Disciplinas

Sistema climático:

• Sistema termodinâmico: estado, propriedades, classificação e comportamento;
• Componentes da atmosfera: atmosfera, hidrosfera, criosfera, litosfera e biosfera;
• Natureza e variabilidade;
• Processos de feedback.

Estado médio da atmosfera:

• Balanço de massa: distribuição da massa em termos de pressão;
• Estrutura média da temperatura: distribuição global, estrutura vertical e variabilidade;
• Circulação atmosférica média: distribuição global, estrutura vertical e variabilidade;
• Energia cinética média na atmosfera: distribuição global e estrutura vertical;
• Precipitação, evaporação, runoff e nebulosidade.

Estado médio dos oceanos:

• Estrutura térmica: distribuição global, estrutura vertical e variabilidade;
• Estrutura média da salinidade: distribuição global e estrutura vertical;
• Estrutura média da densidade: distribuição global e estrutura vertical;
• Circulação oceânica média;
• Energia cinética na superfície oceânica.

Estado médio observado da criosfera e biosfera:

• Papel da criosfera e biosfera dentro do sistema climático e seus aspectos gerais.

Ciclo hidrológico:

• Formulação e equacionamento do ciclo hidrológico: equações clássicas e balanço hídrico;
• Água no sistema climático;
• Vapor d’água na atmosfera: transporte e divergência.

Energética:

• Balanço de radiação solar, terrestre, distribuição global;
• Equações de balanço de energia: equações climáticas, médias globais;
• Balanço de energia observado: aquecimento diabático na atmosfera e transporte, energia nos oceanos e transporte;
• Síntese do balanço de energia.

Entropia no sistema climático:

• Equação do balanço de entropia;
• Observação do balanço de entropia na atmosfera: balanço global e regional.

Variabilidade no sistema climático:

• Oscilações, telecomunicações regionais, flutuações, perturbações e influências no sistema climático terrestre.

Bibliografia:

• Trenberth, K. E., 1995: Climate System Modeling. Butler & Tanner Ltd, London, UK, 780pp.
• Hartmann, D. L., 1994: Global Physical Climatology. Academic Press, San Diego, USA, 410pp.
• Peixoto, J. P., and A. H. Oort, 1992: Physics of Climate. Springer-Verlag, New York, USA, 515pp.

Atmosfera:

• Descrição geral e sua interação com os demais integrantes do Sistema Terrestre.
• Radiação solar e terrestre.
• Termodinâmica da atmosfera.
• Física de nuvens e da precipitação.
• A dinâmica da atmosfera.
• Balanço de energia e de água na Atmosfera.
• Camada limite da atmosfera.
• Sistemas meteorológicos atuantes na América do Sul.
• Variabilidade do clima.
• Modelagem da atmosfera.
• Sistemas integrados de medição em Meteorologia.

Bibliografia:

• STULL, R. B. Meteorology for Scientists and Engineers. 2 ed. USA: Brooks/Cole, ISBN 0-534-37214-7, 502 p., 2000.
• AHRENS, C. D., Essentials of Meteorology: An Invitation of the Atmosphere. 3rd Edition. New York: West Publishing, ISBN 0-534-37200-7, 464 p., 2001.
• BURT, C. C., Extreme Weather. New York: Norton. Revised. ISBN 978-0-393-33015-1, 303 p., 2007.
• AHRENS, C. D., Meteorology Today.
• WALLACE, J. M., P. V. HOBBS. Atmospheric Science: An Introductory Survey. 2 ed. Elsevier, New York, 2006.
• BARRY, R. G, R. J. Chorley. Atmosphere, Weather & Climate. 7a. Ed. Routledge, New York, 1998.

• Margem continental.
• A plataforma continental brasileira.
• Dinâmica do oceano profundo e da plataforma continental.
• Ondas de Poincaré e Ondas de Kelvin. Ondas confinadas.
• Modos naturais de oscilação: seiches.
• Marés na plataforma continental.
• Correntes de maré.
• Correntes residuais.
• Retificação.
• Correntes geradas pelo vento na plataforma continental: Ressurgência e subsidência costeiras.
• Processos termohalinos na plataforma
• Frentes.
• Circulação termohalina.
• Meandros e vórtices frontais.
• Ressurgência de quebra de plataforma continental.
• Modelos e observações de hidrodinâmica da plataforma continental brasileira.

Bibliografia:

• Miranda, L. B., and B. M. Castro, 2002: Princípios de Oceanografia Física de Estuários. Editora da USP, 424p.
• Stewart, R. H, 2002: Introduction to Physical Oceanography. Texas A & M University, 350p.
• Pickard, G. L., and W. J. Emery, 1993: Descriptive Physical Oceanography. Pergamon Press, 3rd. Edition

Previsão de chuva:

• Aplicação da teoria e conceitos do modelo quase-geostrófico
• Vetor Q
• Vorticidade potencial
• Acoplamento de jatos de alto e baixos níveis
• Sistemas de mesoescala
• Efeitos orográfico
• Modelos de previsão de precipitação estratiforme e convectiva
• Tipos de instabilidade atmosférica (instabilidade simétrica)
• Nowcasting
• Verificação de previsão
• Estudo de casos;

Análise da precipitação:

• Estimativas via satélite
• Rede de superfície e radar meteorológico
• Análise objetiva (Barner e Interpolação ótima IO)
• Assimilação 4D de dados de precipitação
• Estudos de casos

Modelos hidrológicos:

• Bacia hidrográfica
• Modelos de transformação de chuva em vazão
• Modelos hidrológicos e hidrodinâmicos
• Calibração de modelos
• Flash floods
• Modelos hidrológicos de superfície e subterrâneos
• Acoplamento de modelos
• Simulação de casos.

Sistema de previsão hidrometeorológica:

• Componentes básicos
• Integração entre hidrologia de superfície e atmosférica
• Estudo de caso.

Bibliografia:

• Beven, K. J., 2001 Rainfall-Runoff Modelling - the primer. Chichester - Wiley & Sons Ltd. 360 pp.
• Brock, F. V., and S. J. Richardson, 2001: Meteorological measurement systemOxford University Press, 290 pp. ISBN-10: 0195134516.
• Benient, P. B., W. C. Huber, 2002: Hydrology and Floodplain Analysis - Third Edition. USA: Prentice Hall. 763 pp.
• Bluestein, H. B., 1992: Synoptic-dynamic meteorology in mid latitudes. Oxford University Press, Vol. I and II.

• A natureza do sistema acoplado oceano-atmosfera;
• As bacias oceânicas;
• Propriedades físico-químicas da água do mar;
• Ondas de gravidade no oceano;
• Marés;
• Massas d’gua;
• Circulação geral dos oceanos em grande escala; 
• Circulação costeira. Sistemas estuarinos;
• Fluxos de energia e massa entre o oceano e a atmosfera;
• O papel dos oceanos no clima;
• O papel dos oceanos no tempo.

Bibliografia:

• Csanady, G. T., 2001: Air-Sea Interaction. Cambridge University Press.
• Thurman, H. V., 2001: Introductory Oceanography. 9th ed. Charles E. Merrill Publishing Company.
• Kantha, L. H., and C. A. Clayson, 2000: Numerical Models of the Oceans and Oceanic Processes. Academic Press

• Definição das escalas atmosféricas;
• Introdução a mesoescala e suas subdivisões;
• Classificação das tempestades convectivas e aspectos termodinâmicos e dinâmicos associados;
• Aspectos sinóticos e dinâmicos associados a tempestades severas;
• Teoria do deslocamento de tempestades convectivas;
• Linhas de instabilidade, sistemas convectivos quase estacionários e tempestades no padrão supercélula;
• Circulações locais geradas por aquecimento diferenciado do terreno, circulações de brisa e topográficas;
• Complexos convectivos de mesoescala;
• Noções de modelagem em mesoescala;
• Noções de previsão de tempo em mesoescala.

Bibliografia:

• Doswell, C. A., 2001: Severe Convective Storms. American Meteorological Society.
• Cotton W.R. and R. A. Anthes,1989: Storms and Cloud Dynamics. Academic Press, INC.
• Ray, P.S., 1986: Mesoscale Meteorology and Forecasting. American Meteorological Society.

Vorticidade:

• A equação da vorticidade e suas aplicações sinóticas;
• As ondas de Rossby livres e forçadas;
• A vorticidade potencial e o desenvolvimento sinótico;

Analise isentrópica e suas aplicações sinóticas:

• Movimento vertical adiabático;
• Convergência e divergência dos fluxos de umidade;
• Análise da vorticidade potencial;
• Esteiras transportadoras;
• Determinação de fontes diabáticas de vorticidade potencial;

Ciclones:

• Classificação dos tipos de ciclones: Ciclones tropicais, extratropicais, do tipo Palmén, do tipo Palmer, baixa polar, nuvem vírgula;
• Climatologia de ciclones no Hemisférico Sul;
• Evolução e trajetórias dos ciclones.

Aplicação de imagens de satélite:

• Interpretação das imagens nos canais visível, infravermelho e do vapor d’água;
• Associação entre as configurações das imagens e os sistemas sinóticos;
• Associação entre as configurações das imagens do vapor d’água e as estruturas dinâmicas;

Principais sistemas sinóticos que atuam na América do Sul:

• Sistemas frontais;
• Ciclones e anticiclones transientes;
• Zonas de convergências do Atlântico Sul e intertropical;
• Alta da Bolívia e vórtice ciclônico do Nordeste do Brasil.

Bibliografia:

• Santurette P., and C. G. Georgiev, 2005: Weather analysis & forecasting: Applying satellite water vapor imagery & potential vorticity analysis. Elsevier Academic Press, Burlington, Massachusetts, 200 p.
• Holton, J. R., 2004: An Introduction to Dynamic Meteorology. San Diego, Elsevier Inc. (4a edição). 535 p.
• Karoly, D. J, and D. G. Vincet, 1998: Meteorology of the Southern Hemisphere. Meteorological Monographs, American Meteorological Society, Boston, vol. 27, num. 49, 410 p.

Fenomenologia da ilha de calor urbana:

• Interpretação física;
• Similaridade da camada limite urbana;

Balanço energético e hídrico sobre superfícies urbanas:

• Simulação numérica de superfícies urbanas;

Sensoriamento remoto de áreas urbanas;

Hidrometeorologia urbana;

• Síntese conceitual e modelística;
• Estudos de caso.

Bibliografia:

• Oke, T. R., 1987: Boundary layer Climates. 2nd ed., London: Methuen & Co. Ltd. (Routledge), UK. 435 pp.
• Rauber, R. M., J. E. Walsh, D. J. Charlevoix, 2005: Severe & Hazardous Weather - an Introduction to High Impact Meteorology. Dubuque: Kendall/Hunt. 558 pp.
• Herold, M. and P. Gamba, 2007: High spatial resolution and hyperspectral sensors for urban applications. Notas de aula di curso No 1 do XIII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto (XIII SBSR), coordenação INPE, 21-26 de abril de 2007, Florianópolis-SC, Brasil.
• Theoretical and Applied Climatology: Special volume about urban climate. Austria. Volume 84 (2006).

• Solução de Sistemas de Equações Algébricas;
• Equações Não-Lineares;
• Equações Diferenciais Parabólicas, Hiperbólicas e Elípticas;
• Métodos Numéricos de Solução de Problemas de Valor Inicial;  
• Métodos Numéricos de Solução de Problema de Valor de Contorno;
• Método das Diferenças Finitas para Equações Diferenciais Parciais: estabilidade e convergência, técnicas de discretização para o operador advectivo e difusivo, gradiente de pressão, operador divergência; 
• Esquemas de Interpolação.

Bibliografia:

• Haltiner, G. J., and R. T. Willians, 1980: Numerical prediction and dynamic meteorology. 2ª ed., New York.
• Mesinger, F.; A. Arakawa, 1976: Numerical methods used in atmospheric models. GARP Publication Series No. 17. Volume 1. World Meteorological Organization (WMO), 64 pp.
• J. Dongarra, I. Duff, D.C. Sorensen and H. Van der Vorst, 1998: Numerical, Linear Algebra for High Performance Computers. SIAM, Philadelphia.
• Lucquin, B.; O. Pironneau, 1998: Introduction to Scientific Computing. Wiley.
• Aoyama, Y.; J. Nakano, 1999: RS/6000 SP: Practical MPI Programming. IBM International Technical Support Organization (SG24-5380-00).

Previsão estatística das variáveis atmosféricas:

• Regressão linear e não-linear;
• Seleção de preditores;
• Previsão por conjunto.

Análise de séries temporais de dados atmosféricos:

• Análises no domínio do tempo e no domínio das frequências.

Estatística multivariada:

• Análise de componentes principais;
• Análise de correlação canônica;
• Análise de grupamento hierárquico e não hierárquico.

Bibliografia:

• Wilks, D. S., 2006: Statistical methods in the atmospheric sciences: an introduction. 2 ed., San Diego, Academic Press.
• Thiébaux, H. J., 1994: Statistical Data Analysis for Ocean and Atmospheric Sciences. London, Academic Press.

• Descrição da CLA;
• Balanço de energia;
• Estrutura vertical e variação diurna das variáveis micrometeorológicas;
• Fundamentos e descrição da turbulência atmosférica;
• Equações governantes da CLA;
• Modelos de fechamento;
• Teorias de Similaridade;
• Aplicações.

Bibliografia:

• Arya, S. P., 1999: Air Pollution Meteorology and Dispersion. Oxford University Press, 310p.
• Kaimal, J. C., and J. J. Finnigan, 1994: Atmospheric Boundary Layer Flows: Their structure and measurement. New York: Oxford-University-Press, 289 p.
• Garrat, J. R., 1992: The atmospheric boundary layer. Cambridge Press, 316 p.

Tipos de equações diferenciais parciais:

• Elípticas, hiperbólicas e parabólicas;
• Formulação de esquemas numéricos;
• Tipos de erros.

Métodos numéricos em diferenças finitas:

• Estabilidade numérica;
• Tipos de grades numéricas;
• Comparações.

Estudo das soluções numéricas para o oscilador harmônico simples.

Solução numérica para o modelo de água-rasa.

Modos normais, estabilidade linear, solução numérica para os termos de advecção, difusão, etc.:

• Time-splitting:
• Solução de equações elípticas, relaxação, tridiagonnalização;
• Tipos de condições de fronteira (radiacional, rígida etc.), reflexão, inicialização;
• Tipos de assimilação (variacional, dinâmica, análise objetiva etc.);
• Parametrizações e processos subgrade.

Bibliografia:

• Pielke, R. A., R. Pearce, 1994: Mesoscale Modeling of the Atmosphere. American Meteorological Society.
• Pielke, R. A., 2002: Mesoescale Meteorological Modeling. Academic Press.
• Haltiner, G. J., R. T. Willians, 1980: Numerical prediction and dynamic meteorology. 2ª ed., New York.

• Teoria Estatística da Difusão;
• Teoria da Similaridade e coeficiente de difusão turbulenta;
• Métodos analíticos e semi-analíticos para solução da equação de dispersão de poluentes;
• Modelos Gaussianos;
• Efeito de elevação da pluma, mecanismos de deposição, e turbulência induzida;
• Modelos numéricos de qualidade do ar;
• Modelagem da dispersão de poluentes considerando o mecanismo de reações químicas;
• Aplicação de modelos de qualidade do ar gaussianos, eulerianos e lagrangeanos.

Bibliografia:

• Arya, S. P., 1999: Air Pollution Meteorology and Dispersion. Oxford University Press, 310 pp.
• Seinfeld, J. H., S. N. Pandis, 1998: Atmospheric chemistry and physics: from air pollution to climate c hange. A Wiley-Interscience publication, USA, 1326 pp.

• Histórico.
• Conceituação.
• Caracterização dos poluentes do ar.
• Fontes de poluição do ar.
• Escalas: Local, Regional e Global.
• Efeitos da poluição do ar.
• Limites de emissões.
• Inventário de emissões.
• Métodos de controle de emissões.
• Meteorologia da poluição do ar.
• Monitoramento da qualidade do ar.
• Padrões de qualidade do ar.
• Transporte e dispersão de poluentes atmosféricos.
• Avaliação de impactos na qualidade do ar.
• Medidas mitigadoras.
• Plano de monitoramento da qualidade do ar.
• Gestão da qualidade do ar.
• Legislação.
• Licenciamento ambiental.
• Estudos de casos.

Bibliografia:

• CONSELHO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE. Legislação ambiental. Disponível em . Acesso em 01/09/2007.
• Seinfeld, J. H., S. N. Pandis, 2006: Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Chang. 2nd edition. John Wiley & Sons. New Jersey.
• Burden, F. R., 2002: Environmental Monitoring Handbook. McGraw-Hill, New York.

• Unidades de concentração em atmosfera e conversões de unidades.
• Características gerais da atmosfera, composição e estrutura térmica.
• A importância da radiação solar nos processos físicos e químicos da atmosfera.
• Fontes naturais de gases e partículas para a atmosfera e ordem de grandeza das emissões.
• A influência das atividades vulcânicas nos processos químicos e físicos da troposfera e estratosfera.
• A importância da biosfera terrestre e oceânica no controle de processos químicos e físicos da troposfera.
• Fatores de controle (naturais e antrópicos) dos níveis estratosféricos de ozônio.
• Fatores de controle (naturais e antrópicos) dos níveis de gases do efeito estufa.
• Desmatamento, queimadas e atividades agrícolas e impactos adversos à atmosfera.
• A participação da atmosfera nos ciclos do carbono, nitrogênio e enxofre.
• Partículas atmosféricas: Distribuição por tamanho, movimento e interações com a luz solar. Origens e composição química das partículas atmosféricas.
• Ozônio troposférico: Produção de ozônio e outros oxidantes fotoquímicos na atmosfera urbana.
• Principais fatores de controle da composição química da água da chuva em áreas remotas da Terra.
• Deposição ácida: Principais poluentes da água da chuva; Panorama global das deposições ácidas: Consequências do aumento das deposições atmosféricas de nitrogênio.
• Principais poluentes inorgânicos e orgânicos; Origens, transformações e destinos.

Bibliografia:

• Jacobson, M.Z., 2002: Atmospheric Pollution: History, Science and Regulation. Cambridge University Press, Cambridge.
• Finlayson-Pitts, B.J., and J. N. Pitts, 2000: Chemistry of the upper and lower atmosphere theory, experiments, and applications. Academic Press, San Diego.
• Seinfeld, J.H., S. N. Pandis, 1998: Atmospheric Chemistry and Physics: Air pollution to Climate Change. John Wiley & Sons, New York.

• Princípios Físicos da Radiação;
• Transferência Radiativa na Atmosfera;
• Espalhamento de Rayleigh;
• Espalhamento de Mie;
• Espalhamento por Partículas Não Esféricas;
• Teoria do Espalhamento Múltiplo (Atmosfera 1-D);
• Propriedades Espectrais da Radiação de Onda-longa na Atmosfera;
• Principais Fenômenos Óticos na Atmosfera;
• Modelos de Transferência Radiativa;
• Medição de radiação: Instrumentação, Princípios Físicos e Aplicações.

Bibliografia:

• Petty, G. W., 2004: A First Course in Atmospheric Radiation. Madison: Sundog Publishing.
• Liou, K. N., 2002: An Introduction to Atmospheric Radiation. 2nd Edition, Academic Press, San Diego.
• Iqbal, M., 1983: An introduction to solar radiation. Academic Press, 390 p.

• Meteorologia por Satélite/Princípios físicos da radiação;
• Revisão das leis fundamentais da radiação;
• Equação de transferência radiativa;
• Plataformas meteorológicas orbitais;
• Pré-processamento de dados meteorológicos (correção radiométrica, correção geométrica e mascaramento de nuvem/solo/água);
• Estudo de Casos: Estimativa da Temperatura da Superfície Mar/campo de corrente; Estimativa da temperatura Continental/Emissão de onda longa à superfície; Índice de Vegetação; Detecção de foco de calor utilizando dados sensoriamento remoto; Estimativa de campo de vento via satélite geoestacionário; Extração de perfil Atmosférico via sensoriamento remoto; Estimativa de precipitação via satélite (sensores micro-ondas, visíveis e termais).

Bibliografia:

• Kidder, S. Q., and Vonder Haar, T. H., 1995: Satellite Meteorology: An Introduction. Academic Press.
• Robinson, I. S., 1985: Satellite Oceanography, an introduction for oceanographer and remote-sensing scientists. John Wiley & Sons.
• Iqbal, M., 1983: Solar Radiation: An Introduction. Academic Press.

1ª e 2ª leis da termodinâmica aplicadas à mistura de gases perfeitos:

• Ar seco;
• Ar úmido não saturado;
• Ar úmido saturado com e sem água líquida e gelo;

Estabilidade do ar e critérios de estabilidade termodinâmica:

• Estática, condicional e convectiva;

Parâmetros conservativos de parcelas de ar na atmosfera:

• Temperaturas potenciais;
• Energias estáticas;

Entranhamento, mistura e convecção.

Bibliografia:

• Rogers, R. R., and M. K. YAU, 1989: A Short Course in Cloud Physics. Third Ed., Pergamon Press, 293 pp.
• Betts, A., 1982: Cloud thermodynamic models in saturation point coordinates. J. Atmos. Sci., 39, 2182-2191.  
• Tripoli, G. J., and W. R. Cotton, 1981: The use of ice-liquid water potencial temperature as a thermodynamic variable in deep atmospheric models. Mon. Wea. Rev., 109, 1094-1102.

Paleoclimatologia:

• Técnicas para reconstrução dos climas do passado: métodos de datação, testemunhos de gelo, sedimentos marítimos e corais, dendroclimatologia, registros históricos e modelos paleoclimáticos.
• Causas naturais das mudanças climáticas: Erupções vulcânicas, Ciclos de Milankovitch, Variações solares, Mudanças na circulação oceânica.
• O clima através das eras geológicas. O clima no quaternário e através da história da humanidade.

Teleconexões Atmosféricas:

• El Niño/Oscilação Sul (ENOS)
• Oscilação de Madden-Julian (OMJ)
• Pacific North America (PNA)
• West Atlantic (WA)
• East Atlantic (EA)
• Eurasian (EU)
• West Pacific (WP)
• North Atlantic Oscillation (NAO)
• Pacific South America (PSA)

Modelagem Climática Sazonal e Modelagem dos efeitos do CO2.

Bibliografia:

• Bradley, R. S., 1999: Paleoclimatology, Reconstructing Climates of the Quaternary. International Geophysics series, Volume 64, 613 pp.
• Trenberth, K. E., 1992: Climate System Modeling. Cambridge University Press. 788 pp.
• Gill, A. E., 1982: Atmosphere-Ocean Dynamics. Academic Press, 662 pp.

Introdução:

• Previsão do tempo e agricultura;
• Climatologia e agricultura;
• Definição de Agrometeorologia;
• Objetivos da Agrometeorologia;
• Perspectivas da Agrometeorologia;
• Conceito de Agroecologia.

A planta e sua interação com o ambiente:

• Distribuição das plantas cultivadas: Princípios que regem a distribuição das plantas; Teoria da tolerância; Fatores limitantes; Compensação de fatores
• Conceito ecológico de produtividade: Produtividade primária; Ótimo Ecológico; Produtividade biológica e produtividade econômica
• Crescimento e desenvolvimento das plantas: Crescimento e desenvolvimento; Divisões fásicas e ciclo vital da planta; Respostas das plantas ao meio.

Plantas e fatores ambientais:

• O sistema solo-planta-atmosfera: partes e funções
• A planta: Nutrição da planta; Partição do carbono; Transpiração e respiração
• Luz
• Temperatura do ar e do solo
• Umidade e chuva
• Água no sistema solo-planta-atmosfera: Evapotranspiracao; Balanço hídrico
• Vento
• Fatores bióticos

Manejo ecológico e agricultura sustentável

Calamidades atmosféricas

Informações Agrometeorológicas

Zoneamento Agrícola

Variabilidade Climática e Agricultura

Sensoriamento Remoto Aplicado a Agrometeorologia.

Bibliografia:

• Bernardo, S., A. A. Soares, and E. C. Mantovani, 2006: Manual de irrigação. Ed. UFV. 625 pp.
• Moreira, M. A., 2005: Fundamentos do sensoriamento remoto e metodologias de aplicação. 3. Ed. Atual. Ampl. Ed. UFV. 320 pp.
• Pereira, A. R., L. R. Angelocci, and P. C. Sentelhas, 2002: Agrometeorologia: fundamentos e aplicações práticas. Agropecuária. 478 pp.

Circulação média zonal:

• Equação da vorticidade potencial média zonal;
• Balanço de momento angular: momento angular médio zonal;
• Ciclo de Energia de Lorenz.

Dependência longitudinal do escoamento médio temporal:

• Ondas de Rossby estacionárias;
• Correntes de Jato;
• Trajetórias de tempestades.

Variabilidade de baixa frequência:

• Regimes climáticos;
• Modos anulares;
• Anomalias da temperatura da superfície do mar.

Simulações em laboratório da Circulação Geral da Atmosfera;

Simulações numéricas da Circulação Geral:

• O desenvolvimento de modelos de circulação geral da atmosfera;
• Formulação dinâmica e parametrizações de processos físicos;
• Avaliação de resultados de modelos globais.

Bibliografia:

• Holton, J. R., 2004: An Introduction to Dynamic Meteorology. San Diego, Elsevier Inc. (4a edição). 535 pp.
• Peixoto, J. P., and A. H. Oort, 1992: Physics of Climate. New York, American Institute of Phisics. 520 pp.
• Palmén, E., and C. W. Newton, 1969: Atmospheric Circulation Systems Their Structure and Physical Interpretation. London, Academic Press. 603 pp.

Introdução:

• Leis básicas de conservação (quantidade de movimento, massa e energia);
• Circulação e vorticidade;
• Teoria quasi-geostrófica;
• Equações de água-rasa.

Ondas atmosféricas:

• Sonoras;
• Gravidade e de Rossby;
• Instabilidades barotrópica;
• Baroclínica e gerada por liberação de calor latente (CISK).

Circulação geral da atmosfera:

• Circulação média zonal;
• Balanço de momento angular;
• Ciclo de energia de Lorenz;
• Variabilidade de baixa frequência.

Interação trópicos/extra-trópicos e conceitos básicos de teleconexões na atmosfera.

Bibliografia:

• Holton, J. R., 2004: An Introduction to Dynamic Meteorology. San Diego, Elsevier Inc. (4a edição). 535 p.
• Lemes, M.A. and A.D. Moura, 1998: Fundamentos de Dinâmica Aplicados à Meteorologia e Oceanografia. São José dos Campos, INPE, 484p.
• Wiin-Nielsen, A. and T.C. Chen, 1993: Fundamentals of Atmospheric Energetics. New York, Oxford University Press, 376p.

• Fundamentos básicos.
• Legislação brasileira.
• Licenciamento ambiental.
• Avaliações de impactos ambientais de projetos de engenharia: meio físico, meio biótico e meio sócio-econômico.
• Diagnóstico; Prognóstico.
• Medidas Mitigadoras.
• Monitoramento.
• Estudos de casos.

Bibliografia:

• CONSELHO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE. Dispõe sobre padrões de qualidade do ar, previstos no PRONAR. Resolução CONAMA n. 03/90. Disponível em http://www.mma.gov.br/port/conama/. Acesso em 01/09/2007.
• CONSELHO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE. Dispõe sobre o Licenciamento Ambiental. esolução CONAMA n. 01/86. Disponível em Acesso em 01/09/2007.
• Cambio Climático - Evaluación Científica del IPCC, Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climatico. 2007.

Concepções de educação e teorias pedagógicas no âmbito universitário;

Parâmetros teóricometodológicos e pedagógicos da organização curricular;

Organização da prática pedagógica: o processo de planejamento e elementos didáticos constitutivos na graduação;

Metodologias de ensino;

Técnicas de avaliação do processo ensino-aprendizagem;

Relações interpessoais na sala de aula.

Bibliografia:

• Concepções de educação e teorias pedagógicas no âmbito universitário;
• Parâmetros teóricometodológicos e pedagógicos da organização curricular;
• Organização da prática pedagógica: o processo de planejamento e elementos didáticos constitutivos na graduação;
• Metodologias de ensino;
• Técnicas de avaliação do processo ensino-aprendizagem;
• Relações interpessoais na sala de aula.
• MOREIRA, A. F. Currículos e Programas no Brasil. 18. ed. Campinas: Papirus, 2011. v. 1. 192 p.
• SILVA, T. T. Documentos de identidade: uma introdução às teorias do Currículo. Belo Horizonte: Autêntica, 2007.
• TYLER, R. Princípios Básicos de Currículo e Ensino. Porto Alegre: Globo, 1978.
• ANASTASIOU, Léa das Graças Camargo; ALVES, Leonor Pessate (orgs.). Processos de ensinagem na Universidade: pressupostos para as estratégias de trabalho em aula. 9 ed. Joinville, Santa Catarina: UNIVILLE, 2010.
• LIMA, Maria do Socorro Lucena. E por falar em planejamento: In: Maria do Socorro Lucena Lima e Josete de Oliveira Sales. Aprendiz da prática docente: a didática no exercício do magistério. Fortaleza, Ed. Demócrito Rocha/EdUECE, 2002.
• MACHADO, Nilson José. Epistemologia e Didática: as concepções de inteligência e conhecimento e as práticas docentes. São Paulo: Cortez, 2005.

Introdução: Uma característica do sensoriamento remoto no século XXI é a utilização extensiva de algoritmos quantitativos para estimativas de variáveis do Sistema Terrestre. A disciplina enfatiza tanto os princípios de sensoriamento remoto, na região entre 0,4 -14 micrometros, como métodos para a estimativa de variáveis atmosféricas e da superfície terrestre de forma quantitativa utilizando dados de sensoriamento remoto.

Equação de transferência radiativa (ondas curtas e longas);

Correção atmosférica;

Conceito de problema inverso;

Estimativa de perfil atmosférico.

Bibliografia:

• KIDDER, S. Q. & VONDER HAAR, T. H. Satellite Meteorology: An Introduction,
  Academic Press, 466 pp., 1995.
• LIANG, S. Quantitative Remote Sensing of Land Surfaces, John Wiley & Sons, USA, 534 pp., 2004.
• REES, W.G. Physical Principles of Remote Sensing, Cambridge University Press, UK, 343 pp, 2001.

• Processos específicos e interações dos riscos naturais e tecnológicos (antrópicos);
• Causas, interdependências, impactos e efeitos acumulados dos riscos naturais sobre os indivíduos, o ambiente natural, modificado e a sociedade;
• Sistemas de monitoramento ambiental, centros de concentração de dados, integração e administração de banco de dados;
• Resiliência ambiental (absorção, acomodação e recuperação ambiental dos efeitos dos eventos de risco);
• Previsão de riscos naturais, mitigação de seus efeitos, e capacidade de resposta e de recuperação após os desastres;
• Modelagem dos riscos naturais, dos desastres e da resiliência ambiental, incluindo modelos preditivos de tempo real para decisão e ação imediata;
• Visualização científica e simulação;
• Análise de dados de fontes diversas e a mineração de dados;
• Sensoriamento remoto em tempo real;
• Desenvolvimento de conhecimento transversal;
• Síntese de modelos aplicáveis e teorias.

Bibliografia:

• BEVEN, K. J. Rainfall-Runoff Modelling – The Primer. Wiley Publ., 360 p., 2001.
• BURT, C. C. Extreme Weather. Norton Publ., 303 p., 2007.
• DOVIAK, R. J. & ZRNI, D. S.Doppler Radar and Weather Observations. Second Edition. Dover Publ., 562 p., 1993.
• LE BRAS J. & MASSON, V. A fast and spatialized urban weather generator for long-term urban studies at the city-scale, Front. Earth Sci., 3(27), 2015.
• LEMONSU A., BEAULANT, A.-L, SOMOT, S. & MASSON, V. Evolution of occurrences of heat waves over the Paris basin (France) in the 21st century, Climate Research, 61, 75-90, 2014, doi: 10.3354/cr01235.
• MASSON V., MARCHADIER, C., ADOLPHE, L., AGUEJDAD, R., AVNER, P., BONHOMME, M., BRETAGNE, G., BRIOTTET, X., BUENO, B., DE MUNCK, C., DOUKARI, O., HALLEGATTE, S., HIDALGO, J., HOUET, T., LE BRAS, J., LEMONSU, A., LONG, N., MOINE, M.-P., MOREL, T., NOLORGUES, L., PIGEON, G., SALAGNAC, J.-L. & ZIBOUCHE, K. Adapting cities to climate change: a systemic modelling approach. Urban Climate, 10, 407-429, 2014, doi:10.1016/j.uclim.2014.03.00
• OKE, T. R. Boundary Layer Climate. Second Edition. Routledg Publ., 435 p., 1987.
• VYNNYCKY, E., WHITE, R. G. An Introduction to Infectious Disease Modelling. Oxford University Press, 370 p., 2010.

• Contaminação do subsolo por hidrocarbonetos e suas características químicas ambientalmente relevantes.
• Mecanismos de fluxo e de transporte de contaminantes na água subterrânea.
• Métodos de laboratório e campo para determinação de parâmetros de fluxo e transporte.
• Modelos conceituais de áreas contaminadas.
• Conceito de remediação, seus objetivos e principais técnicas disponíveis.

Bibliografia:

• DOMENICO, P. A., SHWARTZ, F. W. Physical and Chemical Hydrogeology. John Wiley & Sons, 1990. 824p.
• HILLEL, Daniel. Movement and Retention of Organic in Soil: A Review and a Critique of Modeling. In: KOSTECKI, P. T., CALABRESE, E. J. Petroleum Contaminated Soils - Volume 1. Chelsea: Lewis Publishers, 1988. p.81-86.

O fogo é uma característica essencial dos ecossistemas e importante componente do sistema terrestre, por isso é classificado como variável climática essencial. O clima, as características da vegetação e a atividade humana regulam onde e quando os incêndios podem ocorrer, mas os incêndios também alteram a composição atmosférica e o clima, a estrutura da vegetação e a gestão humana da terra de diferentes maneiras. Esses complexos mecanismos de retroalimentação entre o fogo, a biosfera, a atmosfera e a sociedade limitam nossa.

Bibliografia:

• Belcher, C.M., 2013: Fire Phenomena and the Earth System: An Interdisciplinary Guide to Fire Science, 1st Edition, Wiley, ISBN-13: 978-0470657485.
• Chuvieco, E., 2013. Fundamentals of Satellite Remote Sensing: An Environmental Approach, Second Edition, CRC Press, ISBN-13: 978-1498728058.
• Wilks, D.S., 1995: Statistical Methods in the Atmospheric Sciences, second edition. International.

Tópicos especiais apresentados de acordo com a necessidade de aprofundamento de conhecimento nas mais variadas áreas do conhecimento em Ciências Atmosféricas.

Bibliografia:

• Variável.

• Definição do sistema climático: estado climático e variabilidade. Componentes do sistema climático e interações. Leis básicas do sistema climático.
• Sistema Solar. Balanço global de energia e da água. Temperatura de emissão. Sensibilidade climática e feedbacks
• Circulação geral e climatologia sinóptica. Circulação média global. Ondas planetárias e índice zonal. Storm-tracks e corrente de jacto. Classificação sinóptica de padrões de tempo.
• Variabilidade climática e padrões de teleconexão. Técnicas analíticas de análise de dados. Variabilidade de baixa frequência: MJO. Oscilações interanuais: QBO. Variabilidade tropical: ENSO e monções. Variabilidade extratropical: NAM, NAO e PNA. Oscilações interdecadais.
• Variabilidade natural. Forçamentos. Variabilidade da atividade solar. Erupções vulcânicas. Parâmetros orbitais e Idades de Gelo. O registo proxy paleoclimático, histórico e instrumental.
• Mudanças climáticas. Efeito estufa. Papel dos aerossóis. Alterações das condições
  Detecção e atribuição. Mudanças observadas: temperatura, precipitação e circulação.
• Modelos de circulação geral. Hierarquia de modelos. As componentes atmosféricas, oceânica e de superfície. Sensibilidade. Validação de modelos e ensembles. Construção de cenários de alterações climáticas.

Bibliografia:

• P. Peixoto, A. H. Oort. 1992, Physics of Climate, American Institute of Physics, New York, 520 pp.
• L. Hartmann, 1994. Global Physical Climatology. Academic Press, 411 pp.
• G Barry and A.M. Carleton, 2001: Synoptic and dynamic climatology. Routledge, New Yorkand London.

• Definition of the climate system
• General circulation and synoptic climatology.
• Climate variability and teleconnection patterns
• Climate extremes
• Climate change models and scenarios
• General circulation models.

Bibliografia:

• P. Peixoto, A. H. Oort. 1992, Physics of Climate, American Institute of Physics, New York, 520 pp.
• D.L. Hartmann, 1994. Global Physical Climatology. Academic Press, 411 pp
• R.G Barry and A.M. Carleton, 2001: Synoptic and dynamic climatology. Routledge, New York and London.

Código a ser utilizado para a participação dos doutorandos em atividades de ensino e extensão. A disciplina será baseada em seminários apresentados pelos doutorandos para os alunos da graduação e pós graduação das diversas Instituições de Ensino e Pesquisa do Rio de Janeiro e alunos da rede pública de ensino. Nesses seminários será fomentada a participação dos diversos setores socioeconômicos e ambientais da sociedade, incluindo Organizações Não Governamentais, Setores Produtivos, Profissionais das Secretarias Federais, Estaduais e Municipais e Formuladores de Políticas Públicas nas áreas de saúde, meio ambiente, energia, agricultura, pesca, pecuária, defesa civil, educação, esporte e turismo. O principal objetivo da disciplina é garantir uma estreita relação dialógica entre o PPGM/IGEO/UFRJ e a Sociedade, fomentando o desenvolvimento de pesquisas e tecnologias que contribuam para o desenvolvimento de metodologias de interesse socioeconômico e ambiental, com ênfase na consolidação de parcerias com os diversos setores da Sociedade.

Bibliografia:

• Variável.

Conceito de ciclo biogeoquímicos: reservatórios e ciclagem de materiais, Elementos mais abundantes na terra em contraste com outros planetas, Contraste entre ciclagem de materiais e transferências energéticas nos ecossistemas,

Ciclo do Carbono: biosfera, ambiente terrestre, bacia hidrográfica, ambiente marinho, fotossíntese, decomposição aeróbica e anaeróbica, produção e oxidação de metano, alterações do ciclo do carbono por atividades antropogênicas, produção de biogás;

Ciclo do Nitrogênio: amonificação, nitrificação e desnitrificação, desbalanço do ciclo do nitrogênio global pela produção de alimentos, descarga de nitrogênio em ambientes aquáticos continentais;

Ciclo do Fósforo: lixiviação, limitação por fósforo em ambientes aquáticos continentais;

Ciclo do Enxofre: reações aeróbicas e anaeróbicas, influência do mar em ecossistemas estuarinos e de manguezal;

Processos microbianos: reações de óxido-redução direcionadas por microorganismos, microorganismos nos processos biogeoquímicos e quimiossíntese;

Variações climáticas: influência de extremos climáticos nos ciclos biogeoquímicos, emissão de gases de efeito estufa (CO₂, CH₄ e N₂O), compostos orgânicos voláteis e poeira e suas implicações nas mudanças climáticas.

Bibliografia:

• Begon, M. Ecologia: de indivíduos a ecossistemas. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2007.
• Borma, L.S. e Nobre, C. A. Nobre. Secas na Amazônia: Causas e Consequências. 1a ed. Oficina de Textos 2013.
• Libes, S. Introduction to Marine Biogeochemistry. 2nd ed. Academic Press. 2009
• McClain, M.E., Victoria, R. and Richey, J.E. The Biogeochemistry of the Amazon Basin. 1st ed. Oxford University Press. 2001.
• Nagy, L., Forsberg, B.R., Artaxo, P. Interactions Between Biosphere, Atmosphere and Human
• Land Use in the Amazon Basin. 1st Springer. 2016
• Schlesinger, W.H. Biogeochemistry. 1st Ed. Elsevier. 2005
• Trenberth, K.E. Climate System Modeling. Cambridge University Press. 2010.

Aprendizado de máquina e técnicas de inteligência computacional: redes neutrais, lógica e sistemas fuzzy, sistemas neuro-fuzzy, árvores de decisão, algoritmo genético. Redes neutrais supervisionadas (perceptron e função de base radial) e não-supervisionadas (rede de Hopfield e de Kohonen), redes autoconfiguradas. Conjuntos difusos, álgebra fuzzy, sistemas de classificação Takagi-Sugeno e de Mamdani. Álgorítmo genético e otimização global. Árvores de decisão: algoritmos de geração de árvores e entropia da informação de Shannon. Aplicações em dinâmica de fluidos geofísicos: eventos severos.

Bibliografia:

• Braga, T. B. Ludermir, A. P. L. Carvalho (2000): Redes Neurais Artificiais, teoria e aplicações. LTC.
• Bittencourt (1998): Inteligência Artificial Ferramentas e Teorias, Ed. DAUFSC.
• Dubois, H. Prade (1988): Possibility theory and applications. Plenum Press.
• Dubois, H. Prade, R. Yager (1988): Readings in fuzzy sets for inteligente systems. Morgan Kauffmann Pub.
• Haykin (1999): Networks: A Comprehensive Foundation. 2a. Edição, MacMillan.
• Tanaka (1997): A Introduction to fuzzy Logic for Practical Apllications.

• Campos e operadores vetoriais;
• Equações básicas da conservação de quantidade de movimento, massa e energia;
• Rotação;
• Fricção;
• Estratificação;
• Equilíbrio Geostrófico;
• Equilíbrio Quasi – Geostrófico;
• Vorticidade;
• Ondas planetárias;
• Aproximação de Águas Rasas.

Bibliografia:

• BATCHELOR, G. K. An introduction to Fluid Dynamics, Cambridge University Press, 615 pp., 1967.
• GILL, A. E. Atmosphere-ocean Dynamics, Academic Press, London, 662pp., 1982.
• HOLTON, J. R. An introduction to Dynamical Metereology, Academic Press, 319 pp., 1972.
• PEDLOSY, J. Geophysical Fluid Dynamics, Springer-Verlag, New York, 710 pp., 1987.

Introdução aos Modelos Numéricos de Mesoescala;

Representação dos aspectos relacionados aos centros urbanos nestes modelos (por exemplo, como se dá a representação do uso do solo, topografia, presença de construções, etc.);

Utilização de modelos numéricos de mesoescala para melhor conhecimento de fenômenos e problemas comuns aos grandes centros urbanos:

• Estudo e previsão de Tempestades;
• Inúmeros aspectos associados à previsão do tempo;
• Estudos da dispersão e previsão da concentração de poluentes;
• Estudos sobre a Ilha de Calor Urbano.

Pós-processamento e análise dos resultados;

Comparação com observações e métodos para validação dos resultados obtidos.

Bibliografia:

• KALNAY, E. Atmospheric Modeling, Data Assimilation, and Predictability. Cambridge University Press, Cambridge. 364 p., 2002.
• PIELKE, R. A. SR. Mesoscale meteorological modeling. Second Edition. International Geophysics Series, vol 78. Academic Press, 676 p., 2002.
• PIELKE, R. A., COTTON, W. R., WALKO, L. R., TREMBACK, C. J., LYONS, W. A., GRASSO, L. D., NICHOLLS, M. E., MORAN, M. D., WESLEY, D. A., LEE, T. J., COPELAND, J. H. A comprehensive meteorological modeling system – RAMS. Meteorology and Atmospheric Physics, 49, 69-91, 1992.
• COTTON, W. R., PIELKE SR. R. A., WALKO, R. L., LISTON, G. E., TREMBACK, C. J., JIANG, H., MCANELLY, R. L., HARRINGTON, J. Y., NICHOLLS, M. E., CARRIO, G. G., MCFADDEN, J. P., 2003. RAMS 2001: Current status and future directions. Meteorology and Atmospheric Physics, 82, 5-29.
• WILKS, D. S. Statistical methods in the atmospheric sciences, Academic Press, San Diego. 467 p., 1995.
• JACOBSON, M. Z. Fundamentals of Atmospheric Modeling. Cambridge University Press, USA, 656 pp, 1999.
• SKAMAROCK, W. C.; KLEMP, J. B.; DUDHIA, J.; GILL, D. O.; BARKER, D. M.;
• DUDA, M. G.; HUANG, X.Y.; WANG, W.; POWERS, J.G. A description of the Advanced Research WRF version 3. NCAR Technical Note 475. [Online] Available at: http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/docs/arw_v3.pdf. Accessed on the 2nd May 2015. 2008.

• Métodos numéricos;
• Categorias de modelos;
• Componentes da dinâmica do modelo numérico;
• Componentes da física do modelo numérico;
• Interação entre processos físicos;
• Modelagem climática regional;
• Avaliação de modelos climáticos; Incertezas das simulações;
• Previsibilidade;
• Cenários climáticos.

Bibliografia:

• FLATO, G., MAROTZKE, J. ABIODUN, B., BRACONNOT, P. CHOU, S. C., COLLINS, W., COX, P., DRIOUECH, F., EMORI, S., EYRING, V., FOREST, C., GLECKLER, P., GUILYARDI, E., JAKOB, C., KATTSOV, V., REASON, C. & RUMMUKAINEN, M.. Evaluation of Climate Models. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T. F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S. K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P. M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. p. 741-866. Doi:10.1017/CBO9781107415324.020, 2013.
• LAURITZEN, P. H., JABLONOWSKI, C. TAYLOR, M. A. & NAIR, R. D. Numerical Techniques for Global Atmospheric Models. Springer, 566 pp., 2011.
• MESINGER, F. & ARAKAWA, A. Numerical Methods Used in Atmospheric Models. Vol. I. GARP Publications Series No. 17, WMO, Geneva, x + 64 pp., 1976.

Objetivos: Abordar conceitos de Óptica hidrológica e descrever propriedades ópticas de águas de interior e oceânicas com foco no monitoramento de impactos ambientais e qualidade da água.

• Conceitos de Óptica Hidrológica.
• Radiação Solar e o Meio Aquático.
• Propriedades Ópticas de Corpos de Águas de Interior e Oceânicos: Absorção e Espalhamento.
• Caracterização e natureza do campo de luz subaquático.
• Sensoriamento Remoto de Corpos de Água de Interiores e Oceânicos: Sensores e Técnicas.
• Impactos ambientais, qualidade da água e óptica hidrológica em corpos de água de interior e oceânicos.
• Características e particularidades do comportamento óptico e monitoramento de Rios, Lagos (naturais e artificiais), oceano costeiro e oceano aberto.

Bibliografia:

• KIRK, J. Light and photosynthesis in aquatic ecosystems. Cambridge University Press, 2010. ISBN 9781139493918.
• MOBLEY, C. Light and Water: Radiative transfer in natural waters. [S.l.]: Academic Press, 1994. ISBN 9780125027502.
• MISHRA, D.R., OGASHAWARA, I., GITELSON, A.A. Bio-optical Modeling and Remote Sensing of Inland Waters. Elsevier, 2017. ISBN 0128046546, 9780128046548.