The 2020 drought in southern Brazil, which culminated in late summer and early autumn (February-March-April), displayed one of the most deficient rainfall totals in such trimester. This period of the year has already been dominated by negative rainfall deviations since the end of the 1990s. This recent drought represents, therefore, a significant worsening in an already unfavorable situation of water availability. Such long-term behavior is due to the combination of opposite phases of two interdecadal oscillations in the sea surface temperature: the positive phase of the Atlantic Multidecadal Oscillation and the negative phase of the Pacific Interdecadal Oscillation. This combination produces variation in the atmospheric basic state that favors less rainfall in southern Brazil at this time of the year and more frequent occurrence of droughts. For an extreme event to occur, it is usually necessary that, in addition to interdecadal oscillations, an interannual oscillation event occurs that also favors drought, such as the events of Central El Niño in 2020 and La Niña in 2009 and 2012, years of droughts in southern Brazil during the same phase combination of the two interdecadal oscillations. Anthropic climate changes can intensify the frequency and intensity of these extreme events.

RESUMENLa humedad y la inestabilidad, en conjunto con un mecanismo de disparo, son las principales claves de iniciación y evolución de las tormentas de convección profunda. Los datos satelitales pueden proporcionar mediciones indirectas de la inestabilidad y la humedad de una amplia área en cortos periodos de tiempo. En este trabajo se estudia la utilización de un método objetivo basado en el uso combinado de técnicas de estimación de convección basadas en satélites. Este método se fundamenta en diferentes técnicas dispuestas en un enfoque multicapa de diferentes características convectivas, con el objetivo de estratificar un tope nuboso. Se investigan los canales infrarrojo (IR) de 10.8 μm y de vapor de agua de 6.2 μm de Meteosat segunda generación (MSG) junto con la temperatura de la tropopausa proporcionada por un modelo numérico. Se aplican el umbral, diferencias de brillo de temperatura y tendencias en el tiempo a la información disponible, de lo cual resulta un producto de cinco capas que destaca las áreas de diferentes actividades de convección. Este método de estratificación mostró gran capacidad para evaluar mejor la convección fuerte en comparación con las técnicas más simples como IR de falso color, y fue especialmente eficiente para identificar la célula de convección fuerte en un área grande con varios focos convectivos. Se llevó a cabo un análisis de validación utilizando datos de radar y de rayos, lo cual demuestra que este enfoque es muy útil para distinguir los casos fuertes de los débiles desde las primeras horas mediante la selección de patrones convectivos sutiles solamente presentes en tormentas severas. Los pequeños cambios en la evolución de la tormenta también se apreciaron mejor en los resultados arrojados por este método, lo cual facilita su identificación. Además se observaron algunas incertidumbres, probablemente debido al gran ángulo de visión, lo cual demuestra que la técnica derivada de las bandas espectrales del MSG tiene buena precisión para el estudio de los grandes sistemas convectivos en la región austral de Sudamérica. ABSTRACTMoisture and instability, along with a triggering mechanism, are the main keys of deep convective storms initiation and evolution. Satellite data can provide indirect measurements of instability and moisture of a wide area in short periods of time. This paper studies the use of an objective method based on a blended use of multiple satellite-based convection estimation techniques. This method is based on different techniques arranged in a several layers approach of different convective features, aiming to stratify a cloud shield. Meteosat Second Generation ( together with tropopause temperature information provided by a numerical model. Threshold, brightness temperature differences (BTD), and time trends are applied to the information available resulting in a five layers product, highlighting areas of different convective activities. This cloud shield stratification method showed a great ability to better evaluate strong convection when compared with s...

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A Claudia, Julia, Lucas e Sara, fonte de amor e alegria. AgradecimentosA minha esposa e filhos, pelo amor incondicional e compreensão em todos os momentos que precisei me ausentar.Aos meus pais, sempre presentes na minha vida, com amor e dignidade. Ao meu orientador, Prof. Dr. Augusto José Pereira Filho, pelo apoio acadêmico, confiança e amizade. A Leonardo Calvetti, Marco Jusevicius, Cezar Duquia e Itamar Moreira, pela amizade e profissionalismo, companheiros que diviram comigo todos os projetos e atividades operacionais no SIMEPAR. A Eloa Damian, Ieda Pscheidt, Vanessa Ramalho, Thiago Alves, André Santos e Réverton Neundorff que desenvolveramótimos trabalhos acadêmicos e organizaram grande volume de dados de radar e relâmpagos de forma rápida e eficiente, colaborando para o desenvolvimento e processamento de informações utilizadas neste estudo. Aos meteorologistas do Instituto Tecnológico SIMEPAR que, com dedicação e profissionalismo sempre mantiveram a operação ininterrupta, e aos demais colegas do SIMEPAR que, com respeito, muita paciência e dedicação, me apoiaram e ensinaram a administrar uma instituição repleta de desafios, Ao CNPq, pelo apoio financeiro que, sob o projeto N o :200503/91-6, proporcionou uma bolsa de doutorado no exterior e, posteriormente, permitiu e incentivou a conclusão deste projeto.Esta tese foi escrita em L A T E X com a classe IAGTESE, para teses e dissertações do IAG.Espera-se que os resultados deste trabalho ajudem a entender melhor a relação dos sistemas convectivos de mesoescala e sua estrutura e evolução, como observados e detectados pelos sistemas remotos de monitoramento hidrometeorológico, além de um melhor entendimento e aperfeiçoamento de nossas habilidades de análise e previsão de tempo relacionados a esses eventos severos com precipitação intensa. AbstractThe operational routine in weather monitoring and forecasting has changed a lot in the past years. Besides conventional information, well known in operational centers, data from remote sensing such as satellite, weather radars and lightning detection network provide vital information in real time, as the main tools for severe weather detection and forecasting In South America, specially northeastern Argentina, Paraguay, Uruguay and southern Brazil are regions prone to severe weather (intense precipitation, hail, floddings, lightning, tornadoes and gust winds). In the South of Brazil, monthly precipitation distribution is very uniform, but with daily variability associated, mostly, with the passage of cold fronts through the region and to mesoscale convective systems, forming in this area.The major economical activity in this region of Brazil is agroindustry, directly dependent of precipitation distribution for production and also susceptible to diverse meteorological events associated with it. Besides this activity, the south region is responsible for the production of, approximately, 35% of all electric energy used in the country.The main goal of this research was to study spatial and temporal aspects of the electrical ...

Resumo Este trabalho apresenta um estudo de um sistema convectivo de mesoescala com base na assimilação de dados de radar. Diversas simulações foram realizadas a partir do uso de dados de refletividade e velocidade radial dos radares de Cascavel e Assunção. Foram feitas rodadas com o WRF sem assimilação, com assimilação de dados convencionais e com assimilação de dados de radar e comparadas com estimativa de precipitação combinada (CoSch3). A rodada com assimilação de dados de radar inseriu ao modelo a velocidade radial e a refletividade de maneira indireta, ou seja, assimilou a razão de mistura de água de chuva. As novas análises geradas a partir da assimilação de dados mostraram o impacto da assimilação de radar desde baixos a altos níveis da atmosfera, assim como no perfil vertical. A utilização de ciclos para inicialização do modelo mostrou-se imprescindível para melhoria na previsão do posicionamento da precipitação. Dentre as configurações de previsão de precipitação, a assimilação de dados de radar mostrou uma melhoria ao prever os núcleos de precipitação intensa. Os resultados deste trabalho podem contribuir para melhorar os sistemas de alerta deste tipo de evento com maior precisão espacial e temporal.

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ResumoEste trabalho tem por objetivo estudar um evento de tombamento de torre de suporte de Linha de Transmissão de Energia Elétrica (LT) ocorrido no dia 12 de julho de 2016 em Cascavel -PR devido a ocorrência de uma microexplosão. Para o estudo foram utilizados dados de anemômetros sônicos instalados em quatro níveis de altura (10m, 22m, 33m e 44m) da torre de transmissão número 37 da LT Toledo-Cascavel na região oeste do Paraná. Para análise espacial das rajadas e das assinaturas de mesoescala foram utilizados dados de velocidade radial e refletividade do radar meteorológico banda S Doppler de dupla polarização do Simepar instalado em Cascavel. As análises da assinatura de mesoescala principalmente da velocidade radial do radar Doppler indicaram a presença de uma microexplosão a qual gerou rajadas próximas de 45 ms -1 . O registro no anemômetro na torre situada a 300m de distância registrou uma rajada de 32,6 m.s -1 . A microexplosão foi gerada por uma supercélula que se formou no Paraguai e se propagou zonalmente até o oeste do Paraná durante 5 horas com velocidade de propagação de 18,5 ms -1 . Pela análise dos dados de radar no momento do tombamento da torre não foram identificadas assinaturas de tornado. Palavras-chave: rajadas de vento; anemômetros; radar meteorológico; torres de transmissão de energia AbstractThe objective of this work is to study an event of microburst that blow down a tower of electric transmission line on July 12, 2016 in Cascavel -PR. For the study, data of sonic anemometers installed in four-height levels (10m, 22m, 33m and 44m) of the tower 37 on Toledo-Cascavel line in the western Paraná were used. For the spatial analysis of the microburst and mesoscale signatures it were used radial velocity and reflectivity data of the double-polar Doppler S-band radar of Simepar installed in Cascavel. At the moment of the tower fall, it was found a signature of a microburst in the radial velocity which generated wind gusts approximately to 45 ms -1 . The anemometer, located in a tower 300m away of the blow down tower, recorded a 32.6 ms -1 wind gust. The microburst was generated by a supercell initiated in Paraguay and propagated zonally to the west of Paraná during 5 hours at a propagation velocity of 18.5 ms -1 . It was not found tornado signature in the radar data near the time of tower fall.