Resumo Este artigo relata as primeiras medições com um LIDAR obtidas sobre uma plataforma de pesca em Santa Catarina. Um laboratório foi construído para monitorar a estrutura vertical e a variabilidade temporal e direcional dos ventos na região de transição entre o oceano e o continente. Uma estação meteorológica forneceu registros de pressão, temperatura, ventos e umidade. Ventos de NE sopram dominantemente ao longo da costa, influenciados pelo centro de Alta Pressão do Atlântico Sul. Brisas marítimas e terrestres apresentaram amplitude significativa. A componente "maral" (brisa marinha) está ativa entre 11:00 e 20:00 e a "terral" (brisa terrestre) entre 22:00 e 09:00. Baixo cisalhamento vertical e aumento da velocidade do vento são observados no princípio da tarde, enquanto um forte cisalhamento vertical e ventos mais intensos são observados no fim da tarde. O perfil dos ventos do setor oceânico foi mais intenso e menos cisalhado verticalmente. A potência média das turbinas eólicas modernas foi estimada. O potencial encontrado é cerca de 2,5 vezes maior comparado a um ponto continental localizado a 9,3 km de distância. O uso de laboratórios costeiros demonstrou ser uma solução econômica viável para o monitoramento de longo prazo dos recursos eólicos do país.

Abstract This paper reports the first LIDAR measurements obtained on a fishing pier in Santa Catarina, southern Brazil. A laboratory was built to monitor the vertical structure, time and directional variability of winds in the transitional region between the ocean and the continent. A meteorological station provided pressure, temperature, wind and humidity data. Prevailing winds tend to blow from the NE along the coastline, strongly influenced by the South Atlantic Subtropical High Pressure center. Sea and land breezes had significant amplitude. The offshore wind component (sea breeze) was generally active from 11:00 to 20:00 h; the onshore component (land breeze) from 22:00 to 09:00 h. Weak vertical shear and increasing wind speeds were typically observed in the early afternoon, while stronger shear and the highest wind speeds tend to occur in the late afternoon. Winds profiles from the ocean sector were usually more intense and less sheared. The average power of wind turbines was estimated. The local resource is nearly 2.5 times greater than that of a site located 9.3 km inland. The use of coastal laboratories was demonstrated to be a cost-saving solution for long-term monitoring of the country's wind resources.

RESUMO A tecnologia LIDAR é uma alternativa promissora para a medição de ventos, exigindo menor manutenção e custos que as torres meteorológicas. Estes equipamentos são capazes de medir perfis do vento através de um laser infravermelho, o qual é retroespalhado por aerossóis e partículas transportadas pelo ar. O LIDAR pode ser montado em plataformas fixas ou móveis. Quando instalado em plataformas como bóias fundeadas, o movimento causado pelas ondas deve ser avaliado e corrigido. Este estudo descreve o uso de um sistema mecânico e métodos analíticos para a compensação de movimento de um LIDAR montado em uma bóia. Um experimento de 24 horas foi realizado no Reservatório Hidroelétrico de Furnas para testar o sistema de estabilização, avaliar movimentos residuais e analisar os ventos. Algoritmos de correção das velocidades horizontais do vento foram aplicados usando medições de arfagem e rolagem, fornecidas por um sensor inercial. As análises demonstram que os erros de velocidade horizontal do vento são insignificantes para inclinações de bóia inferiores a 20 graus. O LIDAR montado em bóia representa uma solução econômica para perfilagem dos ventos e avaliação de recursos eólicos em ambientes aquáticos.

ABSTRACT LIDAR technology is a promising alternative for the measurement of winds, requiring less maintenance and lower costs than meteorological towers. They are capable of remotely profiling winds by means of an infrared laser, which is backscattered by aerosols and particles carried by the air. The LIDAR can be assembled on fixed or mobile platforms. When installed on platforms such as moored buoys, the motion caused by waves must be evaluated and corrected. This study describes the use of a mechanical system and analytical methods for the motion compensation of a buoy-mounted LIDAR. A 24-hour experiment was conducted on Furnas Hydroelectric Reservoir to test the mechanical system, evaluate residual motions, and assess the winds. Correction algorithms for the horizontal wind speeds were applied using pitch and roll measurements, provided by an inertial sensor. Analyses demonstrate that horizontal wind speed errors are negligible for buoy inclinations of less than 20 degrees. The buoy-mounted LIDAR represents an economical solution for wind profiling and resource assessment of aquatic environments.

RESUMO Estuários são ambientes dinâmicos e altamente vulneráveis às influências antrópicas, em especial, nas áreas urbanas. Neste estudo, avalia-se pela primeira vez as características hidrodinâmicas do estuário do rio Buranhém (Nordeste do Brasil). Objetiva-se definir os mecanismos de transporte de sal e os padrões hidrodinâmicos e de estratificação desse estuário tropical, sob condições de maré de sizígia e quadratura. O trabalho de campo foi realizado durante 8 dias cobrindo uma variedade de condições de altura de maré (entre 30 de julho e 07 de agosto de 2015). A salinidade e a temperatura foram monitoradas continuamente na superfície e no fundo, enquanto o perfil de velocidade foi monitorado por um instrumento no fundo do canal. As velocidades médias foram de 0.46 m.s-1, durante a maré de enchente, e 1.0 m.s-1, durante a maré de vazante. As velocidades residuais foram no sentido de saída do estuário, com o domínio da vazante. O mecanismo de transporte de sal dominante foi difusão turbulenta. A maioria dos valores de número de Richardson por camada foi inferior a 2, indicando que o estuário é bem misturado, principalmente, durante a maré de sizígia. A estratificação varia de acordo com a condição da maré, com as marés de sizígia podendo haver uma maior misturar na estrutura vertical. Os gradientes de velocidade vertical que geram misturas verticais superam os efeitos estabilizadores gerados pelos gradientes de densidade vertical.

ABSTRACT Estuaries are dynamic environments that are highly vulnerable to anthropogenic influences, especially when adjacent to urban areas. In this study it is assessed for the first time the hydrodynamic characteristics of the Buranhém estuary (Northeast Brazil). The aim is to define the salt transport mechanisms and the hydrodynamics and stratification patterns of this tropical estuary, under both spring and neap tidal conditions. Fieldwork was carried out during 8 days covering varying tidal range conditions (July 30th to August 7th, 2015). Salinity and temperature were continuously monitored at moored stations at both the surface and bottom, whereas velocity profile was sampled by a bottom-mounted instrument. Average velocity in the water column was 0.46 m.s-1 during flood tides and 1.0 m.s-1 during ebb tides. Residual currents were seaward, with ebb dominance. The dominant salt transport mechanism is turbulent diffusion. Most of the layer Richardson values did not exceed 2, indicating well mixed conditions mainly during spring tides. Stratification varies with tide condition, with spring tides being able to further mix the vertical structure. Vertical velocity gradients that generate vertical mixing overcome the stabilizing effects generated by vertical density gradients.

A nebulosidade é responsável pela modulação da radiação solar incidente sobre o planeta, sendo determinante para o clima e um fator de influência para diversos setores das atividades econômicas como agricultura, energia, turismo entre outras. Informações confiáveis sobre a cobertura de nuvens é fundamental para o estudo do fluxo da radiação solar que incide na superfície terrestre. Esse estudo compara estimativas satelitárias com dados de cobertura de nuvens medidos na cidade de São Paulo, para o período de 1961 a 2013. Foram utilizados dados de fração de cobertura de nuvens obtidos da estação meteorológica operada pelo IAG/USP e dados de radiância visível oriundos do satélite GOES-10 para estimar de forma indireta a cobertura de nuvens. Para assegurar a consistência desses dados de nebulosidade estimados e observados foi realizada uma comparação com o Índice de claridade, que é a razão entre a irradiação solar global observada na estação meteorológica e a irradiação solar no topo da atmosfera. Os resultados indicam uma boa convergência entre as bases de dados observados e estimadas por satélite que apresentaram comportamentos similares em todos os períodos sazonais do ano. Os maiores valores de nebulosidade ocorrem no verão e os menores no inverno. A base de dados observados na estação apresentou 6,56% de dados falhos, o que é uma porcentagem pequena para uma série histórica de dados com aproximadamente 53 anos de extensão.

Clouds cover observations are performed by visual inspection which determines the fraction of the sky that is overcast. However, visual observation of clouds cover is a very subjective method, and can vary significantly among observers. This study examined the variability in clouds cover over the city of São Paulo between 1961 and 2013, using clouds cover fraction data observed at the weather station operated by IAG / USP. The study also used two techniques based on visible radiance data observed by the GOES-10 satellite in order to indirectly estimate clouds cover. In order to ensure consistency, the estimated and observed cloudiness was compared with the clearness index, which is the ratio between the total solar radiation observed at the weather station and the incoming solar irradiation at the top of atmosphere. The study found consistency between the various databases that showed similar behavior in all of the seasons of the year. The largest cloudiness values occurred in the summer and lowest in the winter.

RESUMO Mudanças hidrológicas durante secas prolongadas, conforme verificado nas últimas duas décadas no Brasil, podem reduzir o nível dos reservatórios ao ponto de tornar necessário o racionamento de energia. Tais flutuações têm sido complementadas principalmente por termelétricas, que são significativamente mais onerosas e poluentes. Este trabalho aborda a possibilidade de complementar o sistema hídrico com a energia solar. Para isto, foram utilizados dados diários de radiação solar medidos por uma estação meteorológica da cidade de São Paulo durante o período de 1961 a 2012. Os mesmos possibilitaram avaliar a variabilidade da energia solar nas escalas sazonal e interanual. A inserção da energia solar resultante foi aplicada a um modelo híbrido solar-hídrico, em que o fluxo de saída da turbina é reduzido em conformidade com a produção de energia solar. O armazenamento é assim alcançado em longo prazo. A região de estudo é o reservatório de Itumbiara, localizado na bacia hidrográfica do Rio Paraná, Brasil. Os resultados sugerem que este sistema híbrido deve melhorar a capacidade do reservatório para enfrentar a variabilidade climática interanual.

ABSTRACT Hydrological changes during prolonged droughts, as verified in the last two decades in Brazil, may reduce the level of hydroelectric reservoirs to the point that energy rationings become necessary. Such fluctuations, have been mainly complemented by thermo power, which is much more expensive and polluting. This work addresses the possibility of complementing the hydro system with solar energy. Daily-accumulated solar radiation from São Paulo, covering the period from 1961 to 2012, is used to evaluate the seasonal and interannual variability of solar power generation. The computed solar energy is applied in a hybrid solar-hydro model, where the turbine outflow is reduced accordingly to the solar power production, so that storage is improved in the long-term. The study region is Itumbiara reservoir in Brazil’s Paraná hydrographic basin. Results suggest that this hybrid system should improve the reservoir ability to confront interannual climate variability.

As concepções pedagógicas modernas concordam com o fato de que atividades que levem o aluno a experimentar processos são fundamentais para uma perfeita e integral compreensão destes processos. Assim, neste artigo apresentamos uma atividade didática que envolveu o uso conjunto da observação seguida pela formalização e modelagem do processo. O elevado empenho e motivação demonstrados pelos alunos, somado à facilidade de reprodução desta prática deixam a certeza da efetividade destes procedimentos para o ensino de ciências, particularmente, das ciências atmosféricas

Modern pedagogical concepts agree with the fact that activities that allow students to experience processes are fundamental for the perfect and complete understanding of these processes. Thus, this paper presents a didactic activity which involved the combined use of observation and modeling of the process. The goal of this paper is to encourage the teachers and educators to the importance of relatively simple experiments in bring out facilitations to physics teaching