Abstract The albedo of a water surface and the energy available for evaporation are strongly correlated and studying such processes is of paramount importance for water security at farm and regional levels. In this paper, water albedo (αw) and net all-wave radiation (Rn) were analyzed after being measured above the surface of an artificially cleaned and low-turbidity water used for tobacco irrigation. It was observed that αw decreased as the sun elevation (θ) increased, especially for clear and near clear skies. The results showed that αw can be reasonably predicted with a power law model either in terms of θ or Sg (incoming solar radiation) across different cloud cover conditions. From this study, a mean daily albedo of 0.05 is recommended. Three approaches were considered for estimation of daily Rn. In the first, a linear regression model strongly fitted Rn data in terms of Sg solely. The second option based on the definition of Rn was [0.95Sg - Lnet(56)], where Lnet(56) is net longwave (LW) radiation as used in the FAO56 model for reference evapotranspiration estimation, and the third was [0.95Sg - Lnet(MLR)], where MLR stands for multiple linear regression. The disadvantages of approaches (1) and (3), based on regressions, is that they are constrained to the type of water stored in the farm and the climatic conditions of the region. The performance of approach (2), where Lnet(56) is a widely used model, was comparable to the others can potentially be improved with a site-specific calibration. All three approaches for estimating daily Rn proposed in this study can possibily be extended to clear water that did not go through any filtration process. levels paper (αw allwave all wave (Rn lowturbidity low turbidity irrigation (θ increased skies incoming 005 0 05 0.0 recommended first solely 0.95Sg 095Sg 95Sg Lnet56, Lnet56 Lnet 56 , Lnet(56)] Lnet(56 LW (LW FAO FAO5 LnetMLR, LnetMLR Lnet(MLR)] 1 (1 3, 3 (3) regressions region 2, 2 (2) sitespecific site specific calibration process 00 0. Lnet5 5 Lnet(5 Lnet(MLR) ( (3 (2 Lnet( Lnet(MLR

Resumo O albedo de uma superfície de água e a energia disponível para evaporação estão fortemente correlacionados e estudar tais processos é de suma importância para a segurança hídrica nível local e regional. Neste artigo, o albedo da água (αw) e a radiação líquida (Rn) foram analisados após serem medidos acima da superfície de água artificialmente limpa e de baixa turbidez usada para irrigação de cultivo de fumo. Observou-se que αw diminuiu com o aumento da elevação do sol (θ), especialmente para céu limpo e quase limpo. Os resultados mostraram que αw pode ser razoavelmente previsto com um modelo potencial em termos de θ ou Sg (radiação solar incidente) em diferentes condições de cobertura de nuvens. A partir deste estudo, um albedo médio diário de 0,05 é recomendado. Três abordagens foram consideradas para estimativa diária de Rn. Na primeira, um modelo de regressão linear ajustou-se fortemente aos dados de Rn em função de Sg, apenas. A segunda opção com base na definição de Rn foi [0,95Sg - Lnet(56)], onde Lnet(56) é a radiação líquida de onda longa do modelo FAO56 para estimativa da evapotranspiração de referência, e a terceira abordagem foi [0,95Sg - Lnet(MLR)], onde MLR significa regressão linear múltipla. As desvantagens das abordagens (1) e (3), baseadas em regressões, é que elas são restritas ao tipo de água armazenada na fazenda e às condições climáticas da região. O desempenho da abordagem (2), onde Lnet(56) é um modelo amplamente utilizado, foi comparável às outras e pode ser potencialmente melhorada com calibração local. Todas as três abordagens para estimar o Rn diário propostas neste estudo podem ser estendidas para águas claras que não passaram por nenhum processo de filtragem. regional artigo (αw (Rn fumo Observouse Observou se θ, , (θ) incidente nuvens 005 0 05 0,0 recomendado primeira ajustouse ajustou apenas 0,95Sg 095Sg 95Sg Lnet56, Lnet56 Lnet 56 Lnet(56)] Lnet(56 FAO FAO5 referência LnetMLR, LnetMLR Lnet(MLR)] múltipla 1 (1 3, 3 (3) regressões região 2, 2 (2) utilizado filtragem (θ 00 0, Lnet5 5 Lnet(5 Lnet(MLR) ( (3 (2 Lnet( Lnet(MLR

Abstract The São Francisco River Basin (SFRB) is extremely important for both the local rural and urban population, running through several states and municipalities in Brazil. Thus, the study of the spatial distribution of rainfall in the SFRB, supported by the application of geostatistics, offers valuable insights for water management and planning. In this study, data from 341 rainfall stations were used, corresponding to the period between 1989 and 2018, and monthly accumulated rainfall analyzed. About the trends, positive estimates for latitude, except for April, highlight that the accumulated precipitation decreases from south to north each month. In December, 85.10% of the spatial variability of rainfall was explained by the trend of rainfall concerning geographical coordinates. Concerning spatial dependence, the analyzed data predominantly exhibited the exponential variogram model. The conducted analyses offered a holistic view of rainfall in the region, facilitating the understanding of spatial patterns and shedding light on challenges in the face of climate change. Our research limited on the spatial modeling of rainfall in the SFRB, and future work should include modeling socio-economic and environmental impacts in the region concerning the spatial irregularity of rainfall. SFRB (SFRB population Brazil Thus geostatistics planning 34 used 198 2018 trends latitude April month December 8510 85 10 85.10 coordinates dependence model change socioeconomic socio economic 3 19 201 851 8 1 85.1 20 85. 2

Resumo A Bacia Hidrográfica do Rio São Francisco (SFRB) é de extrema importância tanto para a população rural quanto urbana local, percorrendo diversos estados e municípios do Brasil. O estudo da distribuição espacial das chuvas na SFRB, apoiado na aplicação da geoestatística, oferece insights valiosos para a gestão e planejamento hídrico. Nesse estudo foram utilizados dados de 341 estações pluviométricas, correspondentes ao período entre 1989 e 2018, e analisadas as chuvas acumuladas mensais. Sobre a tendência, estimativas positivas para a latitude, com exceção de abril, ressaltam que a precipitação acumulada em cada mês diminui de sul para norte. No mês de dezembro, 85,10% da variabilidade espacial das chuvas foi explicada pela tendência das chuvas em relação às coordenadas geográficas. Na dependência espacial, os dados analisados mostram predomínio do modelo de variograma exponencial. As análises realizadas proporcionaram uma visão holística das chuvas na região, permitindo a compreensão dos padrões espaciais e lançando luz sobre os desafios apresentados em um cenário de mudanças climáticas. Essa pesquisa limitou-se à modelagem espacial das chuvas na SFRB, e uma modelagem dos impactos socioeconômicos e ambientais na região em relação à irregularidade espacial das chuvas é essencial para trabalhos futuros. SFRB (SFRB local Brasil geoestatística hídrico 34 pluviométricas 198 2018 mensais latitude abril norte dezembro 8510 85 10 85,10 geográficas exponencial climáticas limitouse limitou se futuros 3 19 201 851 8 1 85,1 20 85, 2

Abstract The study of the behavior of intense precipitation is extremely important in the management of disasters triggered by these events that culminate in environmental, social and economic damage throughout Brazil. The main objective of this work was to identify the trends and behavior of intense precipitation events in the State of Minas Gerais. Daily precipitation data from 309 rainfall stations managed by the National Water and Basic Sanitation Agency (ANA) were analyzed, corresponding to the period between 1978 and 2017. The quantile technique was used as a confidence interval (95%) in the trend analysis. The Mann-Kendall Test and the Sen Estimator estimated the trends and their magnitudes, respectively. Of the 309 stations analyzed, 20 stations showed a statistically significant trend (at the 95% level) in the intensity of events, with 8 stations showing an increasing trend and 12 stations showing a decreasing trend, in the States of Minas Gerais. Summer recorded the highest rate of intense rainfall (≥ 50%) throughout the State. An increase in extreme rain events was observed in some points in the north of Minas (increase of 0.20 mm/day/year) and a reduction in the Triângulo Mineiro region and central strip of Minas Gerais (reduction of 0.1 mm /day/year). environmental Brazil 30 ANA (ANA analyzed 197 2017 95 (95% analysis MannKendall Mann Kendall magnitudes respectively 2 at level 1 ≥ ( 50% 50 020 0 0.2 mm/day/year mmdayyear day year 01 0. /day/year. dayyear /day/year . /day/year) 3 19 201 9 (95 5 02 (9

Resumo O estudo do comportamento das precipitações intensas é de extrema importância no gerenciamento dos desastres deflagrados por estes eventos que culminam em danos ambientais, sociais e econômicos por todo o Brasil. O objetivo principal deste trabalho foi identificar as tendências e o comportamento dos eventos de precipitação intensa no Estado de Minas Gerais. Foram analisados dados diários de precipitação de 309 postos pluviométricos gerenciados pela Agência Nacional de águas e Saneamento Básico (ANA), correspondentes ao período entre 1978 e 2017. A técnica dos quantis foi utilizada como intervalo de confiança (95%) na análise da tendência. O Teste de Mann-Kendall e o Estimador de Sen estimaram as tendências e suas magnitudes, respectivamente. Dos 309 postos analisados, 20 postos apresentaram tendência estatisticamente significativa (ao nível de 95%) na intensidade dos eventos, sendo 8 postos com tendência de aumento e 12 postos com tendência de diminuição, no Estados de Minas Gerais. O verão registrou a maior taxa de ocorrência de precipitações intensas (≥ 50%) em todo Estado. Observou-se um aumento de eventos extremos de chuva em alguns pontos no norte de Minas (aumento de 0,20 mm/dia/ano) e uma redução na região do Triângulo Mineiro e faixa central de Minas Gerais (redução de 0,1 mm/dia/ano). ambientais Brasil 30 ANA, ANA , (ANA) 197 2017 95% 95 (95% MannKendall Mann Kendall magnitudes respectivamente 2 1 diminuição ≥ ( 50% 50 Observouse Observou se 020 0 0,2 mm/dia/ano mmdiaano mm dia ano 01 0, mm/dia/ano. . 3 (ANA 19 201 9 (95 5 02 (9

Abstract Drought is a natural phenomenon that cause severely impacts on different sectors of society. To assess drought, indices are used that allow comparing events in different regions and time scales. SPEIbase is a gridded database that provides global-scale SPEI estimates with an extensive temporal coverage (1901 to 2022), 0.5° x 0.5° spatial resolution, and is currently being updated. This study aimed to evaluate SPEIbase v2.9 in representing the spatio-temporal patterns of drought in the Southeastern Brazil Region. For this, SPEIbase values were compared to values calculated from data from eight conventional meteorological stations (CMS), for the period from 1961 to 2010. SPEIbase showed satisfactory results for the Southeastern Brazil Region. The gridded data presented a positive linear trend for all eight CMS in the study, with a strong correlation (0.70 < r < 0.90) for more than 50% of the stations. Additionally, SPEIbase performed satisfactorily in identifying the frequency and intensity of droughts. SPEIbase is an important tool for drought analysis in the Southeastern Brazil Region. society scales globalscale global scale 1901 (190 2022, 2022 , 2022) 05 0 5 0.5 resolution updated v29 v v2 9 v2. spatiotemporal spatio Region this CMS, (CMS) 196 2010 0.70 070 70 (0.7 0.90 090 90 50 Additionally droughts 190 (19 202 0. (CMS 19 201 0.7 07 7 (0. 0.9 09 (1 20 1 (0 ( 2

Resumo A seca é um fenômeno natural, que causa impactos severos em diferentes setores da sociedade. Para avaliar a seca, são utilizados índices que permitem comparar eventos em diferentes regiões e escalas temporais. O SPEIbase é uma base de dados em grade que fornece estimativas do SPEI em escala global, com ampla abrangência temporal (1901 a 2022), resolução espacial de 0,5° x 0,5° e segue em processo de atualização. O objetivo deste estudo foi avaliar o SPEIbase v2.9 na representação dos padrões espaço-temporal da seca na Região Sudeste Brasileira. Para isso, foram comparados os valores da SPEIbase via dados de oito estações meteorológicas convencionais (EMC), para o período de 1961 a 2010. A SPEIbase apresentou resultados satisfatórios para a Região Sudeste Brasileira. Os dados em grade apresentaram tendência linear positiva para todas as oito EMC, com correlação forte (0,70 < r < 0,90) para mais de 50% das estações. Além disso, a SPEIbase apresentou desempenho satisfatório na identificação da frequência e intensidade das secas. O SPEIbase é um importante produto que pode ser usado para a análise de secas na Região Sudeste Brasileira. natural sociedade temporais global 1901 (190 2022, 2022 , 2022) 05 0 5 0,5 atualização v29 v v2 9 v2. espaçotemporal espaço Brasileira isso EMC (EMC) 196 2010 0,70 070 70 (0,7 0,90 090 90 50 disso 190 (19 202 0, (EMC 19 201 0,7 07 7 (0, 0,9 09 (1 20 1 (0 ( 2

Resumo As previsões sazonais de precipitação são essenciais para a gestão dos recursos hídricos, a atividade agrícola e o planejamento operacional de sistemas hidroelétricos. Avanços metodológicos capazes de aprimorar a acurácia das previsões de precipitação geram benefícios significativos para a sociedade. Diante desse contexto, este estudo propõe e avalia duas abordagens para o refinamento das previsões sazonais de precipitação no Brasil, utilizando modelos matemáticos simples e baseados em dados, como a regressão linear múltipla (MLR) e a máquina de vetores de suporte não linear (SVM). Nas abordagens propostas, os modelos MLR e SVM são alimentados com índices climáticos relacionados a diferentes padrões de teleconexão que afetam a precipitação sazonal no Brasil, dados da análise de precipitação diária global do Climate Prediction Center (CPC) e previsões de precipitação do Seasonal Forecast System 5 (SEAS5). Ambos os modelos MLR e SVM foram validados de janeiro de 2017 a dezembro de 2020, usando a precipitação do CPC como referência. Os resultados sugerem que, em comparação com o SEAS5, os modelos MLR e SVM melhoram a precisão e reduzem o viés nas previsões de precipitação para as regiões Sudeste, Centro-Oeste e Norte do Brasil durante o verão austral. No entanto, o desempenho dos modelos em consideração foi equivalente ao do SEAS5 nas regiões Nordeste e Sul, setores do Brasil onde o clima é significativamente influenciado pelo El Niño-Oscilação Sul. hídricos hidroelétricos sociedade contexto (MLR SVM. . (SVM) propostas (CPC SEAS5. SEAS (SEAS5) 201 2020 referência Sudeste CentroOeste Centro Oeste austral entanto Sul NiñoOscilação Niño Oscilação (SVM (SEAS5 20 202 (SEAS 2

Abstract Seasonal precipitation forecasts are essential for water resource management, agricultural activities, and the operational planning of hydropower systems. Any methodological advancement that enhances the accuracy of precipitation predictions will yield considerable societal benefits. In this context, this study proposes and evaluates two approaches for refining seasonal precipitation forecasts in Brazil, using simple data-based models, such as multiple linear regression (MLR) and nonlinear support vector machine (SVM). These models employ climate indices related to different teleconnection patterns that affect seasonal precipitation in Brazil, the unified gauge-based analysis of global daily precipitation from the Climate Prediction Center (CPC), and the precipitation forecasts from the Seasonal Forecast System 5 (SEAS5) as input variables. Both MLR and SVM models were validated from Jan-2017 to Dec-2020 using precipitation from the CPC as ground truth. The results suggest that, compared to SEAS5, MLR and SVM models enhance predictive accuracy and reduce bias in precipitation forecasts for the Southeast, Midwest, and North regions of Brazil during the austral summer. However, the performance of the models was found to be on par with the original predictions of SEAS5 in the Northeast and South regions, sectors of Brazil where the climate is significantly influenced by the El Niño-Southern Oscillation. management activities systems benefits context databased data based (MLR SVM. . (SVM) gaugebased gauge CPC, , (CPC) SEAS (SEAS5 variables Jan2017 Jan 2017 Jan-201 Dec2020 Dec 2020 Dec-202 truth Southeast Midwest summer However NiñoSouthern Niño Southern Oscillation (SVM (CPC (SEAS Jan201 201 Jan-20 Dec202 202 Dec-20 Jan20 20 Jan-2 Dec20 Dec-2 Jan2 2 Jan- Dec2 Dec-

Abstract Evapotranspiration (ET) is one of the most important processes in the hydrologic cycle, constituting the main responsible for water losses at the surface. Several evapotranspiration models use information from surface temperature and vegetation indices captured by remote sensors such as MODIS and LANDSAT to estimate the ETc value. The objective of this study is to apply SSEBop model to estimate ETc of soybean in a field experiment under four water regimes, using high-resolution multispectral and thermal images collected from remotely piloted aircraft (RPA). Surface temperature and NDVI maps were generated as sources for evapotranspiration estimation. From a Python script, spatial variability maps of ETc were generated at different phenological stages of the crop. The quality of the model for ETc estimates was performed by comparing the modeling results with leaf transpiration data measured in the field using an infrared gas analyzer, whose results showed a good correlation (R2 = 0.76). These results demonstrated the possibility of transferring a model originally developed for processing low to medium-resolution satellite images to high-resolution spatial-temporal images acquired by RPA with small adaptations in the original algorithm, generating great potential for new studies on an experimental and field scale. ET (ET cycle value regimes highresolution high resolution RPA. . (RPA) estimation script crop analyzer R2 R (R 0.76. 076 0.76 0 76 0.76) mediumresolution medium spatialtemporal temporal algorithm scale (RPA 07 0.7 7 0.

Resumo A evapotranspiração (ET) é um dos mais importantes processos do ciclo hidrológico, constituindo-se o principal responsável pelas perdas de água na superfície. Vários modelos de evapotranspiração utilizam informações da temperatura da superfície e índices de vegetação captadas por sensores remotos tais como o MODIS e a série LANDSAT para estimar o valor de ETc. O objetivo deste estudo aplicar o modelo SSEBop para estimativa da ETc da soja (Glicine max. L) em um campo experimental submetida a quatro regimes hídricos, utilizando imagens multiespectrais e termais de alta resolução coletadas com uso de aeronave remotamente pilotada. Mapas de temperatura da superfície e NDVI foram gerados como fontes para a estimativa da evapotranspiração. A partir de um script em Python, mapas de variabilidade espacial da ETc foram gerados para diferentes estádios fenológicos da cultura. A qualidade do modelo de estimativas de ETc foi realizada comparando-se os resultados da modelagem com os dados transpiração foliar medida no campo através de um analisador de gases por infravermelho, cujos resultados mostraram boa correlação (R2 = 0,76). Estes resultados demostraram a possibilidade de transferência de um modelo originalmente desenvolvido para processamento de imagens de satélite de baixa a média resolução para imagens de alta resolução espaço temporal adquiridos por RPA a partir de pequenas adaptações no algoritmo original, gerando um grande potencial para novos estudos em escala experimental e de campo. ET (ET hidrológico constituindose constituindo se Glicine max L hídricos pilotada Python cultura comparandose comparando infravermelho R2 R (R 0,76. 076 0,76 . 0 76 0,76) original 07 0,7 7 0,

Resumo No leste subúmido da Bahia, Brasil, água de superfície armazenada em reservatórios revestidos é usada para irrigar por gotejamento plantas de fumo tipo Sumatra cultivadas sob sombreamento parcial. Este trabalho, no âmbito de um estudo maior sobre evaporação, teve como objetivo monitorar, durante duas estações de cultivo (2015 e 2016), a turbidez da água, o balanço de radiação (componentes de onda curta - OC e onda longa - OL) e a temperatura superficial da água (Tw), com sensores instalados numa plataforma flutuante. A turbidez da água era muito baixa (cerca de 2,6 NTU em média) devido à filtragem e tratamento osmose reversa antes do armazenamento. Com base nos dados de ambas as estações, a radiação líquida de OC Snet correspondeu a cerca de 96% da radiação de OC incidente Sg. O saldo diário de OL Lnet foi consistentemente negativo (média de -55,1 W/m2). A radiação líquida total Rn correspondeu a 77% de Snet. Quatro dias foram selecionados (dois de cada ano) para avaliar os efeitos da nebulosidade nos componentes de OC e OL. Enquanto Snet diminuiu com a nebulosidade devido ao bloqueio da radiação solar, Lnet também diminuiu, mas devido ao aumento da radiação OL incidente Latm com a nebulosidade. Rn também diminuiu com a cobertura de nuvens. Com base nos dados de 2015, em média, a Tw diária (26,1 °C) foi maior que a temperatura do ar Ta (21,8 °C) devido à absorção da radiação solar pela superfície, Ta mostrando uma amplitude diária muito maior. Bahia Brasil parcial trabalho evaporação monitorar 2015 (201 2016, 2016 , 2016) Tw, (Tw) flutuante 26 2 6 2, média armazenamento 96 Sg 55,1 551 55 1 -55, W/m2. Wm2 Wm W/m2 . W m2 m W/m2) 77 dois ano nuvens 26,1 261 (26, °C C 21,8 218 21 8 (21, 201 (20 (Tw 9 55, 5 -55 W/m 7 26, (26 21, (21 20 (2 -5 (

Abstract In eastern sub-humid Bahia, Brazil, surface water stored in lined ponds is used to drip irrigate Sumatra tobacco plants grown under partial shading. This work, as part of a large evaporation study, aimed at monitoring, over two irrigation seasons (2015 and 2016), the water turbidity, the radiation balance (shortwave - SW and longwave - LW components), and the skin water temperature (Tw) with sensors deployed in a raft. The water turbidity was very low (around 2.6 NTU on average) due to filtration and reverse osmosis treatment of water prior to storage. Considering data from both seasons, the net SW radiation Snet was about 96% of incoming SW flux Sg. The daily net LW flux Lnet was consistently negative (-55.1 W/m2 average). The net all-wave radiation Rn corresponded to 77% of Snet. Four days were selected from both seasons to evaluate the effects of cloudiness on the SW and LW components. While Snet decreased with cloudiness due to solar radiation blockage, Lnet also decreased but due to increasing of downward LW radiation Latm with cloudiness. Rn also decreased with cloud cover. Based on the 2015 data, on average, daily Tw (26.1 °C) was higher than air temperature Ta (21.8 °C) due to near-surface absorption of solar radiation with Ta showing a much higher daily amplitude. subhumid sub humid Bahia Brazil shading work study monitoring (201 2016, 2016 , 2016) shortwave components, components components) (Tw raft around 26 2 6 2. average storage 96 Sg 55.1 551 55 1 (-55. Wm2 Wm W m2 m W/m average. . allwave all wave 77 blockage cover 201 26.1 261 (26. °C C 21.8 218 21 8 (21. nearsurface near amplitude (20 9 55. 5 (-55 7 20 26. (26 21. (21 (2 (-5 ( (-

Resumo O efeito da Ilha de Calor Urbano (ICU), onde regiões urbanas experimentam temperaturas mais altas do que suas contrapartes rurais, é um fenômeno bem observado com consequências como problemas de saúde e aumento do consumo de energia. Na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), uma zona urbana densa com mais de 20 milhões de habitantes, o efeito ICU é intensificado devido à urbanização rápida e desordenada. Esta pesquisa utilizou dados meteorológicos das estações meteorológicas da RMSP e empregou o algoritmo de agrupamento k-means para identificar regiões com intensidade pronunciada de ICU. O estudo revelou quatro agrupamentos distintos, com o Grupo A exibindo o efeito ICU mais significativo. Esse efeito está associado com padrões de uso do solo, particularmente a predominância de áreas residenciais e comerciais e a falta de espaços verdes. Variações sazonais no efeito ICU também foram observadas. As descobertas destacam o impacto do desenvolvimento urbano nas mudanças climáticas localizadas e fornecem insights valiosos para o planejamento urbano e a formulação de políticas na RMSP. Estudos futuros poderiam expandir essas descobertas, incluindo mais variáveis e examinando outras regiões urbanas globais. ICU, , (ICU) rurais energia RMSP, (RMSP) 2 habitantes desordenada kmeans k means distintos significativo solo verdes observadas globais (ICU (RMSP

Abstract The Urban Heat Island (UHI) effect, where urban regions experience higher temperatures than their rural counterparts, is a well-observed phenomenon with consequences such as health issues and increased energy consumption. In the Metropolitan Area of São Paulo (MASP), a dense urban zone with over 20 million inhabitants, the UHI effect is intensified due to rapid and unplanned urbanization. This research utilized meteorological data from MASP's weather stations and employed the k-means clustering algorithm to identify regions with pronounced UHI intensity. The study revealed four distinct clusters, with Cluster A exhibiting the most significant UHI effect. This effect was related with land use patterns, particularly the dominance of residential and commercial areas and a lack of green spaces. Seasonal variations in the UHI effect were also observed. The findings highlight the impact of urban development on localized climate change and provide valuable insights for urban planning and policy-making in MASP. Future studies could expand on these findings by including more variables and examining other global urban regions. (UHI counterparts wellobserved well observed consumption MASP, MASP , (MASP) 2 inhabitants urbanization MASPs s kmeans k means intensity clusters patterns spaces policymaking policy making (MASP

Resumo Estudos indicam a intensificação das mudanças climáticas, com aumento da temperatura do ar, alterações no padrão das chuvas e maior variabilidade para outros elementos climáticos. O setor energético renovável pode contribuir com a redução dos impactos na atmosfera. Todavia, as fontes renováveis dependem do clima e o aumento da demanda por energia exige um planejamento coerente com as novas condições. Este estudo teve como objetivo apresentar os resultados relacionados à radiação solar incidente na superfície e à nebulosidade para o Nordeste brasileiro. Utilizou-se um conjunto de modelos climáticos globais (BESM, HadGEM2-ES e CanESM2) associados ao regional Eta, para projetar dados futuros para os períodos de 2041-2069 e 2070-2099, comparando-os ao período histórico de 1961-1990, considerando os cenários RCP4.5 e RCP8.5 aplicados pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas. Os resultados evidenciaram o aumento predominante da radiação solar incidente (média de 1,7% pelo HadGEM2-ES e 2,5% pelo CanESM2), exceto para o BESM (-3,5%) e redução para a nebulosidade, com valores médios entre -1,1% (BESM) e -53,4% (CanESM2). Esses resultados podem favorecer a produção de energia solar fotovoltaica nesta região, sendo assim, tem-se elevada expectativa quanto à diversificação da matriz energética brasileira, redução da dependência de combustíveis fósseis e aumento da segurança energética. climáticas ar atmosfera Todavia condições brasileiro Utilizouse Utilizou se BESM, (BESM HadGEM2ES HadGEMES HadGEM2 ES HadGEM CanESM2 CanESM Eta 20412069 2041 2069 2041-206 20702099, 20702099 2070 2099, 2099 2070-2099 comparandoos comparando 19611990, 19611990 1961 1990, 1990 1961-1990 RCP45 RCP RCP4 5 RCP4. RCP85 RCP8 RCP8. Climáticas média 17 1 7 1,7 25 2 2,5 CanESM2, , 3,5% 35 3 (-3,5% 1,1% 11 -1,1 53,4% 534 53 4 -53,4 CanESM2. . (CanESM2) região assim temse tem brasileira 2041206 204 206 2041-20 2070209 207 209 2070-209 1961199 196 199 1961-199 1, 2, 3,5 (-3,5 1,1 -1, 53,4 -53, (CanESM2 204120 20 2041-2 207020 2070-20 196119 19 1961-19 3, (-3, -1 53, -53 (CanESM 20412 2041- 20702 2070-2 19611 1961-1 (-3 - -5 2070- 1961- (- (

Abstract Studies indicate the intensification of climate change, with an increase in air temperature, changes in rainfall patterns, and greater variability in other climatic elements. The renewable energy sector can contribute to reducing atmospheric impacts. However, renewable sources depend on the climate, and the increasing demand for energy requires planning that is coherent with new conditions. This study aimed to present results related to incident solar radiation on the surface and cloudiness for the Northeast of Brazil. A set of global climate models (BESM, HadGEM2-ES, and CanESM2) associated with the regional Eta model was used to project future data for the periods 2041-2069 and 2070-2099, comparing them to the historical period of 1961-1990, considering the RCP4.5 and RCP8.5 scenarios applied by the Intergovernmental Panel on Climate Change. The results showed a predominant increase in incident solar radiation (an average of 1.7% by HadGEM2-ES and 2.5% by CanESM2), except for BESM (-3.5%), and a reduction in cloudiness, with average values between -1.1% (BESM) and -53.4% (CanESM2). These results may favor the production of photovoltaic solar energy in this region, raising high expectations for the diversification of the Brazilian energy matrix, reducing dependence on fossil fuels, and increasing energy security. change temperature patterns elements impacts However conditions Brazil BESM, (BESM HadGEM2ES, HadGEM2ES HadGEMES HadGEM2 ES, ES HadGEM CanESM2 CanESM 20412069 2041 2069 2041-206 20702099, 20702099 2070 2099, 2099 2070-2099 19611990, 19611990 1961 1990, 1990 1961-1990 RCP45 RCP RCP4 5 RCP4. RCP85 RCP8 RCP8. Change 17 1 7 1.7 25 2 2.5 CanESM2, , 3.5%, 35 3.5% 3 (-3.5%) 1.1% 11 -1.1 53.4% 534 53 4 -53.4 CanESM2. . (CanESM2) region matrix fuels security 2041206 204 206 2041-20 2070209 207 209 2070-209 1961199 196 199 1961-199 1. 2. 3.5 (-3.5% 1.1 -1. 53.4 -53. (CanESM2 204120 20 2041-2 207020 2070-20 196119 19 1961-19 3. (-3.5 -1 53. -53 (CanESM 20412 2041- 20702 2070-2 19611 1961-1 (-3. - -5 2070- 1961- (-3 (- (

Resumo Crajubar é a região formada pelos municípios Crato, Juazeiro do Norte e Barbalha situados ao sul do estado do Ceará. A expansão urbana desordenada com a retirada de parte significativa da vegetação, mudança da topografia local e aterro de corpos hídricos tem contribuído para a formação de ilhas de calor e consequentemente afetando negativamente a qualidade de vida da população local. Desta forma, o objetivo deste trabalho, foi realizar uma análise temporal da temperatura de superfície em função do uso e ocupação do solo, relacionando com a cobertura do solo por meio do índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI). Foi considerada uma série histórica dos anos de 2000, 2010 e 2020, utilizando imagens do Landsat 5, sensor TM nas bandas 3, 4 e 6 e Landsat 8, sensor OLI, nas bandas 4, 5 e 10 adquiridas da United States Geological Survey (USGS). Os resultados evidenciaram a formação de ilhas de calor nos bairros intensamente edificados e com classes de solos expostos, enquanto as ilhas de frescor compõem os corpos hídricos e a vegetação que os margeiam. A arborização da cidade com plantas perenifólias pode favorecer a redução da temperatura local principalmente nos meses de estiagem. Crato Ceará forma trabalho NDVI. NDVI . (NDVI) 2000 201 2020 3 8 OLI 1 USGS. USGS (USGS) expostos margeiam estiagem (NDVI 200 20 202 (USGS 2

Abstract Crajubar is a region formed by the counties of Crato, Juazeiro do Norte and Barbalha located in the south of the state of Ceará. Disorderly and acellerated urban expansion causes the removal of a significant part of the vegetation, alter the local topography and landfilling of rivers, lakes, dams contribute to the formation of heat islands and consequently affecting the quality of life of the local population. Therefore, the objective of this study was to carry out a temporal analysis of surface temperature as a function of land use and occupation, relating it to soil cover using the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). A historical series from the years 2000, 2010 and 2020 was considered, using images from Landsat 5, TM sensor in bands 3, 4 and 6 and Landsat 8, OLI sensor, in bands 4, 5 and 10 acquired from the United States Geological Survey (USGS). The city's afforestation with evergreen plants can help reduce local temperatures, especially during the dry months. Crato Ceará vegetation rivers lakes population Therefore occupation NDVI. NDVI . (NDVI) 2000 201 202 considered 3 8 1 USGS. USGS (USGS) citys city s temperatures months (NDVI 200 20 (USGS 2

Resumo Este estudo analisou a influência das mudanças no uso e cobertura da terra (LULC) e do aumento dos gases de efeito estufa (GEEs) nas variáveis de superfície do clima da região metropolitana de Manaus (RMM). Os experimentos numéricos foram realizados utilizando o modelo regional BRAMS, para o período chuvoso da RMM, e divididos em quatro categorias, a saber: experimento de cobertura do solo atual, experimento de sensibilidade às expansões de desmatamento e urbanização, experimento de sensibilidade ao aumento dos GEEs e experimento com efeitos combinados impulsionados por um cenário extremo. Mudanças no LULC produziram alterações locais nos balanços de radiação e energia e na temperatura da superfície. Além disso, o ciclo diurno da precipitação mostrou um aumento após os horários de pico na área urbana. No cenário de aumento dos GEE, alterações significativas nos componentes dos balanços de radiação e energia resultaram em uma anomalia positiva de temperatura superficial (∼10 °C) e uma anomalia negativa de precipitação (∼50%). Essas mudanças foram levemente intensificadas no experimento combinado. O clima da RMM foi considerado mais sensível ao aumento dos GEE do que à uma mudança local do LULC. Nossos resultados reforçam a necessidade urgente de tomar medidas para conter o aumento global de GEEs porque, diante de tal cenário, a manutenção da floresta, de seus processos ecológicos e de seus serviços ambientais seria impossível. (LULC (GEEs RMM. . (RMM) BRAMS categorias saber atual urbanização extremo disso urbana ∼10 10 (∼1 °C C ∼50%. 50 ∼50% (∼50%) combinado porque floresta impossível (RMM ∼1 1 (∼ 5 ∼50 (∼50% ∼ ( ∼5 (∼50 (∼5

Abstract This study analyzed the impact of land use and land cover (LULC) changes and increased in greenhouse gases (GHGs) on surface variables in the climate of the metropolitan region of Manaus (MRM). The numerical experiments were carried out using the BRAMS regional model for the MRM rainy season period and divided into four categories, namely: actual land cover, sensitivity to deforestation and urbanization expansions, sensitivity to increased GHGs, and a combined experiment driven by an extreme scenario. Changes in LULC produced local alterations in the energy and radiation balances and in surface temperature. In addition, the diurnal cycle of the precipitation showed an increase after peak hours over the urban area. In the scenario of increasing GHGs, significant changes in the components of the radiation and energy balances resulted in a positive surface temperature anomaly (∼10 °C) and a negative precipitation anomaly (∼50%). These changes were slightly intensified in the combined experiment. It was found that MRM's climate is more sensitive to an increase in GHGs than to a local change in LULC. Our results reinforce the urgent need to take measures to contain the global increase in GHGs because, in the face of such a scenario, the maintenance of the forest, its ecological processes, and its environmental services would be impossible. (LULC (GHGs MRM. . (MRM) categories namely expansions addition area ∼10 10 (∼1 °C C ∼50%. 50 ∼50% (∼50%) MRMs s because forest processes impossible (MRM ∼1 1 (∼ 5 ∼50 (∼50% ∼ ( ∼5 (∼50 (∼5

Resumo Este estudo teve como objetivo avaliar o desempenho de métodos para estimativa da evapotranspiração de referência (ETo) nas escalas diária e decendial em sete municípios do Rio Grande do Sul. Foram utilizados dados meteorológicos diários de janeiro de 2015 a dezembro de 2020, para estimar a ETo por Penman-Monteith como padrão e para 32 métodos a serem avaliados com o uso de seis indicadores (índices de confiança e de concordância, coeficientes de correlação e de determinação, erro quadrático médio e erro médio). Os métodos baseados na radiação de Ritchie, Stephens-Stew, Souza-Silva, Valiantzas-3 e Hargreaves são indicados em todos os municípios para estimar a ETo diária e decendial. Baseado no índice de confiança, todos tiveram um ‘ótimo’ desempenho e apresentaram uma variação na estimativa inferior a 1 mm e tendência em subestimar a ETo. Na ausência de dados de radiação, há possibilidade de estimar a ETo diária usando alguns métodos baseados na temperatura do ar, como o de Romanenko, apenas para o município de Bagé. Na escala decendial, pode-se recorrer ao método aerodinâmico de Brockamp, nos municípios de Bagé e do Rio Grande e nos métodos fundamentados na temperatura de Hargreaves-Samani 1 e 2 e de Baier-Rob em todos os municípios, exceto de Santa Rosa. (ETo Sul 201 2020 PenmanMonteith Penman Monteith 3 índices concordância determinação médio. . médio) Ritchie StephensStew, StephensStew Stephens Stew, Stew Stephens-Stew SouzaSilva, SouzaSilva Souza Silva, Silva Souza-Silva Valiantzas3 Valiantzas Valiantzas- ‘ótimo ótimo ar Romanenko podese pode se Brockamp HargreavesSamani Samani BaierRob Baier Rob Rosa 20 202

Abstract This study aimed to evaluate the performance of methods for estimating reference evapotranspiration (ETo) on daily and ten-day period in seven cities in Rio Grande do Sul. Daily meteorological data from January 2015 to December 2020 were used to estimate ETo by Penman-Monteith as standard and for 32 methods to be evaluated using six indicators (confidence and concordance indexes, correlation and determination coefficients, mean squared error and mean error). The radiation-based methods of Ritchie, Stephens-Stew, Souza-Silva, Valiantzas-3 and Hargreaves are recommended in all cities to estimate daily and ten-day ETo. Based on the confidence index, all had an ‘excellent’ performance and presented a variation in the estimate of less than 1 mm and a tendency to underestimate the ETo. In the absence of radiation data, it is possible to estimate daily ETo using some methods based on air temperature, such as Romanenko, only for the city of Bagé. On the ten-day period, one can use the Brockamp aerodynamic method in the cities of Bagé and Rio Grande and the temperature-based methods of Hargreaves-Samani 1 and 2 and Baier-Rob in all cities, except Santa Rosa. (ETo tenday ten day Sul 201 202 PenmanMonteith Penman Monteith 3 indexes coefficients error. . error) radiationbased Ritchie StephensStew, StephensStew Stephens Stew, Stew Stephens-Stew SouzaSilva, SouzaSilva Souza Silva, Silva Souza-Silva Valiantzas3 Valiantzas Valiantzas- index ‘excellent excellent temperature Romanenko temperaturebased HargreavesSamani Samani BaierRob Baier Rob Rosa 20

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. subbasin sub basin 19942021 1994 2021 1994-202 series AESA. AESA . (AESA) duration (duration , intensity) SPI 2,00 200 2 00 -2,00 199 19971999 1997 1999 1997-199 20012003 2001 2003 2001-200 intense 2010 20122019 2012 2019 2012-201 Caraúbas Monteiro Branca Coxixola 1998 2013 2014 2015 2016 2017 201 period 1994202 202 1994-20 (AESA 2,0 20 0 -2,0 19 1997199 1997-19 2001200 2001-20 2012201 2012-20 199420 1994-2 2, -2, 1 199719 1997-1 200120 2001-2 201220 2012-2 19942 1994- -2 19971 1997- 20012 2001- 20122 2012- -

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. Objetivouse Objetivou se subbacia sub bacia 19942021. 19942021 1994 2021. 2021 1994-2021 AESA. AESA . (AESA) duração (duração , intensidade) IPP 2,00 200 2 00 -2,00 199 municípios 19971999. 19971999 1997 1999. 1999 1997-1999 20012003 2001 2003 2001-200 intensas 2010 Identificaramse Identificaram 20122019 2012 2019 2012-201 Caraúbas Monteiro Branca Coxixola 1998 2013 2014 2015 2016 2017 201 estudado 1994202 202 1994-202 (AESA 2,0 20 0 -2,0 19 1997199 1997-199 2001200 2001-20 2012201 2012-20 199420 1994-20 2, -2, 1 199719 1997-19 200120 2001-2 201220 2012-2 19942 1994-2 -2 19971 1997-1 20012 2001- 20122 2012- 1994- - 1997-

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. UpperTropospheric Upper Tropospheric (UTCV prerainy pre rainy . (BNE) 2 201 analysis SACZ, , (SACZ) MaddenJulian Madden Julian OMJ (OMJ simultaneously 2015 analyzed coast largescale scale transport states inhibition (BNE 20 (SACZ

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. (VCAN préestação pré estação NEB . (NEB) 2 201 termodinâmica ZCAS, , (ZCAS) MaddenJulian Madden Julian (OMJ simultaneamente 2015 analisados escala estados convectiva (NEB 20 (ZCAS

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. (BNE location 20082016 2008 2016 (2008-2016) REDEMET b Wyoming c CPTEC d ECMWF NCAR analysis (M 2 reported trough product CG (CG 10 recorded ridge 1 atypical However 2008201 200 201 (2008-2016 200820 (2008-201 20082 (2008-20 (2008-2 (2008- (2008 (200 (20 (2 (

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. BNE (BNE localidade 20082016 2008 2016 (2008-2016) REDEMET b Wyoming c CPTEC d ECMWF NCAR termodinâmicas (M 2 CG (CG 10 1 atípica Entretanto 2008201 200 201 (2008-2016 200820 (2008-201 20082 (2008-20 (2008-2 (2008- (2008 (200 (20 (2 (