Alan James Peixoto Calheiros

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Produções bibliográficas

• TEIXEIRA, MÁRCIO J. ; MACHADO, LUIZ A.T. ; ARTAXO, PAULO ; CALHEIROS, ALAN ; CORRÊA, PEDRO ; FRANCO, MARCO A. ; SHIMBO, JULIA ; RIZZO, LUCIANA V. . Analyzing and forecasting the morphology of Amazon deforestation. FOREST ECOLOGY AND MANAGEMENT , v. 586, p. 122662, 2025.

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• MACHADO, LUIZ A. T. ; CALHEIROS, ALAN J. P. ; BISCARO, THIAGO ; GIANGRANDE, SCOTT ; SILVA DIAS, MARIA A. F. ; CECCHINI, MICAEL A. ; ALBRECHT, RACHEL ; ANDREAE, MEINRAT O. ; ARAUJO, WAGNER F. ; ARTAXO, PAULO ; BORRMANN, STEPHAN ; BRAGA, RAMON ; BURLEYSON, CASEY ; EICHHOLZ, CRISTIANO W. ; FAN, JIWEN ; FENG, ZHE ; FISCH, GILBERTO F. ; JENSEN, MICHAEL P. ; MARTIN, SCOT T. ; PÖSCHL, ULRICH ; et.al . Overview: Precipitation characteristics and sensitivities to environmental conditions during GoAmazon2014/5 and ACRIDICON-CHUVA. ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS (ONLINE) , v. 18, p. 6461-6482, 2018.

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• ADAMS, DAVID K. ; FERNANDES, RUI M. S. ; HOLUB, KIRK L. ; GUTMAN, SETH I. ; BARBOSA, HENRIQUE M. J. ; MACHADO, LUIZ A. T. ; CALHEIROS, ALAN J. P. ; BENNETT, RICHARD A. ; KURSINSKI, E. ROBERT ; SAPUCCI, LUIZ F. ; DEMETS, CHARLES ; CHAGAS, GLAYSON F. B. ; ARELLANO, AVE ; FILIZOLA, NAZIANO ; AMORIM ROCHA, ALCIÉLIO A. ; ARAÚJO SILVA, ROSIMEIRE ; ASSUNÇÃO, LILIA M. F. ; CIRINO, GLAUBER G. ; PAULIQUEVIS, THEOTONIO ; PORTELA, BRUNO T. T. ; et.al . The Amazon Dense GNSS Meteorological Network: A New Approach for Examining Water Vapor and Deep Convection Interactions in the Tropics. Bulletin of the American Meteorological Society , v. S/V, p. 150212130411009, 2015.

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• MACHADO, LUIZ A. T. ; SILVA DIAS, MARIA A. F. ; MORALES, CARLOS ; FISCH, GILBERTO ; VILA, DANIEL ; ALBRECHT, RACHEL ; GOODMAN, STEVEN J. ; CALHEIROS, ALAN J. P. ; BISCARO, THIAGO ; KUMMEROW, CHRISTIAN ; COHEN, JULIA ; FITZJARRALD, DAVID ; NASCIMENTO, ERNANI L. ; SAKAMOTO, MEIRY S. ; CUNNINGHAM, CHRISTOPHER ; CHABOUREAU, JEAN-PIERRE ; PETERSEN, WALTER A. ; ADAMS, DAVID K. ; BALDINI, LUCA ; ANGELIS, CARLOS F. ; et.al . The Chuva Project: How Does Convection Vary across Brazil?. Bulletin of the American Meteorological Society , v. 95, p. 1365-1380, 2014.

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• MOTTA, ROSÂNGELA ; PIZZIGATTI CORRÊA, PEDRO LUIZ ; BERNUCCI, LIEDI LÉGI ; GOGLIANO SOBRINHO, OSVALDO ; MACHICAO, JEANETH ; JUNQUEIRA, ANGELO SAMUEL ; GIRIBONI DE MELLO E SILVA, THALES CESAR ; DIAS DE QUEIROZ, WELLINGTHON ; COSSETIN, FERNANDO ; JAMES PEIXOTO CALHEIROS, ALAN ; OLIVEIRA, LUCIANO ; CASSARO, LUCIANO . GESTÃO E ANÁLISE DE DADOS GERADOS POR VEÍCULOS DE MONITORAMENTO DA ESTRADA DE FERRO VITÓRIA MINAS ATRAVÉS DE BIG DATA ANALYTICS. In: ANAIS DO VI SIMPóSIO DE ENGENHARIA FERROVIáRIA, 2023. Anais do VI Simpósio de Engenharia Ferroviária, 2023. v. 1.

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• CALHEIROS, A. J. P. ; MACHADO, LAT ; Biscaro, T. S. . AVALIAÇÃO DO HYDRO-ESTIMATOR SOBRE A REGIÃO SUL E SUDESTE DO BRASIL. In: XV Congresso Brasileiro de Meteorologia, 2008, São Paulo. Anais do XV CBMET, 2008.

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• VAZ, J. C. M. ; CALHEIROS, A. J. P. ; MOLION, L. C. B. . ANÁLISE DOS EVENTOS EXTREMOS DE PRECIPITAÇÃO DE JUNHO DE 2002 SOBRE A COSTA LESTE DO NORDESTE DO BRASIL E SEUS IMPACTOS. In: XV Congresso Brasileiro de Meteorologia, 2008, São Paulo. Anais do XV CBMET, 2008.

• CALHEIROS, A. J. P. ; MOLION, L. C. B. ; VAZ, J. C. M. ; TENÓRIO, Ricardo Sarmento . UM EVENTO DE PRECIPITACAO EXTREMA SOBRE A COSTA LESTE DO NORDESTE DO BRASIL. In: XIV Congresso Brasileiro de Meteorologia, 2006, Florianópolis. Anais CBMET 2006, 2006.

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• CALHEIROS, A. J. P. ; MOLION, Luiz Carlos Baldicero ; BERNARDO, Sergio de Oliveira . PRECIPITAÇÕES INTENSAS NO ESTADO DO CEARÁ: ABRIL DE 2001. In: XIV Congresso Brasileiro de Agrometeorologia, 2005, Campinas, 2005.

• CALHEIROS, A. J. P. ; MOLION, Luiz Carlos Baldicero ; BERNARDO, Sergio de Oliveira . A CATÁSTROFE DE 1 DE AGOSTO DE 2000 NO LESTE DO NORDESTE DO BRASIL. In: XIV Congresso Brasileiro de Agrometeorologia, 2005, Campinas, 2005.

• CALHEIROS, A. J. P. ; MOLION, Luiz Carlos Baldicero ; TENÓRIO, Ricardo Sarmento . SEVERE WEATHER EVENTS OVER NORTHEASTERN BRASIL: THE JANUARY 2004 EVENT. In: WORLD WEATHER RESEARCH PROGRAMME SYMPOSIUM ON NOWCASTING AND VERY SHORT RANGE FORECASTING, 2005, Toulouse, 2005.

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• CALHEIROS, A. J. P. ; LEAL, H. B. ; VILA, D. A. ; KUBOTA, T. . Tracking and Prediction of Precipitating Systems in South America Using Unsupervised Machine Learning. 2024. (Apresentação de Trabalho/Outra).

• CALHEIROS, A. J. P. ; LEAL, H. B. ; VILA, D. A. . pyForTraCC: A python Algorithm for Forecasting and Tracking the Evolution of Configurable Clusters (Brazil). 2024. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• CALHEIROS, A. J. P. ; LEAL, H. B. ; VILA, D. A. ; KUBOTA, T. . Tracking and Prediction of Precipitating Systems in South America Using Unsupervised Machine Learning. 2023. (Apresentação de Trabalho/Outra).

• SÁNCHEZ P., C. ARTURO ; CALHEIROS, A. J. P. ; ALMEIDA, A. P. . Application of satellite rainfall estimation in the identification of communities via complex networks in South America. 2023. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• COSSETIN, FERNANDO ; CALHEIROS, A. J. P. . Downscaling of satellite-based rainfall estimation data along a railway in Brazil. 2023. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• PASPALTZIS, VANESSA COLLA ; CALHEIROS, A. J. P. . Uma Abordagem Usando Redes Neurais Artificiais para a Previsão de Curto Prazo de Altura de Ondas Marítimas em Região Portuária. 2023. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• ALMEIDA, A. P. ; CALHEIROS, A. J. P. ; SÁNCHEZ P., C. ARTURO ; MORALES, CARLOS . Deep Learning Approaches for Nowcasting Cloud-to-Ground Lightning in the Amazon Basin: A Comparative Study of U-Net and ConvLSTM Architectures. 2023. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• ENORE, D. P. ; COSTA, I. C. ; CALHEIROS, A. J. P. ; MACHADO, LAT ; MATTOS, E. V. ; OLIVEIRA, G. S. . VISÃO GERAL DO SISTEMA DE PREVISÃO IMEDIATA DO CPTEC/INPE. 2017. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• ALBRECHT, RACHEL ; MORALES, CARLOS ; Hoeller, H ; BRAGA, R. C. ; MACHADO, LUIZ A. T. ; WENDISCH, M. ; ANDREAE, M. O. ; ROSENFELD, D. ; POESCHL, U. ; Biscaro, T. S. ; LIMA, WAGNER. F. A. ; EICHHOLZ, C. ; OLIVEIRA, R. A. J. ; SPERLING, V. ; CARVALHO, I. ; CALHEIROS, ALAN J.P. ; AMARAL, L. ; CECCHIN, M. ; SARAIVA, J. ; SARAIVA, I. ; et.al . On the role of thermodynamics and cloud-aerosol-precipitation interactions over thunderstorm activity during GoAmazon and ACRIDICON-CHUVA field experiments. 2015. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• MACHADO, LUIZ A. T. ; CECCHIN, M. ; Biscaro, T. S. ; LIMA, WAGNER. F. A. ; CALHEIROS, ALAN J.P. ; ALBRECHT, RACHEL ; COMSTOCK, J. M. ; SCHMID, B. ; MEI, F. ; SCHUMACHER, C. ; EICHHOLZ, C. ; GIANGRANDE, S. E. ; FAN, J. ; WANG, J. ; WENDISCH, M. ; ANDREAE, M. O. ; MARTIN, S. T. ; ARTAXO, P. ; THALMAN, R. M. ; ROSENFELD, D. ; et.al . Cloud and Precipitation During GoAmazon: The Influence of Aerosol and Thermodynamics.. 2015. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• PAULIQUEVIS, T. ; BARBOSA, HENRIQUE M. J. ; ROSARIO, N. M. E. ; RIZZO, L. V. ; CORREIA, A. L. ; ADAMS, DAVID K. ; CALHEIROS, ALAN J.P. ; ALVES, C. F. . Microphysical And Macrophysical Characteristics Of Non-Precipitating Morning Shallow Clouds In Central Amazonia Using One-Year Of Data From GOAMAZON 2014/15 Experiment. 2015. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

• CALHEIROS, A. J. P. ; MACHADO, LAT . The Cloud and Rain Liquid Water Characteristics of Different Precipitation Regimes in Brazil. 2013. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

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Projetos de pesquisa

• 2025 - Atual

  Previsão Imediata de Sistemas Precipitantes Baseada em Inteligência Artificial e nas Características do seu Ciclo de Vida, Descrição: Analisar o movimento e a morfologia das células de chuva é fundamental para avançar em soluções computacionais que ajudem a mitigar os riscos socioeconômicos associados a tempestades intensas e chuvas contínuas. Com base na colaboração entre a Instituto Nacional de Pesquisa e a University of Maryland Baltimore County, que resultou em um algoritmo de rastreamento de precipitação, esta proposta busca avançar no nowcasting (previsão até 6 horas) através de métodos impulsionados por IA. Este estudo utilizará um conjunto de dados abrangente de 20 anos de rastreamento de precipitação para desenvolver um algoritmo de nowcasting baseado em técnicas de aprendizado de máquina. Tais métodos serão utilizadas para analisar as características do ciclo de vida da precipitação e integrar dados auxiliares relacionados à região da Bacia Amazônica, visando melhorar a precisão das previsões de chuva em escala regional. A pesquisa também abordará as incertezas associadas aos vetores de deslocamento derivados das trajetórias dos sistemas precipitantes, incorporando um método automatizado para selecionar a técnica mais precisa em tempo quase real. A pesquisa é baseada no aprimoramento do algoritmo pyForTraCC (A python algorithm for Forecasting and Tracking the Evolution of Configurable Clusters), uma versão atualizada do algoritmo ForTraCC, desenvolvido pelo INPE. Além disso, este projeto está intimamente alinhado com as iniciativas da OMM (Organização Meteorológica Mundial) para desenvolver algoritmos de IA para nowcasting de precipitação dentro do seu programa de sistema de alerta antecipado. Ao definir as principais características dos eventos de chuva que afetam a extrapolação usando diferentes abordagens, espera-se que esta pesquisa melhore significativamente os serviços de monitoramento e previsão de chuva, beneficiando a sociedade brasileira.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (3) . , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Coordenador / Sâmia Regina Garcia - Integrante / Daniel Alejandro Vila - Integrante / Henrique M. J. Barbosa - Integrante / GOMES, HELBER BARROS - Integrante / Adriano Pereira Almeida - Integrante / Helvecio Bezerra Leal Neto - Integrante / Takuji Kubota - Integrante / Pedro Mario Cruz e Silva - Integrante / Rogério da Silva Batista - Integrante / Milton Borges da Silva - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2024 - Atual

  A computational infrastructure to support management and analysis for atmospheric data in the Amazon Datamap/Amazon, Descrição: This project addresses the lack of computational tools in Brazil and Latin America for synthesizing data related to greenhouse gases and climate change in the Amazon. It will deliver a software tool, curate legacy datasets, and conduct workshops for ninety researchers. The project outcomes include the integration of DataCite infrastructure, dataset curation, and researcher training, with the goal of publishing DOIs for their outputs in 2024.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (3) . , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Integrante / Luciana Varanda Rizzo - Integrante / ARTAXO, PAULO - Integrante / Pedro Luiz Pizzigatti Corrêa - Coordenador.

• 2023 - Atual

  Tracking And Prediction Of Precipitating Systems In South America Using Unsupervised Machine Learning, Descrição: Understanding the propagation dynamics and morphological characteristics of rain cells are important to develop computational methods to make decisions. Such tools are used to mitigate possible socio-economic impacts caused by severe storms. This project is based on the improvement and validation of a new methodology for identification, tracking and forecasting of rain cells of mesoscale convective systems. Through procedures that bring together using machine learning and geoprocessing techniques, one algorithm will be improved that uses information from multi-sensors (e.g. satellite-based rainfall techniques) to identify regions of interest using a multi-threshold approach.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Doutorado: (2) . , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Coordenador / Daniel Alejandro Vila - Integrante / Hitoshi Hirose - Integrante / Takuji Kubota - Integrante.

• 2023 - Atual

  Synergistic effects of climate change and land use on carbon source and sink of Amazon forest ecosystem, Descrição: The Amazon Basin centered in Brazil has the largest tropical rainforest on Earth, storing about 15% of the total global biomass carbon pool. The Amazon forests remove 0.4 Pg C y-1 from the atmosphere, about 4% of anthropogenic greenhouse gas emissions each year. Evapotranspiration by the Amazon forest provides a steady flow of water vapor to the atmosphere, acting as a major water vapor source in continental scale. Therefore, the Amazon rainforest plays a key role in the regional and global climate system by regulating the carbon cycle and atmospheric moisture circulation. However, driven by human activities and climate change, the continuous reduction of Amazon rainforest not only threatens the sustainable development of the region, but also may exacerbate the global climate crisis, which challenges the climate change mitigation goal under the Paris Agreement. Here, we propose to utilize remote sensing data and ground observations, with the application of multi-scale Earth system and geospatial information models aiming to (1) Explore the climate feedbacks of land use and its contribution to climate extremes in Amazonia; (2) Estimate carbon source and sink, and investigate the climate and land use processes that control carbon fluxes in Amazonia; and (3) Project future changes in carbon source and sink of rainforest ecosystem under different climate change and land use scenarios in the future, and propose possible pathways and adaptation strategies to address climate change and protect rainforest through sustainable land use and management. This research is jointly proposed by the Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences and the University of São Paulo, Brazil. Both teams have their own advantages and complementarity, and they have solid research background on climate change, land use change, ecosystem carbon cycle. The research teams have necessary field observation and research networks in the study area, which can provide solid data, theory and technical support for the implementation of this collaborative research. This research will provide scientific support for policy making and achievement of sustainable use and management of tropical forest ecosystems (SDG15) and actions taken to combat climate change (SDG13) in the framework of United Nations sustainable development goals (SDG).. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Integrante / Luiz Augusto Toledo Machado - Coordenador / Paulo Eduardo Artaxo Netto - Integrante / Luciana Varanda Rizzo - Integrante / Pedro Luiz Pizzigatti Corrêa - Integrante / Tercio Ambrizzi - Integrante / Cleo Quaresma Dias Júnior - Integrante / Dirceu Luis Herdies - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2023 - Atual

  O novo sítio experimental ATTO-Campina: interações entre aerossóis nuvens e precipitação, Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (2) . , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Integrante / MACHADO, LUIZ A. T. - Integrante / Rachel Ifanger Albrecht - Coordenador / Paulo Netto Eduardo Artaxo - Integrante / Henrique Barbosa de Melo Jorge Barbosa - Integrante / Micael Cecchini Amore - Integrante.

• 2021 - Atual

  Centro de Pesquisa e Inovação de Gases de Efeito Estufa - RCG2I, Descrição: O FAPESP - SHELL CENTRO DE PESQUISA E INOVAÇÃO DE GASES DE EFEITO ESTUFA tem como objetivo ser um centro de classe mundial para estudos avançados com foco em inovação para sustentabilidade e mitigação de emissões de gases de efeito estufa. O Centro complementa a experiência da Fapesp no apoio à pesquisa científica de alto nível e ao desenvolvimento de tecnologia nessas áreas. Temos como objetivo o estabelecimento de um Centro de classe mundial com investigações de pesquisa, inovação e disseminação de conhecimento para contribuir mundialmente com soluções para o desafio mais significativo que a humanidade está enfrentando no século 21: Mudanças Climáticas. Neste empreendimento, o Centro possui cinco Programas de pesquisa distintos, mas complementares: Soluções Baseadas na Natureza (NBS), Captura e Utilização de Carbono (CCU), Captura e Armazenamento de Carbono para Bioenergia (BECCS), Gases de Efeito Estufa (GEE) e Advocacia. O Centro reúne uma equipe técnica e científica que tem se envolvido, ao longo dos últimos anos, com problemas nas áreas de energia e meio ambiente, propondo soluções parciais relacionadas a um dos Programas citados. O Centro pretende integrar este esforço, explorando os distintos enfoques de forma complementar; dar respostas e fornecer soluções inovadoras, de acordo com o melhor planeamento possível, às questões suscitadas pelos problemas de engenharia existentes, políticas econômicas e impactos sociais associados à emissão de gases de efeito de estufa e ao meio ambiente. A integração desses cinco temas e de todo o conhecimento e inovação gerados nesse Centro apoiarão diretamente o Brasil no alcance das Contribuições Nacionalmente Determinadas (NDCs) por meio de Pesquisa & Inovação. O Centro servirá para liberar o potencial brasileiro para uma transição energética sustentável, visando um aumento bem abaixo de 2°C no cenário global de mudanças climáticas. Em específico, a contribuição dada a este projeto está associada a construção de um sistema de gerenciamento e análise de dados ambientais em nuvem para estudos sobre os efeitos do ambiente na distribuição de gases de efeito estufa na região amazônica.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (3) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (5) . , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Coordenador / Luiz Augusto Toledo Machado - Integrante / Paulo Eduardo Artaxo Netto - Integrante / Luciana Varanda Rizzo - Integrante / Julio Romano Meneghini - Integrante / Pedro Luiz Pizzigatti Corrêa - Integrante / José Reinaldo Silva - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2019 - 2024

  Desenvolvimento de novas ferramentas para o compartilhamento e reuso de dados através de pesquisa transnacional sobre o impacto socioeconômico das áreas protegidas (PARSEC), Descrição: Os avanços científicos dependem da disponibilidade, da acessibilidade e da reutilização dos dados, software, amostras e produtos de dados. No entanto, grandes quantidades de dados sobre a Terra não são preservados. Esta proposta abordará essas questões, apoiando a colaboração de uma equipe de ciência de síntese e de uma equipe de ciência dos dados. Realizaremos um projeto de ciência de síntese transdisciplinar e transnacional em paralelo em com um projeto sobre o uso e reuso de dados ambientais e socioeconômicos para avaliar as práticas de gerenciamento e preservação de dados. O projeto proporcionará uma oportunidade única para os cientistas de dados e os cientistas de síntese colaborarem com o objetivo de melhorar os resultados de pesquisa e o compartilhamento de dados. Nossa equipe de ciência de síntese tem experiência na manipulação de dados ambientais e socioeconômicos, modelagem e análise temporal e espacial. Em parceria com as equipes da França, do Brasil, dos Estados Unidos, do Japão, da Austrália e do Reino Unido, examinarão os efeitos socioeconômicos das áreas protegidas naturais (ou Unidades de Conservação) nas comunidades locais. As ferramentas e métricas resultantes permitirão uma melhor previsão e mitigação dos efeitos das ações que rompam com as práticas históricas de uso da terra que ameaçam as comunidades locais. Nossa equipe de ciência dos dados que envolve profissionais em gerenciamento de dados ambientais, comunidades de dados (RDA, ESIP), revistas de sociedade (AGU) e representantes de e-infrastructures para atribuição de dados (por exemplo, DataCite e ORCID), será responsável por desenvolver práticas para a citação, a atribuição, o crédito e a reutilização de dados. Com essas novas práticas, criaremos um kit de ferramentas e materiais de workshop para disseminação dessa temática por meio de reuniões presenciais e webinars internacionais. Além disso, uma ferramenta será criada para que os pesquisadores visualizem seus dados compartilhados, voltada para o uso e reuso de dados por meio de widgets e perfis online. Os resultados do projeto serão úteis para cerca de 300.000 pesquisadores que manipulam dados sobre a terra, o espaço e o ambiente em todo o mundo. O projeto também avançará o momento de mudança cultural no uso e reutilização de big data em pesquisas sobre problemas do mundo real.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Doutorado: (1) . , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Integrante / Pedro Luiz Pizzigatti Corrêa - Coordenador / Ali Ben Abbes - Integrante / Danton Ferreira Vellenich - Integrante / Alison Specht - Integrante / Jean Pierre Henry Balbaud Ometto - Integrante / Katia Maria Paschoaletto Micchi de Barros Ferraz - Integrante / Marina Jeaneth Machicao Justo - Integrante / Silvio Marchini - Integrante / Solange Maria Dos Santos - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2019 - 2023

  SISTEMA DE PREVISÃO IMEDIATA DE DESCARGAS ELÉTRICAS A PARTIR DE TÉCNICAS DE EXTRAPOLAÇÃO ESPACIAL E TEMPORAL DE DADOS DE SATÉLITE METEOROLÓGICO, Descrição: Considerando-se os elevados prejuízos da significativa ocorrência de descargas sobre o Brasil e a necessidade de melhorar as técnicas operacionais de previsão a curtíssimo prazo (nowcasting) para raios a fim de superar todos os problemas associados as suas medidas e variabilidade natural, propõe-se a este projeto o objetivo de prever descargas elétricas a partir da evolução temporal e espacial de aglomerados de raios. Para tanto, serão implementadas modificações significativas ao algoritmo Forecasting and Tracking the Evolution of Cloud Clusters (ForTraCC), que também irá assimilar os dados de descargas atmosféricas e radiância multicanal da nova geração de sensores a bordo do satélite geoestacionário GOES-16. Recentemente, as descargas elétricas se tornaram uma variável climática essencial, devido principalmente a sua relação direta como sintoma de mudanças climáticas e muito esforço tem sido realizado para melhorar suas medidas e previsão. Contudo, ainda existem diversas limitações que diminuem o grau de confiabilidade de sua previsão. Somente a partir de análises detalhadas (em experimentos de campo) sobre o comportamento dos diferentes sistemas produtores de raios e a aplicação de técnicas robustas em dados de alta resolução espacial e temporal que será possível contornar as dificuldades associadas a variabilidade natural desse fenômeno. Com a realização do experimento SOS-CHUVA sobre a região de Campinas/SP e adjacências e a operação do novo sensor Geostationary Lightning Mapper (GLM/GOES16) surgiu uma grande oportunidade para desenvolver técnicas de previsão efetivas que fossem capazes de assimilar essas novas informações para, assim, criar um sistema de nowcasting automático de raios para todo o território brasileiro, que é o objetivo principal deste projeto. Logo, como resultado de uma pesquisa profunda sobre a propagação dos raios, este trabalho tem o intuito de disponibilizar um produto meteorológico operacional e de fácil interpretação pela sociedade no sistema de previsão do INPE.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (3) . , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Coordenador / VILA, DANIEL - Integrante / Stephan Stephany - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2018 - 2021

  Sistema de Monitoramento Hidrometeorológico (SMH) Baseado em Produtos de Sensoriamento Remoto, Descrição: A chuva é a principal responsável pelo abastecimento e manutenção das águas dos rios, lagos, barragens e reservatórios no Brasil. Assim, a estimativa de chuva a partir de satélites torna-se uma excelente ferramenta de monitoramento deste recurso para diversas regiões do país onde a rede pluviométrica é esparsa e os radares não cobrem a totalidade do território. A constelação de satélites GPM (Global Precipitation Measurement), cuja principal peça e o satélite GPM, estão gerando o desenvolvimento de metodologias mais precisas para a estimativa de precipitação. Por outro lado, o conhecimento do ciclo diário da precipitação (CDP) é de fundamental importância para entender os mecanismos físicos e/ou dinâmicos específicos associados com a distribuição espacial e temporal da precipitação. A principal dificuldade para entender esses processos é a falta de informações pluviométricas na escala temporal de horas e baixa representatividade espacial e temporal desses dados. Este projeto propõe aprofundar o conhecimento do CDP a partir de metodologias que usam dados da constelação GPM e dados de pluviometros sobre America do Sul. Espera-se que, a partir dos resultados desta pesquisa, ter um conhecimento mais preciso sobre os horários preferenciais em que a chuva ocorre sobre o Brasil e, portanto, tornando-se numa informação útil para desenvolver estudos sobre variabilidade climática e, por outro lado, desenvolver um sistema de informação geográfica (SIG) interativo com informações históricas e em tempo real das precipitações estimadas por satélite e ajustadas por pluviômetros dos últimos 15 anos para os municípios e bacias hidrográficas do Brasil e disponibilizar esses dados a todos os usuários interessados, principalmente os Gestores Públicos das diversas esferas governamentais.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Doutorado: (3) . , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Integrante / Daniel Alejandro Vila - Coordenador / Gustavo Juan Carlos Escobar - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2018 - Atual

  O ciclo de vida de aerossóis e nuvens na Amazônia: emissões biogênicas, emissões de queimadas e impactos no ecossistema, Descrição: A Amazônia é um excelente laboratório para estudar processos críticos que regulam a física e química atmosférica tropical. A floresta é uma importante fonte global de aerossóis, gases traços e vapor de água, e os complexos processos não lineares que regulam estes diferentes componentes ainda não são totalmente compreendidos. Neste projeto, estudaremos ciclo de vida do aerossol (ALC), o ciclo de vida de nuvens (CLC) e as interações entre nuvens-aerossóis-radiação e precipitação (CAPI) na Amazônia. Utilizaremos uma combinação de abordagens que permitem pesquisas inovadoras nos trópicos. O projeto envolve 4 esforços de medidas: 1) Novas observações de longo prazo na torre ATTO (Amazon Tall Tower Observatory); 2) Expedições fluviais na Amazônia Ocidental em áreas ainda não investigadas do ponto de vista atmosférico; 3) Um experimento para investigar a atmosfera amazônica em altas altitudes (14 km), com o avião alemão HALO G5; e 4) campanhas de medição de aerossóis e gases traços transportados da Amazonia para Chacaltaya, Bolívia, a 5.240 metros de altitude nos Andes. Esses esforços de medição, que vão da torre ATTO de 325 metros de altura, através de navios fluviais e aviões até amostragens nos Andes na estação Chacaltaya, permitirão estudar um grande espectro de processos críticos na ligação entre biosfera-atmosfera-clima em regiões tropicais. Nesses sites e plataformas, nós avaliaremos, entre outras coisas, propriedades ópticas de aerossol como espalhamento e absorção espectral de radiação, distribuição de tamanho de aerossol, composição de aerossol para componentes orgânicas e inorgânicas, profundidade óptica de aerossóis e nuvens, balanço de radiação, núcleos de condensação de nuvens, tamanho de gota de nuvem e perfis verticais de aerossóis, nuvens, precipitação e variáveis termodinâmicas. Um grande conjunto de instrumentação avançada fará essas medidas em difíceis condições logísticas. A modelagem em nuvens em alta resolução integrará aerossóis, CCN e vapor de água para uma variedade de condições termodinâmicas e permitirá a integração de análises de aerossóis com processos em nuvens. A modelagem regional em alta resolução utilizando BRAMS e WRF-Chem serão realizadas para ajudar a entender os processos e o transporte regional. Com esses novos conjuntos de dados e esforços de modelagem associados, planejamos contribuir no entendimento das interações entre nuvens-aerossol-precipitação e os feedbacks entre biosfera e atmosfera em condições naturais e em condições dominadas por emissões de queimadas. Esperamos que essas medidas e esforços de modelagem proporcionem novos conhecimentos em processos críticos e importantes que regulam a química atmosférica tropical e a física de nuvens e radiação. A análise também fornecerá importantes informações sobre como a Amazônia está sendo perturbada pelas emissões de queima de biomassa e como ela influencia o clima regionalmente e globalmente.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (2) Doutorado: (4) . , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Integrante / Luiz Augusto Toledo Machado - Integrante / Paulo Eduardo Artaxo Netto - Coordenador / Luciana Varanda Rizzo - Integrante / Henrique M. J. Barbosa - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2017 - 2022

  Fenômenos Dinâmicos em Redes Complexas: Fundamentos e Aplicações, Descrição: Ao longo da última década, o enfoque de rede entre agentes dinâmicos com topologias complexas tem se tornado uma poderosa e eficaz metodologia a ser usada para entender sistemas elaborados, envolvendo um número muito elevado de agentes que interagem entre si. Esse enfoque vem sendo utilizado em várias áreas, desde Neurociência e Engenharia, até Sociologia e Economia. Contudo, até agora, a maior parte dos estudos têm se concentrado em situações onde a topologia é fixa, o que restringe sobremaneira sua utilização em cenários mais elaborados e próprios dos sistemas reais. Este projeto tem por objetivo estudar os princípios e fundamentos da auto-organização em redes complexas mais gerais, onde a topologia não é simples e a complexidade é muito elaborada. Visando aplicações em situações atuais de interesse, pretende-se, por conseguinte, compreender o papel que a heterogeneidade da estrutura, os atrasos em múltiplas escalas de tempo e espaço e a estocasticidade têm na dinâmica da rede. Esses estudos teóricos estão interconectados a investigações experimentais da dinâmica de redes naturais com complexidade crescente, o que compreende sistemas de distribuição de energia, propagação de infecções, interação entre neurônios híbridos e o sistema Terra. Este último representa um formidável desafio para a teoria das redes complexas e é um dos tópicos centrais no âmbito da presente iniciativa. Assim, via utilização do enfoque de redes complexas, tenciona-se entender a dinâmica de interação entre os vários subsistemas da Terra diante de condições variantes, em especial no que se refere ao aquecimento global e ao desmatamento da Amazônia. Este projeto é uma iniciativa internacional de colaboração envolvendo pesquisadores brasileiros e alemães do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), Humboldt University at Berlin, Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK), Universidade de São Paulo (USP), Technical University of Berlin (TU), Potsdam University (UP), Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP), Universidade Federal do ABC (UFABC), Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP) and Centro Nacional de Monitoramento e Alestras de Desastres Naturais (CEMADEM). Esta iniciativa de pesquisa é financiada conjuntamente pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e pela Deutshe Forschungsgemeinschaft (DFG).. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (35) / Doutorado: (11) . , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Integrante / Gilvan Sampaio de Oliveira - Integrante / Marcos Gonçalves Quiles - Integrante / Elbert Einstein Nehrer Macau - Coordenador / Zhao Liang - Integrante / Ibere Luiz Caldas - Integrante / Jürgen Kurths - Integrante / Henrique M. J. Barbosa - Integrante / BARROSO, J. J. - Integrante / José A. Marengo - Integrante / Tiago Pereira - Integrante / Arkady Pikovsky - Integrante / Francisco Rodrigues - Integrante / Antônio Roque da Silva Filho - Integrante / Sten Rüdiger - Integrante / Paulo Ruffino - Integrante / Lutz Schimansky-Geier - Integrante / Igor Sokolov - Integrante / Kirsten Thonicke - Integrante / Jan Volkholz - Integrante / Michael Zaks - Integrante / Roland Körbele - Integrante / Michael Rosenblum - Integrante / Alexandre Kihara - Integrante / Antônio Mário de Torres Ramos - Integrante / Gabriela Antunes - Integrante / Manoel Cardoso Ferreira - Integrante / Pedro José Catuogno - Integrante / Chou Sin Chan - Integrante / Reik Donner - Integrante / Martin Falcke - Integrante / Benjamin Lindner - Integrante / Rene Orlando Medrano Torricos - Integrante / Christian Horácio Oliveira - Integrante / Guillermo Obregon - Integrante / Nicolas Perkowski - Integrante / Susane Rolinski - Integrante / Marco Antonio Saidel - Integrante / Leonardo Bacelar Santos Lima - Integrante / Michael Scheutzow - Integrante / Ralf Toenjes - Integrante / Ricarda Winkelmann - Integrante / Serhly Yanchuck - Integrante / Lincoln Muniz Alves - Integrante / Mariana Sacrini Ferraz - Integrante / Jobst Heitzig - Integrante / Anja Ramming - Integrante., Financiador(es): Deutshe Forschungsgemeinschaft - Outra / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Outra.

• 2016 - 2020

  Previsão Imediata de Tempestades Intensas e Entendimento dos Processos Físicos no Interior das Nuvens. O SOS- CHUVA (Sistema de Observação e Previsão de Tempo Severo), Descrição: Este projeto visa aproveitar a oportunidade de compra final do "leasing" do radar de dupla polarização para desenvolver pesquisa em previsão imediata de tempestades com base no conhecimento adquirido sobre as propriedades físicas das nuvens no projeto temático CHUVA. A base desta pesquisa é o radar de dupla polarização operando em Campinas, por 24 meses (duas estações chuvosas) para capturar eventos intensos de precipitação que forneçam as bases para o estudo dos processos físicos no interior das nuvens visando aprimorar a previsibilidade em curto prazo, a detecção de severidade e a estimativa de precipitação com radar e satélite em alta resolução temporal e espacial. De forma inédita esse projeto irá instalar detectores de granizo para criar uma base de dados que forneça informações não somente sobre a ocorrência de granizo, mas também do seu tamanho. Além das diversas componentes de estudo, sejam elas ligadas a eletrificação, propagação, crescimento do volume de alguns hidrometeoros, como as taxas de crescimento do topo e dos processos microfísicos, este estudo visa desenvolver o SIGMA-SOS. O SIGMA SOS é um sistema de informações geográficas que integra os dados medidos bem como as previsões em curto prazo e os avisos meteorológicos. O Brasil comprou e está ainda ampliando a rede de radares de dupla polarização para monitorar eventos extremos de tempo. Contudo, o conhecimento sobre esse sistema é ainda incipiente e este projeto irá realizar pesquisa empregando esse tipo de instrumento, formar alunos nessa área e desenvolver ferramentas inéditas para uso deste instrumento. A interface com a componente agrícola abre uma nova perspectiva de uso destes sistemas em uma área de grande importância para o Brasil.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Integrante / MACHADO, LUIZ A. T. - Coordenador / ALBRECHT, RACHEL - Integrante / BISCARO, THIAGO - Integrante / ANGELIS, CARLOS F. - Integrante / SAPUCCI, LUIZ F. - Integrante / Daniel Alejandro Vila - Integrante / Edmilson Dias de Freitas - Integrante / ANA MARIA HEUMINSKI DE AVILA - Integrante / Ernesto Kemp - Integrante / Felipe Gustavo Pilau - Integrante / Fábio Ricardo Marin - Integrante / hilton silveira pinto - Integrante / Izabelly Carvalho da Costa - Integrante / José Paulo Molin - Integrante / Jurandir Zullo Junior - Integrante / Kleber Pinheiro Naccarato - Integrante / Maria Assuncao Faus da Silva Dias - Integrante / Marielle Gosset - Integrante / Earle R Williams - Integrante / Osmar Pinto Junior - Integrante / Priscila Pereira Coltri - Integrante / Renata Ribeiro do Valle Gonçalves - Integrante / Saulo Ribeiro de Freitas - Integrante.

• 2010 - 2013

  CHUVA - Cloud processes of tHe main precipitation systems in Brazil: A contribUtion to cloud resolVing modeling and to the GPM (GlobAl Precipitation Measurement), Descrição: O processo físico no interior das nuvens é um dos componentes mais desconhecidos do sistema climático. A descrição desses processos através de parâmetros meteorológicos convencionais ainda precisa ser bastante aprofundada de forma que modelos de previsão de tempo e clima consigam descrever, com precisão, o tipo e as características dos hidrometeoros, os perfis de liberação de calor latente, o balanço radiativo, o entranhamento de ar na nuvem e as correntes ascendentes e descentes. Os modelos uenuméricos estão se aprimorando e rodando em resoluções espaciais nas quais esses processos precisam ser explicitamente descritos. Por exemplo, a análise dos efeitos do aquecimento global em uma dada região necessita de simulações descrevendo todos esses processos. Outra aplicação importante que necessita conhecer os processos das nuvens é a estimativa de precipitação por satélite. O programa espacial brasileiro tem planejado o lançamento em 2014 de um satélite para inferência da precipitação - esse satélite fará parte da constelação do GPM (Global precipitation Measurement). Nuvens quentes, responsáveis por grande parte da precipitação nos trópicos, principalmente nas regiões costeiras, são pouco estudadas e não são consideradas nas estimativas de precipitação por satélite. Este Projeto realizará experimentos de campo em sete sítios com diferentes padrões climáticos, para estudar os regimes de precipitação no Brasil. Esses experimentos utilizarão radar polarimétrico, lidar polarizado, radiômetro de microonda, disdrômetros, radiosondas e vários outros instrumentos. As análises serão realizadas considerando as características microfísicas e a evolução com o ciclo de vida, os modelos de estimativa de precipitação, o desenvolviemnto da tempestade e a formação de descargas elétricas, os processos na camada limite e a modelagem da microfísica. Este projeto tem o objetivo de reduzir as incertezas na estimativa da precipitação e progredir no conhecimento dos processos das nuvens,. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Integrante / Luiz Augusto Toledo Machado - Coordenador., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Auxílio financeiro.

• 2008 - 2009

  ADAPT, Descrição: Desenvolvimento de um Sistema Dinamicamente Adaptativo para Produção de Alertas para a Região Sul/Sudeste (ADAPT).. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Integrante / Luiz Augusto Toledo Machado - Coordenador / Carlos Frederico Angelis - Integrante.

• 2006 - 2009

  Serra do Mar, Descrição: O presente projeto se propõe a desenvolver um sistema de monitoramento e previsão de riscos para a região da Serra do Mar. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Integrante / Luiz Augusto Toledo Machado - Integrante / Chou Sin Chan - Coordenador.

• 2006 - 2008

  SISTEMA DE PREVISAO IMEDIATA DA PRECIPITACAO: UM ESTUDO SOBRE A PROPAGACAO DOS SISTEMAS CONVECTIVOS., Descrição: Estudar a propagação dos sistemas precipitantes associados a sistemas convectivos de mesoescala e desenvolver um sistema de previsão imediata da precipitação baseada em imagens de satélites.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Alan James Peixoto Calheiros - Integrante / Luiz Augusto Toledo Machado - Coordenador., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - Bolsa.

Prêmios