Resumo O entendimento dos processos de formação, bem como a previsibilidade das geadas, é de suma importância para evitar prejuízos socioeconômicos, principalmente nas regiões que são propícias a ocorrência do fenômeno, como nas Regiões Sul e Sudeste do Brasil. Dentre os diversos métodos de prever as geadas, destaca-se a modelagem numérica, a qual, para este estudo, utilizou-se o modelo regional WRF. Este modelo permite escolher o conjunto de parametrizações, o que torna possível avaliar aquelas que melhor reproduzem as condições atmosféricas. Neste trabalho a avaliação das parametrizações foi realizada a partir de cinco eventos de geada, abrangendo sete municípios da Região Sul do Brasil. O modelo foi executado com aninhamento de grade para três domínios (30, 10 e 3 km de resolução) e para três conjuntos de parametrizações. O resultado apontou o menor erro quando se utilizou o seguinte conjunto de parametrizações: Dudhia para onda curta, RRTM para onda longa, WDM6 para microfísica de nuvens e YSU para a camada limite planetária. Posteriormente, um índice de geada (IG) foi aplicado para determinar qual melhor conjunto reproduz as condições da ocorrência da geada. O mesmo conjunto de parametrizações mostrou um melhor ajuste, evidenciando que a microfísica de nuvens e a radiação possuem pesos mais significativos na previsão do fenômeno geada.

Abstract Understanding the formation processes, as well as the predictability of frosts, is of paramount importance to avoid socioeconomic damage, especially in regions that are prone to the occurrence of the phenomenon, such as in the South and Southeast of Brazil. Among the various methods of forecasting frosts, numerical modeling stands out, which, for this study, used the regional model WRF. This model uses physical parameterizations to represent the sub-grid processes. The WRF allows to choose the parameterization set to be used, in this way, it is possible to evaluate the ones that best reproduce the atmospheric conditions. In this work, the evaluation of the parameterizations was carried out for a set of five cases, covering seven municipalities in the Southern Region of Brazil. The model was executed with grid nesting for three domains: 30, 10 and 3 km of resolution. and for three sets of parameterizations. The result showed that the smallest error was obtained when using the following set of parameterizations: Dudhia for short wave, RRTM for long wave, WDM6 for cloud microphysics and YSU for the planetary boundary layer. Subsequently, a frost index (GI) was applied to the data in order to determine which would better predict the conditions for the occurrence of frost. Again, the same set of parameterizations was better compared to the other sets, showing that the cloud and radiation microphysics have more significant weights in the forecast of the frost phenomenon.

Resumo Este trabalho possui dois objetivos principais, o primeiro é apresentar uma descrição de como o modelo atmosférico BRAMS foi estruturado com o intuito de capacitá-lo a simular a emissão, dispersão e sedimentação de cinzas vulcânicas; o segundo é fazer uma análise de sensibilidade com relação a diversas configurações do modelo, com o intuito de obter uma configuração adequada para prever a concentração de cinzas vulcânicas após eventos eruptivos. Avaliando os resultados do modelo com dados observados, principalmente com relação ao satélite CALIPSO, concluiu-se que o modelo BRAMS foi capaz de simular e prever com relativa precisão a posição e concentração das cinzas vulcânicas na atmosfera.

Abstract This work has two main goals, the first is provide a description of how the atmospheric BRAMS model was structured in order to enable it to simulate the emission, dispersion and sedimentation of volcanic ash; the second is do a sensitivity analysis, with respect to several configurations of the model, in order to obtain an optimized configuration for predict the volcanic ash concentration after eruptive events. Comparing model results with observed data, mostly related with CALIPSO satellite, we concluded that the BRAMS model was able to simulate and forecast with relative accuracy the location, sedimentation and concentration of volcanic ash in the atmosphere.

RESUMO CONTEXTO E OBJETIVO: A exposição aos poluentes do ar é um dos fatores responsáveis por internações por doenças respiratórias; o objetivo foi estimar o efeito da exposição a material particulado (como PM2,5) sobre as hospitalizações devido a certas doenças respiratórias em moradores de Volta Redonda (RJ). TIPO DE ESTUDO E LOCAL: Estudo ecológico de séries temporais utilizando dados de Volta Redonda (RJ). MÉTODOS: Foram analisados dados de internação hospitalar, entre 1 de janeiro de 2012 e 31 de dezembro de 2012, devida a pneumonia, bronquite aguda, bronquiolite e asma, em residentes em Volta Redonda (RJ), e dados diários das concentrações de PM2,5 obtidos a partir do modelo CCATT-BRAMS. Utilizou-se o modelo aditivo generalizado de regressão de Poisson, sendo o número diário de internações a variável dependente e a concentração PM2,5 a variável independente, ajustado para temperatura, umidade relativa, sazonalidade e dia da semana e defasagens entre zero e sete dias. Excesso de internação hospitalar e seu custo, de acordo com o aumento de 5 ug/m3 na concentração de PM2,5, foram calculados. RESULTADOS: Ocorreram 752 internações em 2012; a concentração média de PM2,5 foi de 17,2 ug/m3; os efeitos da exposição foram significativos em lag 2 (RR = 1,017), lag 5 (RR = 1,022) e lag 7 (RR = 1,020). A redução em 5 ug/m3 na concentração de PM2,5 poderia reduzir até 76 casos as internações com diminuição nos gastos de R$ 84 mil/ano. CONCLUSÃO: Os achados deste estudo fornecem subsídios para implantar políticas públicas de saúde neste município, que é importante polo siderúrgico.

ABSTRACT CONTEXT AND OBJECTIVE: Exposure to air pollutants is one of the factors responsible for hospitalizations due to respiratory diseases. The objective here was to estimate the effect of exposure to particulate matter (such as PM2.5) on hospitalizations due to certain respiratory diseases among residents in Volta Redonda (RJ). DESIGN AND SETTING: Ecological time series study using data from Volta Redonda (RJ). METHODS: Data on hospital admissions among residents of Volta Redonda (RJ), between January 1, 2012, and December 31, 2012, due to pneumonia, acute bronchitis, bronchiolitis and asthma, were analyzed. Daily data on PM2.5 concentrations were estimated through the CCATT-BRAMS model. The generalized additive Poisson regression model was used, taking the daily number of hospitalizations to be the dependent variable and the PM2.5 concentration to be the independent variable, with adjustment for temperature, relative humidity, seasonality and day of the week, and using lags of zero to seven days. Excess hospitalization and its cost were calculated in accordance with increases in PM2.5 concentration of 5 µg/m3. RESULTS: There were 752 hospitalizations in 2012; the average concentration of PM2.5 was 17.2 µg/m3; the effects of exposure were significant at lag 2 (RR = 1.017), lag 5 (RR = 1.022) and lag 7 (RR = 1,020). A decrease in PM2.5 concentration of 5 µg/m3 could reduce admissions by up to 76 cases, with a decrease in spending of R$ 84,000 a year. CONCLUSION: The findings from this study provide support for implementing public health policies in this municipality, which is an important steelmaking center.

Resumo O presente estudo teve como objetivo estimar os efeitos de poluentes ambientais sobre o número de internações por doenças cardiovasculares. Foi um estudo ecológico com dados de internações hospitalares de residentes em São José do Rio Preto, São Paulo, Brasil, com diagnóstico nas categorias de I-00 a I-99, entre 01/10/11 e 30/09/12. Os poluentes analisados foram partículas finas (PM2,5), ozônio, monóxido de carbono, óxido de nitrogênio e dióxido de nitrogênio. Foram estimados pelo modelo CCATT-BRAMS. O uso do modelo aditivo de regressão de Poisson foi utilizado para estimar associação entre a exposição ao PM2,5 e internação por doença cardiovascular. Foram calculados os excessos de internação e os gastos por estas doenças. Observou-se que a exposição ao PM2,5 no quinto dia após a exposição (lag 5) foi significativo para internação e aumentou em 15 ppts segundo incremento de 10µg /m3 na concentração de PM2,5. Foram identificadas 650 internações evitáveis com custos da ordem de R$ 1,9 milhão. Desse modo, foi possível identificar associação entre exposição ao PM2,5 e internações devido a doenças cardiovasculares em cidades de médio porte como São José do Rio Preto fornecendo subsídios aos gestores municipal e regional de Saúde.

Abstract This study aimed to estimate the effects of environmental pollutants on the increase of hospitalizations due to cardiovascular diseases. This was an ecological study conducted in the city of São José do Rio Preto, São Paulo, Brazil, with data from hospital admissions with diagnoses in the categories of I-00 to I-99, from October, 1, 2011, to September 30, 2012. Fineparticulate matter (PM2,5), ozone, carbon monoxide, nitrogen oxide and nitrogen dioxide were the pollutants studied; they were estimated by CATT-BRAMs model. The use of an additive Poisson regression model showed association between exposure to PM2,5 and hospital admission due to cardiovascular diseases. In the fifth day after exposure to this pollutant (lag 5), the relative risk for hospitalization due to cardiovascular diseases increased 15 percent in according to 10 µg/m3 increase on PM2,5 concentrations. There were 650 avoidable hospital admissions and an excess of R$ 1.9 million in hospital expenses. Thus, it was possible to identify the association between exposure to PM2,5 and hospital admission due cardiovascular diseases in medium-sized cities, like São José do Rio Preto.

Resumo O presente estudo teve como objetivo estimar os efeitos de poluentes ambientais sobre o número de internações por doenças cardiovasculares. Foi um estudo ecológico com dados de internações hospitalares de residentes em São José do Rio Preto, São Paulo, Brasil, com diagnóstico nas categorias de I-00 a I-99, entre 01/10/11 e 30/09/12. Os poluentes analisados foram partículas finas (PM2,5), ozônio, monóxido de carbono, óxido de nitrogênio e dióxido de nitrogênio. Foram estimados pelo modelo CCATT-BRAMS. O uso do modelo aditivo de regressão de Poisson foi utilizado para estimar associação entre a exposição ao PM2,5 e internação por doença cardiovascular. Foram calculados os excessos de internação e os gastos por estas doenças. Observou-se que a exposição ao PM2,5 no quinto dia após a exposição (lag 5) foi significativo para internação e aumentou em 15 ppts segundo incremento de 10µg /m3 na concentração de PM2,5. Foram identificadas 650 internações evitáveis com custos da ordem de R$ 1,9 milhão. Desse modo, foi possível identificar associação entre exposição ao PM2,5 e internações devido a doenças cardiovasculares em cidades de médio porte como São José do Rio Preto fornecendo subsídios aos gestores municipal e regional de Saúde.

Abstract This study aimed to estimate the effects of environmental pollutants on the increase of hospitalizations due to cardiovascular diseases. This was an ecological study conducted in the city of São José do Rio Preto, São Paulo, Brazil, with data from hospital admissions with diagnoses in the categories of I-00 to I-99, from October, 1, 2011, to September 30, 2012. Fineparticulate matter (PM2,5), ozone, carbon monoxide, nitrogen oxide and nitrogen dioxide were the pollutants studied; they were estimated by CATT-BRAMs model. The use of an additive Poisson regression model showed association between exposure to PM2,5 and hospital admission due to cardiovascular diseases. In the fifth day after exposure to this pollutant (lag 5), the relative risk for hospitalization due to cardiovascular diseases increased 15 percent in according to 10 µg/m3 increase on PM2,5 concentrations. There were 650 avoidable hospital admissions and an excess of R$ 1.9 million in hospital expenses. Thus, it was possible to identify the association between exposure to PM2,5 and hospital admission due cardiovascular diseases in medium-sized cities, like São José do Rio Preto.

O modelo OLAM foi desenvolvido com objetivo de estender a capacidade de representar os fenômenos de escala global e regional simultaneamente. Este modelo apresenta inovações quanto aos processos dinâmicos, configuração de grade, estrutura de memória e técnicas de solução numérica das equações prognósticas. As equações de Navier-Stokes são resolvidas através da técnica de volumes finitos que conservam massa, momento e energia. No presente trabalho, apresenta-se uma descrição sucinta do OLAM e alguns resultados de sua aplicação em simulações climáticas da precipitação mensal para a região norte da América do Sul, bem como em rodadas para previsão numérica de tempo regional. Os resultados mostram que o modelo consegue representar bem os aspectos meteorológicos de grande escala. Em geral, seu desempenho melhora quando são adotadas grades de maior resolução espacial, nas quais se verificam melhorias significativas tanto na estimativa da precipitação mensal regional, quanto na previsão numérica de tempo.

The OLAM model was developed to extend the capability to represent the global and regional scale phenomena simultaneously. The model presents innovations regarding to the dynamic processes, grid configuration, memory structure, and numerical technique solutions for the prognostics equations. The Navier-Stokes equations are solved using the finite volume technique that conserves mass, momentum, and energy. In this study the OLAM model is described, and results are presented for its application on the climate mode to simulate the monthly prediction of precipitation for South America and numerical weather prediction. The results show that the model is able to represent reasonable the large scale meteorological processes. In general, its performance improves when grids of greater resolution is adopted, for which significant improvements are observed for the monthly precipitation simulation estimates as for the numerical weather prediction.