Abstract Changes in the physical and biogeochemical properties of water columns are frequently associated with cold fronts and mesoscale convective systems due to increased cloud cover. The effects of low-level jet (LLJ) events on thermal stratification and water quality, however, remain undescribed, particularly for tropical reservoirs. Here, water temperature time series are combined with meteorological data, LIDAR observations, ERA5 reanalysis data, and hydrodynamical modeling to investigate the impact of an event of LLJ over the Furnas hydropower reservoir in Brazil. The LLJ event was characterized by dry, intense, and persistent winds (~10 m s-1) blowing for more than 12 hours over the main fetch of the reservoir. In the downwind side of the lake, the surface mixed layer depth increased by 50% during the LLJ event. The changes to the water column were produced by a combination of wind-induced upwelling, shear-driven mixing, and nocturnal convective overturning, different from the heat balance expected during passing cold fronts and mesoscale convective systems. The results suggest that both momentum and heat fluxes during LLJ events need to be accounted for in lake modelings to reproduce the vertical mixing process.

Resumo O Projeto “uso de VANT para prospecção eólica em sistemas aquáticos” consistiu num esforço multi-instrumental e multi-institucional para estudar a camada limite atmosférica influenciada por extensos corpos d’água e pelas feições do entorno como colinas, rampas e mudanças abruptas de rugosidade. Dois trabalhos de campo foram conduzidos em setembro e novembro de 2016 ao longo do sistema aquático e no seu entorno. Durante os experimentos foram utilizadas duas torres anemométricas, uma instalada sobre uma ilha e outra sobre uma colina. Além disso, um sistema flutuante para prospecção eólica, desenvolvido no âmbito do projeto, foi utilizado para hospedar uma torre de 10 m e um LIDAR Doppler que possibilitou o levantamento de perfis a 200 m, algo inédito em sistemas aquáticos continentais brasileiros. O perfil vertical de temperatura e umidade foi levantado por balões cativos e, um VANT, adaptado para realizar perfis verticais do vento foi utilizado pela primeira vez no Brasil, e é objetivo deste trabalho apresentar os detalhes de seu desenvolvimento bem como da validação dos respectivos dados. Este artigo tem como objetivo também apresentar um visão geral sobre o projeto e descrever a instrumentação e desenho amostral utilizado. Artigos adicionais, submetidos para esta revista, consideram diferentes aspectos da pesquisa e trazem resultados inéditos sobre escoamentos sobre colinas, a influência do fetch nestes sistemas e os aspectos moduladores da estabilidade atmosférica nestes ambientes.

Abstract The Project “unmanned aerial vehicles to wind assessment in aquatic systems” was a multi-institutional and multi-instrument experiment carried out to measure, in detail, the spatial characteristics of mean wind over a large tropical aquatic system and how is the flow modulated by hill, ramp and abrupt roughness change. Two field experiments were conducted during September and November 2016 in the Furnas reservoir and surrounding, an extensive (~1,250 km2) Brazilian typical reservoir. During the experiments, two towers were deployed on a hill and isle, and on the anchored buoy was installed a 10 m mast and a Doppler Lidar with a stabilizing mechanism. Vertical profile of temperature and humidity was obtained by attach sensor to tethered balloon. The present paper provides an overview of the Project as a whole, including a detailed description of the study area and the instrumentation and attempts to prove the viability of using an unmanned 6-motors rotorcraft, commonly known as a hexacopter, as a promising low-cost alternative to traditional platforms for vertical profiling in the atmospheric boundary layer.

Resumo Este artigo é uma contribuição do Projeto “uso de VANT para prospecção eólica em sistemas aquáticos”, que consistiu num esforço multi-instrumental e multi-institucional para estudar a camada limite atmosférica influenciada por extensos corpos d’água e pelas feições do entorno como colinas, rampas e mudanças abruptas de rugosidade. O trabalho apresenta o resultado de um experimento específico, realizado em novembro de 2016, que visou estudar a camada limite atmosférica (CLA) influenciada por colinas. Durante os experimentos foram levantados perfis verticais do vento a partir de um VANT, utilizado pela primeira vez no Brasil, para esta finalidade. O escoamento do vento, no topo da colina, apresentou forte intensificação a 20 m de altura. Os resultados foram comparados com um modelo analítico baseado na teoria linear aplicado a um terreno real.

Abstract This paper represents a contribution of the Project “unmanned aerial vehicles to wind assessment in aquatic systems”, a multi-institutional and multi-instrumented experiment carried out to measure, in detail, the characteristics of winds over a large tropical aquatic system and how the flow is modulated by hill, ramp and abrupt roughness changes. It presents results from experiments conducted during november 2016 over a typical hill site that is adequate for installation of wind turbines. During the experiments, both hilltop and upstream wind profile data were obtained using an unmanned rotorcraft, commonly known as a hexacopter. The flow speed at 20 m over the top of hill was found to be increased by a factor of 1.8. The results were compared with an analytical model which makes a careful application of linear theory to real terrain.

Este trabalho teve por objetivo avaliar a dinâmica da ocupação do uso do solo cultivado com a cultura da cana-de-açúcar nos seis principais municípios produtores da região Norte Fluminense - RJ, entre o período de 1984 a 2007. Foram utilizadas 18 imagens do sensor TM-Landsat, técnicas de interpretação visual e de Modelo Linear de Mistura Espectral (MLME), para gerar mapas temáticos das áreas ocupadas com a cultura. Com base nesses mapas, foi possível analisar a espacialização das áreas de cana e quantificá-las em cada município. Dos resultados obtidos, pode-se concluir que, entre os anos de 2004 a 2007, ocorreu um decremento total na área ocupada com a cultura, em 43.308,33 ha. A partir do ano de 2000 até 2007, houve um incremento de 24.422,72 ha, principalmente nos municípios de Campos dos Goytacazes, São Francisco de Itabapoana e Cardoso Moreira. Os resultados indicam que o uso do MLME permitiu um mapeamento mais exato das áreas ocupadas com cana-de-açúcar.

This study aimed to evaluate sugarcane growth dynamics occupation in land cultivated at six major cities of the North Fluminense, Rio de Janeiro, from 1984 to 2007. Eighteen images of Landsat TM sensor, visual interpretation and linear spectral mixing model (MLME) were used to generate thematic maps of sugar cane plantation spatial distribution and quantification. Based on these maps was possible to analyze the sugarcane field spatial distribution quantifying them in each municipality. The results indicated that between the years 2004 to 2007, there was a decrement in the total area occupied by the culture in 43,308.33 ha and, from 2000 to 2007 and increase of 24,422.72 ha, mainly in the Campos dos Goytacazes, São Francisco de Itabapoana and Cardoso Moreira municipalities. The MLME used allowed a real live mapping of the sugarcane areas.

Neste trabalho foram avaliados diferentes métodos de determinação do coeficiente do tanque (Kt), para a estimativa diária da evapotranspiração de referência (ETo) utilizando o método do tanque Classe A (TCA). Foram avaliadas as metodologias propostas por Allen et al. (1998), Bernardo et al., (1996), Cuenca (1989) e Snyder (1992); os valores da ETo diária estimados foram correlacionados com os estimados pelo método de Penman-Monteith parametrizado (FAO-56). Para a estimativa da ETo foi utilizado uma série histórica de 10 anos de dados coletados em uma estação automática, modelo Thies Clima, instalada na Estação Evapotranspirométrica da Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF). Os resultados obtidos, considerando-se as diferentes metodologias para o cálculo do Kt, mostrou um bom desempenho do método do tanque Classe A para a estimativa de valores diários da ETo (coeficientes r² > 0,79 e D > 0,90). As metodologias propostas por Cuenca (1989), Bernardo et al. (1996) e Allen (1998) apresentaram o mesmo índice de concordância (D = 0,95). O menor erro médio absoluto (EMA = 0,50) foi obtido pelo método de Cuenca (1989) que também mostrou a maior eficiência (EF = 0,81).

In this work, different methods of determination of pan coefficient (Kp) for a daily estimation of referential evapotranspiration (ETo) using the "Class A" pan method (TCA) were analyzed. Methodologies proposed by Allen et al. (1998), Bernardo et al. (1996), Cuenca (1989) and Snyder (1992) were evaluated, and values of daily ETo estimated using TCA were compared to ones estimated by Penman-Monteith (FAO-56). A ten years historical series of data collected from an automatic station, Thies Clima model, was used installed at evapotranspiration station of Universidade Estadual do Norte Fluminense (UENF). A good fulfillment of Class A pan to estimate daily values of ETo by different ways to calculate Kp (R² > 0.79 and D > 0.90) was verified, with Cuenca (1989), Bernardo et al. (1996), and Allen (1998) methods showing the same concordance index (D = 0.95). The smallest absolute mean error (0.50) was showed by Cuenca (1989) method, which also presented the highest efficiency (EF = 0,81).

A evapotranspiração de uma cultura é uma das principais informações exigidas para o manejo de irrigação e para fins de planejamento do uso da água. Dentre as abordagens disponíveis para a estimativa do consumo de água pelas plantas, destaca-se o uso de coeficientes de cultura (Kc) associados a estimativas da evapotranspiração de referência (ETo). Buscou-se determinar, aqui, os valores de Kc para as diferentes fases fenológicas do feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.), cultivar em lançamento UENF-47, através da utilização de um lisímetro de pesagem e compará-los com os valores propostos pela FAO 56. Concluiu-se que as equações de ajustamento propostas por Allen et al. (1998) se mostraram eficientes para a correção e ajustamento dos coeficientes culturais obtidos neste experimento e que os coeficientes culturais das fases 3 (Kc méd) e 4 (Kc fim) sugeridos também por Allen et al. (1998) se ajustaram bem às condições de cultivo do feijoeiro cultivado no período de outono/inverno, em Campos dos Goytacazes, RJ.

The evapotranspiration of a crop is one of the main information required for proper irrigation management and to develop an efficient water usage plan. Among the methods to estimate the amount of water that is consumed by plants, the use of crop coefficients (Kc), associated with estimates of the reference evapotranspiration (ETo), stands as one of the most promising. This work aimed to deterime the values of Kc for different phenological phases of common bean plants (Phaseolus vulgaris L.) of the cultivar UENF-47. Determination of Kc values was performed using a weighing lisimeter and results were compared with values obtained through the FAO 56 standard. Results showed that the adjustment equations proposed by Allen et al. (1998) were adequate for fitting the values of Kc obtained in this experiment. It has been shown that the crop coefficients for phenological phases 3 and 4 proposed by Allen et al. (1998) are adequate for the conditions of crop growth observed in Campos dos Goytacazes, Rio de Janeiro state, Brazil, during the autumn/winter period.

Este estudo foi desenvolvido na Estação Evapotranspirométrica da UENF, instalada na área da Estação Experimental da PESAGRO-Rio, em Campos dos Goytacazes, RJ. Um lisímetro de pesagem com 6 m² de área, dotado de células de carga, foi instalado no centro de uma área de 900 m², cultivada com grama tipo Batatais (P. notatum L.). O objetivo deste estudo foi propor coeficientes de ajuste regional entre o método lisimétrico e os métodos de Penman-Monteith-FAO, Makkink, Linacre, Jensen-Haise, Hargreaves-Samani, Radiação Solar, Tanque Classe "A"e Atmômetro SEEI modificado para os períodos de 1, 3, 7 e 10 dias. Os resultados obtidos indicam que, com exceção do Atmômetro, todos os métodos avaliados atendem satisfatoriamente à estimativa da ETo na região Norte Fluminense do Estado do Rio de Janeiro, apresentando bons ajustamentos para períodos maiores que sete dias.

The aim of this research paper was to make a comparison between the reference values of crop evapotraspiration acquired through the lysimeter and the FAO-modified Penman-Monteith, Solar Radiation, Makkink, Linacre, Jensen-Haise, Hargreaves-Samani, PAN "Class A"and modified SEEI Atmometer methods. Data was obtained from the meteorological station at PESAGRO-Rio, located at Campos dos Goytacazes in the State of Rio de Janeiro State, Brazil. Results have shown that for the northern region of Rio de Janeiro, the methods tend to be well adjusted to the reference values of the crop evapotranspiration as to those obtained through the lysimeter. Nonetheless, good adjustments were obtained for intervals longer than seven-day periods when using the indirect and evaporimeter methods.