Several studies show the effects of lake breezes on cloudiness over natural lakes and large rivers, but only few contain information regarding large flooded areas of hydroelectric dams. Most Brazilian hydropower plants have large water reservoirs that may induce significant changes in the local environment. In this work, we describe the prevailing breeze mechanism in a Brazilian tropical hydropower reservoir to assess its impacts on local cloudiness and incoming surface solar irradiation. GOES-16 visible imagery, ISCCP database products, and ground measurement sites operated by INMET and LABREN/INPE provided data for the statistical analysis. We evaluate the cloudiness frequency assuming two distinct perspectives: spatial distribution by comparing cloudiness over the water surface and areas nearby its shores, and time analysis by comparing cloudiness prior and after reservoir completion. We also evaluated the solar irradiance enhancement over the water surface compared to the border and land areas surrounding the hydropower reservoir. The results pointed out daily average cloudiness increases moving away from the reservoir in any of the four cardinal directions. When looking at the afternoon-only cloudiness (14 h to 16 h local time), 4% fewer clouds were observed over the flooded area during summer (DJF). This difference reaches 8% during autumn (MAM) and spring (SON). Consequently, the irradiance enhancement at the water surface compared to external areas was around 1.75% for daily average and 4.59% for the afternoon-only average. Our results suggest that floating solar PV power plants in hydropower reservoirs can be an excellent option to integrate both renewable energy resources into a hybrid power generation due to the high solar irradiance in Brazilian territory combined with the prevailing breeze mechanism in large tropical water reservoirs.
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.
O uso de Sistema de Informação Geográfica (SIG) é muito difundido na geografia e nos campos das engenharias ambiental e hídrica, mas é pouco conhecido na área de ciências atmosféricas. Nessa última, o SIG pode ser uma importante ferramenta para análises em climatologia, meteorologia sinótica, meteorologia de mesoescala, agrometeorologia, sensoriamento remoto da atmosfera e hidrometeorologia. Nesse contexto, o presente estudo tem dois objetivos: i) classificar o tipo de um sistema convectivo mesoescala, ocorrido em outubro de 2017 entre o Paraguai, Brasil e Argentina, com o auxílio de um SIG, no caso, o Global Mapper 15.0 e ii) apresentar um roteiro para que possam ser reproduzidas as análises usando o referido software em ciências atmosféricas. O Sistema Convectivo de Mesoescala (MSC) estudado foi responsável por totais elevados de precipitação (50 mm/dia) na fronteira entre Brasil, Argentina e Paraguai. Embora o sistema visualmente se assemelhe a um complexo convectivo de mesoescala, nos critérios analisados ele foi classificado apenas como um sistema com dimensão horizontal mais alongada. O sistema convectivo durante seu desenvolvimento máximo apresentou área de 719.044 km² e excentricidade de 0,5. O procedimento metodológico estabelecido pode ser utilizado para caracterizar intensos sistemas como os SCM e pode ser útil no auxilio de tomadas de decisão pela defesa civil e comunidade local.
1 January 2023 in Anais da Academia Brasileira de Ciências
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.
As boas práticas da sociedade em relação ao uso e preservação do meio ambiente dependem, em parte, do entendimento que esta detenha em relação aos processos químicos, físicos, biológicos e geológicos que constituem o ambiente. A fim de contribuir com a disseminação do conhecimento hidrometeorológico e ambiental à população de Itajubá, MG, foi implementado em 2021 um projeto de extensão. Objetiva-se neste artigo descrever brevemente a motivação, os fundamentos e as ações do projeto. Inicialmente foi construído um sítio eletrônico chamado “Ambiente”, no qual toda a informação produzida no projeto está organizada e disponibilizada ao público. O sítio “Ambiente” e o programa “Conexão Ambiente”, transmitido via rádio FM, são os principais meios utilizados na disseminação do conhecimento/informação. Embora ainda não exista um estudo para avaliar a efetividade do projeto, sua repercussão tem sido monitorada pelo número de acessos ao sítio eletrônico, que supera 5 mil visitas por mês.
Reanalysis datasets provide gridded, high-frequency estimates of atmospheric variables that are essential for studying weather and climate, particularly in regions with sparse observational networks. Despite their widespread use, the quality of reanalysis products remains insufficiently validated in tropical regions, particularly in areas with complex terrain. In this study, we evaluate the performance of surface-level temperature and atmospheric pressure fields from ERA5 and ERA5-Land in the state of Alagoas, northeastern Brazil. The analysis is based on a 12-year comparison (2008–2019) with observational data from the National Institute of Meteorology (INMET). Prior to validation, altitude corrections were applied to minimize elevation-induced biases in the reanalysis fields. Performance was assessed using statistical metrics. Both reanalyses showed strong agreement with observations, with average correlations exceeding 0.91 for temperature and pressure. ERA5 temperature biases ranged from −0.2 °C to 0.3 °C, and those for ERA5-Land from −0.6 °C to −0.3 °C, with RMSE around 1.6 °C. Pressure biases were initially larger (−20 hPa to +6 hPa in ERA5), but were reduced to below 0.5 hPa at key reference stations after correction. Diurnal and seasonal cycle analyses confirmed the datasets’ ability to reproduce temporal variability, though both reanalyses tended to overestimate minimum temperatures and underestimate maximum temperatures. Further investigation is needed to identify the origin of anomalous temperature jumps in ERA5’s diurnal cycle, which seem unrelated to the assimilation cycles. Overall, the results highlight the robust performance of ERA5 and ERA5-Land in representing surface atmospheric conditions in tropical coastal regions, while also emphasizing the continued need for regional validation and preprocessing before application in high-resolution or short-term studies.