spatial and temporal scales such as the South Atlantic Convergence Zone (SACZ), Madden-Julian Oscillation (OMJ) were configured simultaneously, along with the El Niño that had been active since 2015. The connection between these systems caused a large increase in rainfall over the BNE. The UTCV configuration together with the SACZ being driven by the propagation of the MJO determined the excess of rainfall during the days analyzed. The western periphery of the vortex was positioned close to the BNE east coast, causing a change in the convergence pattern of large-scale moisture transport, which began to converge on the BNE, increasing precipitation rates in some states. The evaluation of the UTCV vertical structure through vertical sections indicated upward movements only in the western periphery, the eastern periphery was characterized by strong convective inhibition.

Resumo Os Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis (VCAN) são um dos principais sistemas que provocam alterações no tempo durante a pré-estação chuvosa do Nordeste do Brasil (NEB). O principal objetivo deste estudo é compreender a configuração do VCAN que se desenvolveu durante 26 dias em janeiro de 2016 através da análise sinótica e termodinâmica. Além do vórtice, sistemas de diferentes escalas espaciais e temporais como a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), Oscilação Madden-Julian (OMJ) se configuraram simultaneamente, junto com o El Niño que se encontrava ativo desde 2015. A conexão entre os sistemas supracitados provocou um grande aumento nos índices de chuva no NEB. A configuração do VCAN em conjunto com a ZCAS sendo impulsionados pela propagação da OMJ determinaram o excesso de chuvas durante os dias analisados. A periferia oeste do vórtice se posicionou próxima à costa leste do NEB, provocando uma alteração no padrão de convergência do transporte de umidade de grande escala, que passou a convergir sobre o NEB, elevando os índices de precipitação em alguns estados. A avaliação da estrutura vertical do VCAN por meio de seções verticais indicou movimentos ascendentes somente na periferia oeste, a periferia leste foi caracterizada por forte inibição convectiva.

Abstract There are few studies on fog in the Brazilian Northeast (BNE) and they show that the formation processes are different in each location. Data from various sources were used for 9 years (2008-2016): a) surface data obtained by REDEMET; b) radiosonde by the University of Wyoming; c) satellites images from the GOES and METEOSAT available on CPTEC; d) reanalysis products of the ECMWF, NOAA and NCAR. Meteorological fields and simulated vertical profiles were plotted for synoptic and thermodynamic analysis. In Maceio (M) 20 cases were reported, formed by surface trough, only one event was identified from satellite product. In Campina Grande (CG) 105 cases were recorded, most of which were caused by a surface ridge; only four events were identified by satellite products. All cases in all cities had a shorter duration than observed by METAR and satisfactory results by PAFOG were obtained. Fog forecast by PAFOG was satisfactory with 6 and 12 h antecedence in M and CG. Fog formation in the BNE is atypical, especially in Maceio, where it is rarely identified by satellite data. However, the prediction by the PAFOG model presents satisfactory results up to 12 h antecedence.

Resumo Existem poucos estudos sobre nevoeiro no Nordeste Brasileiro (BNE) e eles mostram que os processos de formação são diferentes em cada localidade. Foram utilizados dados de diversas fontes durante 9 anos (2008-2016): a) dados de superfície obtidos pela REDEMET; b) radiossondagem pela Universidade de Wyoming; c) imagens de satélite do GOES e METEOSAT disponíveis no CPTEC; d) produtos de reanálise do ECMWF, NOAA e NCAR. Foram plotados campos meteorológicos e perfis verticais simulados para análises sinóticas e termodinâmicas. Em Maceió (M) foram notificados 20 casos, formados por crista de superfície, apenas um evento foi identificado a partir de produto de satélite. Em Campina Grande (CG) foram registrados 105 casos, sendo a maioria causada por cavado na superfície; apenas quatro eventos foram identificados por produtos de satélite. Todos os casos em todas as cidades tiveram uma duração menor do que o observado pelo METAR e resultados satisfatórios pelo PAFOG foram obtidos. A previsão de nevoeiro pelo PAFOG foi satisfatória com 6 e 12 horas de antecedência em M e CG. A formação de nevoeiro no NEB é atípica, principalmente em Maceió, onde raramente é identificada por dados de satélite. Entretanto, a predição pelo modelo PAFOG apresenta resultados satisfatórios até 12 horas de antecedência.

Abstract The work presents the results of the application of an active methodology in which the teaching-learning process on atmospheric variables, contents taught in climatology classes in geography disciplines in the final years of high school, were worked in an articulated way with practical construction activities of meteorological instruments as low-cost materials. The research was carried out in a public elementary school located in the municipality of Caucaia - Metropolitan Region of Fortaleza in the State of Ceará, with 26 students aged 14 to 17 years. The proposed methodology followed the guidelines contained in the Common National Curricular Base (BNCC) and in the Reference Curricular Documents of Ceará (DCRC) and was approved by the Ethics Committee of the State University of Ceará (UECE). The results showed that the methodology used in the study was able to provide a motivating teaching-learning process in which teachers and students could play their roles, in addition to providing significant knowledge about atmospheric variables, climate and climate variability, observed in the region. and their relationship with the environment in which they live.

Resumo O trabalho apresenta os resultados sobre a aplicação de uma metodologia ativa em que o processo de ensino-aprendizado sobre as variáveis atmosféricas, conteúdos ministrados nas aulas de climatologia nas disciplinas de geografia nos anos finais do ensino fundamental, foram trabalhados de forma articulada com atividades práticas de construção de instrumentos meteorológicos com materiais de baixo custo. A pesquisa foi realizada em uma escola pública de ensino fundamental localizada no município de Caucaia - Região Metropolitana de Fortaleza no Estado do Ceará, com 26 estudantes na faixa etária de 14 a 17 anos. A metodologia proposta seguiu as orientações contidas na Base Nacional Curricular Comum (BNCC) e no Documentos Curricular Referencial do Ceará (DCRC) e foi aprovada no Comitê de ética da Universidade Estadual do Ceará (UECE). Os resultados mostraram que a metodologia empregada no estudo foi capaz de proporcionar um processo de ensino-aprendizado motivador em que professor e estudantes puderam exercer seus protagonismos, além de proporcionar conhecimentos significativos sobre as variáveis atmosféricas, o clima e a variabilidade climática, observadas na região e a relação destas com meio ambiente em que vivem.

Abstract The use of climate models with emphasis on precipitation simulation is strategic for climate and water resources studies. The objective of this work was to evaluate the precipitation simulated by the RegCM regional climate model in the São Francisco River basin, according to the cumulus parameterization and the domain. Our evaluation, using several statistical indices and their combination, show that RegCM showed greater performance in simulating precipitation patterns when Emanuel or Tiedke parameterization was prescribed (activated). The other parameterizations evaluated, Kain-Fritsch and Grell, underestimated precipitation considerably. Emanuel stood out for the better representation of the temporal variability of precipitation, while Tiedke presented a higher correlation and lower mean errors. The Low São Francisco was the region in which RegCM showed the lower skill in simulating precipitation from May to July (rainy season), indicating the difficulty of the model in representing the moisture transport from the ocean to the continent and the occurrence of Easterly Waves disturbances. Finally, the model prescribed with a larger domain simulated better the precipitation patterns probably because it contemplates the region where the meteorological systems of larger scales act in the basin.

Resumo O uso de modelos climáticos com ênfase na simulação de precipitação é estratégico para estudos climáticos e de recursos hídricos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a precipitação simulada pelo modelo regional climático RegCM na bacia hidrográfica do Rio São Francisco, conforme a parametrização de cúmulos e o domínio. Nossa avaliação, com uso de diversos índices estatísticos e a combinação desses, mostram que o RegCM apresentou maior destreza em simular os padrões de precipitação quando neste foi prescrito (acionado) nele a parametrização de Emanuel ou de Tiedke. As outras parametrizações avaliadas, Kain-Fritsch e a de Grell, subestimaram consideravelmente a precipitação. Emanuel se destacou pela melhor representação da variabilidade temporal da precipitação, enquanto Tiedke apresentou maior correlação e menores erros médios. O baixo São Francisco foi a região em que o RegCM apresentou a menor destreza em simular a precipitação durante maio a julho (período chuvoso), indicando a dificuldade do modelo em representar o transporte de umidade do oceano para o continente e a ocorrência dos distúrbios ondulatórios de leste. Por fim, o modelo prescrito com um domínio maior simulou melhor os padrões de precipitação provavelmente por contemplar a região de atuação dos sistemas meteorológicos de escalas maiores atuantes na bacia.

Abstract The objective was to analyze extreme drought events on the Sucuru River hydrographic sub-basin during the 1994-2021 historical series. The rainfall data were obtained through the Agência Executiva de Gestão das águas do Estado da Paraíba (AESA). With the analysis of the data it was possible to know the duration, the water deficit and the intensity of the events. After identifying the droughts and their characteristics (duration, water deficit and intensity), the Standardized Precipitation Index (SPI) was used to classify and select the extreme drought events (SPI ≤ -2,00) that occurred. In terms of duration, water deficit and intensity, severe droughts occurred in the decade 1990 in all municipalities, the most critical being those from the 1997-1999 series. The droughts in 2001-2003 were very intense, but less than those that occurred in the decade 1990 and 2010. Very serious droughts were identified during 2012-2019 in all municipalities, especially Caraúbas, Monteiro, Serra Branca, Congo and Coxixola. Extreme drought events in the municipalities occurred during the years 1998, 1999, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018 and 2019. These are the years with the most severe droughts in the studied period.

Resumo Objetivou-se analisar os eventos extremos de secas na sub-bacia hidrográfica do Rio Sucuru durante a série histórica de 1994-2021. Os dados pluviométricos foram obtidos através da Agência Executiva de Gestão das águas do Estado da Paraíba (AESA). Com a análise dos dados foi possível conhecer a duração, o déficit hídrico e a intensidade dos eventos. Após a identificação das secas e de suas características (duração, déficit hídrico e intensidade), foi utilizado o índice Padronizado de Precipitação (IPP) para classificar e selecionar os eventos extremos de secas (IPP ≤ -2,00) que ocorreram. Com relação à duração, ao déficit hídrico e à intensidade, ocorreram secas graves na década de 1990 em todos os municípios, sendo as mais críticas as da série 1997-1999. As secas em 2001-2003 foram muito intensas, porém menos do que as que aconteceram nas décadas de 1990 e 2010. Identificaram-se secas gravíssimas durante 2012-2019 em todos os municípios, com destaque para Caraúbas, Monteiro, Serra Branca, Congo e Coxixola. Os eventos extremos de secas nos munícipios ocorreram durante os anos de 1998, 1999, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018 e 2019. São os anos com as mais graves secas do período estudado.

Abstract The work presents the results of the application of an active methodology in which the teaching-learning process on atmospheric variables, contents taught in climatology classes in geography disciplines in the final years of high school, were worked in an articulated way with practical construction activities of meteorological instruments as low-cost materials. The research was carried out in a public elementary school located in the municipality of Caucaia - Metropolitan Region of Fortaleza in the State of Ceará, with 26 students aged 14 to 17 years. The proposed methodology followed the guidelines contained in the Common National Curricular Base (BNCC) and in the Reference Curricular Documents of Ceará (DCRC) and was approved by the Ethics Committee of the State University of Ceará (UECE). The results showed that the methodology used in the study was able to provide a motivating teaching-learning process in which teachers and students could play their roles, in addition to providing significant knowledge about atmospheric variables, climate and climate variability, observed in the region. and their relationship with the environment in which they live.

Resumo O trabalho apresenta os resultados sobre a aplicação de uma metodologia ativa em que o processo de ensino-aprendizado sobre as variáveis atmosféricas, conteúdos ministrados nas aulas de climatologia nas disciplinas de geografia nos anos finais do ensino fundamental, foram trabalhados de forma articulada com atividades práticas de construção de instrumentos meteorológicos com materiais de baixo custo. A pesquisa foi realizada em uma escola pública de ensino fundamental localizada no município de Caucaia - Região Metropolitana de Fortaleza no Estado do Ceará, com 26 estudantes na faixa etária de 14 a 17 anos. A metodologia proposta seguiu as orientações contidas na Base Nacional Curricular Comum (BNCC) e no Documentos Curricular Referencial do Ceará (DCRC) e foi aprovada no Comitê de ética da Universidade Estadual do Ceará (UECE). Os resultados mostraram que a metodologia empregada no estudo foi capaz de proporcionar um processo de ensino-aprendizado motivador em que professor e estudantes puderam exercer seus protagonismos, além de proporcionar conhecimentos significativos sobre as variáveis atmosféricas, o clima e a variabilidade climática, observadas na região e a relação destas com meio ambiente em que vivem.

Abstract This study performed a monthly and weekly diagnostic analysis of cases and deaths of Influenza (H1N1) and Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) between the years 1914 and 2019 in Ceará State and their relationships with meteorological variables, precipitation and maximum and minimum temperatures. The most expressive results showed that both H1N1 and SARS have cases and deaths reported mainly from March onwards, intensifying in the austral winter and spring months. In 2018, an outbreak of H1N1 and SARS was observed in the State of Ceará with a high number of cases and deaths, mainly from SARS. On average, cases of H1N1 and SARS are low in the first 7 months of the year, and increase from August onwards reaching peak values in December. The peak of H1N1 and SARS contamination occurs in the months from the second half of the year towards the end of the year. In relation to the meteorological variables and the cases of H1N1 and SARS, the results showed that there is, in the period of greater incidence of notified cases of H1N1 and SARS, that normalized deviations of cases above the average, in the weeks of the months of September to December in most part of the years under study, suggest that the maximum and minimum temperatures in the State of Ceará were observed with values below the average. As for contamination from the influence of weekly cases of H1N1 and SARS from April to July in relation to cases from the months ahead to December, these explain, statistically with confidence of 95% according to the t-Sudent test, only of the order of 16% until 49% of cases a month ahead, being more apparent for the months of April to May, from May to June and from June to July.

Resumo O estudo apresenta uma análise da relação diagnóstica (mensal e semanal) dos casos e óbitos de Influenza (H1N1) e Síndrome Respiratória Aguda Grave (SRAG) com o comportamento das variáveis meteorológicas (precipitação e temperaturas máximas e mínimas) entre os anos de 1914 e 2019 no Estado do Ceará. Os resultados mais expressivos mostraram que tanto H1N1 como SRAG tem casos e óbitos notificados principalmente a partir do mês de março, intensificando nos meses de inverno e primavera austrais. Em média, o número de ocorrências de H1N1 e SRAG é baixo nos primeiros sete meses do ano, e aumentam partir de agosto atingindo valores máximos em dezembro. O pico da contaminação por H1N1 e SRAG ocorre nos meses a partir do segundo semestre dos anos, em direção aos meses do final do ano. Em relação às variáveis meteorológicas e os casos de H1N1 e SRAG os resultados mostraram desvios normalizados de casos acima da média nas semanas dos meses de setembro a dezembro, e sugerem que as temperaturas máximas e mínimas do ar foram observadas com valores abaixo da média. Quanto à de contaminação da influência de casos semanais de H1N1 e SRAG no período de abril a julho com relação aos casos dos meses à frente, estes explicam estatisticamente, com confiança de 95% (segundo teste t-Sudent), da ordem de 16% a 49% dos casos um mês adiante, sendo mais aparente para os meses de abril a maio, de maio a junho e de junho a julho.

Abstract There are few studies on fog in the Brazilian Northeast (BNE) and they show that the formation processes are different in each location. Data from various sources were used for 9 years (2008-2016): a) surface data obtained by REDEMET; b) radiosonde by the University of Wyoming; c) satellites images from the GOES and METEOSAT available on CPTEC; d) reanalysis products of the ECMWF, NOAA and NCAR. Meteorological fields and simulated vertical profiles were plotted for synoptic and thermodynamic analysis. In Maceio (M) 20 cases were reported, formed by surface trough, only one event was identified from satellite product. In Campina Grande (CG) 105 cases were recorded, most of which were caused by a surface ridge; only four events were identified by satellite products. All cases in all cities had a shorter duration than observed by METAR and satisfactory results by PAFOG were obtained. Fog forecast by PAFOG was satisfactory with 6 and 12 h antecedence in M and CG. Fog formation in the BNE is atypical, especially in Maceio, where it is rarely identified by satellite data. However, the prediction by the PAFOG model presents satisfactory results up to 12 h antecedence.

Resumo Existem poucos estudos sobre nevoeiro no Nordeste Brasileiro (BNE) e eles mostram que os processos de formação são diferentes em cada localidade. Foram utilizados dados de diversas fontes durante 9 anos (2008-2016): a) dados de superfície obtidos pela REDEMET; b) radiossondagem pela Universidade de Wyoming; c) imagens de satélite do GOES e METEOSAT disponíveis no CPTEC; d) produtos de reanálise do ECMWF, NOAA e NCAR. Foram plotados campos meteorológicos e perfis verticais simulados para análises sinóticas e termodinâmicas. Em Maceió (M) foram notificados 20 casos, formados por crista de superfície, apenas um evento foi identificado a partir de produto de satélite. Em Campina Grande (CG) foram registrados 105 casos, sendo a maioria causada por cavado na superfície; apenas quatro eventos foram identificados por produtos de satélite. Todos os casos em todas as cidades tiveram uma duração menor do que o observado pelo METAR e resultados satisfatórios pelo PAFOG foram obtidos. A previsão de nevoeiro pelo PAFOG foi satisfatória com 6 e 12 horas de antecedência em M e CG. A formação de nevoeiro no NEB é atípica, principalmente em Maceió, onde raramente é identificada por dados de satélite. Entretanto, a predição pelo modelo PAFOG apresenta resultados satisfatórios até 12 horas de antecedência.

Resumo Pela grande atividade econômica e densidade populacional, a região sudeste do Brasil vivencia processos acelerados de mudanças no uso e cobertura do solo, que contribuem para modificações no balanço de radiação (BR) na superfície. Neste estudo, avaliamos os componentes do BR de diferentes conjuntos de dados de alta resolução, última geração, nesta região do país em dois períodos (fev/2005-jan/2006 e mar/2015-fev/2016). Em geral, todos os conjuntos de dados representaram adequadamente a sazonalidade dos componentes do BR (exceto albedo). O ERA5-Land apresenta com o menor erro relativo médio para representar o albedo (≈ 15%), radiação de onda longa atmosférica (DLWR ≈ 4,5%) e radiação de onda longa da superfície (ULWR ≈ 3,6%). Na estimativa de radiação de ondas curtas, o GLASS foi o melhor (≈ 14%). As incertezas neste último podem estar associadas à dificuldade para representar a variabilidade de cobertura de nuvens no período chuvoso. As falhas na estimativa do albedo devem-se à incapacidade de simular as propriedades da superfície. DLWR e ULWR apresentaram os melhores desempenhos e suas incertezas estiveram relacionadas a problemas no cálculo das temperaturas do ar e da superfície, respectivamente. ERA5-Land e GLASS são adequados para estimar os componentes da BR no sudeste do Brasil.

Abstract The Upper-Tropospheric Cyclonic Vortexes (UTCV) are one of the main synoptic systems that provoke alterations in the weather during the pre-rainy season over Northeastern Brazil (BNE). The main objective of the study is to understand the UTCV configuration that was developed during 26 days in January 2016 through synoptic and thermodynamic analysis. In addition to the vortex, systems of different spatial and temporal scales such as the South Atlantic Convergence Zone (SACZ), Madden-Julian Oscillation (OMJ) were configured simultaneously, along with the El Niño that had been active since 2015. The connection between these systems caused a large increase in rainfall over the BNE. The UTCV configuration together with the SACZ being driven by the propagation of the MJO determined the excess of rainfall during the days analyzed. The western periphery of the vortex was positioned close to the BNE east coast, causing a change in the convergence pattern of large-scale moisture transport, which began to converge on the BNE, increasing precipitation rates in some states. The evaluation of the UTCV vertical structure through vertical sections indicated upward movements only in the western periphery, the eastern periphery was characterized by strong convective inhibition.

Resumo Os Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis (VCAN) são um dos principais sistemas que provocam alterações no tempo durante a pré-estação chuvosa do Nordeste do Brasil (NEB). O principal objetivo deste estudo é compreender a configuração do VCAN que se desenvolveu durante 26 dias em janeiro de 2016 através da análise sinótica e termodinâmica. Além do vórtice, sistemas de diferentes escalas espaciais e temporais como a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), Oscilação Madden-Julian (OMJ) se configuraram simultaneamente, junto com o El Niño que se encontrava ativo desde 2015. A conexão entre os sistemas supracitados provocou um grande aumento nos índices de chuva no NEB. A configuração do VCAN em conjunto com a ZCAS sendo impulsionados pela propagação da OMJ determinaram o excesso de chuvas durante os dias analisados. A periferia oeste do vórtice se posicionou próxima à costa leste do NEB, provocando uma alteração no padrão de convergência do transporte de umidade de grande escala, que passou a convergir sobre o NEB, elevando os índices de precipitação em alguns estados. A avaliação da estrutura vertical do VCAN por meio de seções verticais indicou movimentos ascendentes somente na periferia oeste, a periferia leste foi caracterizada por forte inibição convectiva.

Abstract The use of climate models with emphasis on precipitation simulation is strategic for climate and water resources studies. The objective of this work was to evaluate the precipitation simulated by the RegCM regional climate model in the São Francisco River basin, according to the cumulus parameterization and the domain. Our evaluation, using several statistical indices and their combination, show that RegCM showed greater performance in simulating precipitation patterns when Emanuel or Tiedke parameterization was prescribed (activated). The other parameterizations evaluated, Kain-Fritsch and Grell, underestimated precipitation considerably. Emanuel stood out for the better representation of the temporal variability of precipitation, while Tiedke presented a higher correlation and lower mean errors. The Low São Francisco was the region in which RegCM showed the lower skill in simulating precipitation from May to July (rainy season), indicating the difficulty of the model in representing the moisture transport from the ocean to the continent and the occurrence of Easterly Waves disturbances. Finally, the model prescribed with a larger domain simulated better the precipitation patterns probably because it contemplates the region where the meteorological systems of larger scales act in the basin.

Resumo O uso de modelos climáticos com ênfase na simulação de precipitação é estratégico para estudos climáticos e de recursos hídricos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a precipitação simulada pelo modelo regional climático RegCM na bacia hidrográfica do Rio São Francisco, conforme a parametrização de cúmulos e o domínio. Nossa avaliação, com uso de diversos índices estatísticos e a combinação desses, mostram que o RegCM apresentou maior destreza em simular os padrões de precipitação quando neste foi prescrito (acionado) nele a parametrização de Emanuel ou de Tiedke. As outras parametrizações avaliadas, Kain-Fritsch e a de Grell, subestimaram consideravelmente a precipitação. Emanuel se destacou pela melhor representação da variabilidade temporal da precipitação, enquanto Tiedke apresentou maior correlação e menores erros médios. O baixo São Francisco foi a região em que o RegCM apresentou a menor destreza em simular a precipitação durante maio a julho (período chuvoso), indicando a dificuldade do modelo em representar o transporte de umidade do oceano para o continente e a ocorrência dos distúrbios ondulatórios de leste. Por fim, o modelo prescrito com um domínio maior simulou melhor os padrões de precipitação provavelmente por contemplar a região de atuação dos sistemas meteorológicos de escalas maiores atuantes na bacia.

Abstract The objective was to analyze extreme drought events on the Sucuru River hydrographic sub-basin during the 1994-2021 historical series. The rainfall data were obtained through the Agência Executiva de Gestão das águas do Estado da Paraíba (AESA). With the analysis of the data it was possible to know the duration, the water deficit and the intensity of the events. After identifying the droughts and their characteristics (duration, water deficit and intensity), the Standardized Precipitation Index (SPI) was used to classify and select the extreme drought events (SPI ≤ -2,00) that occurred. In terms of duration, water deficit and intensity, severe droughts occurred in the decade 1990 in all municipalities, the most critical being those from the 1997-1999 series. The droughts in 2001-2003 were very intense, but less than those that occurred in the decade 1990 and 2010. Very serious droughts were identified during 2012-2019 in all municipalities, especially Caraúbas, Monteiro, Serra Branca, Congo and Coxixola. Extreme drought events in the municipalities occurred during the years 1998, 1999, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018 and 2019. These are the years with the most severe droughts in the studied period.

Resumo Objetivou-se analisar os eventos extremos de secas na sub-bacia hidrográfica do Rio Sucuru durante a série histórica de 1994-2021. Os dados pluviométricos foram obtidos através da Agência Executiva de Gestão das águas do Estado da Paraíba (AESA). Com a análise dos dados foi possível conhecer a duração, o déficit hídrico e a intensidade dos eventos. Após a identificação das secas e de suas características (duração, déficit hídrico e intensidade), foi utilizado o índice Padronizado de Precipitação (IPP) para classificar e selecionar os eventos extremos de secas (IPP ≤ -2,00) que ocorreram. Com relação à duração, ao déficit hídrico e à intensidade, ocorreram secas graves na década de 1990 em todos os municípios, sendo as mais críticas as da série 1997-1999. As secas em 2001-2003 foram muito intensas, porém menos do que as que aconteceram nas décadas de 1990 e 2010. Identificaram-se secas gravíssimas durante 2012-2019 em todos os municípios, com destaque para Caraúbas, Monteiro, Serra Branca, Congo e Coxixola. Os eventos extremos de secas nos munícipios ocorreram durante os anos de 1998, 1999, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018 e 2019. São os anos com as mais graves secas do período estudado.