Repositório RCAAP

A associação de dados de sondagem com registros obtidos através da utilização do Ground Penetrating Radar (GPR), em levantamentos realizados num trecho da planície costeira da praia de Itaipuaçú - Maricá (RJ), revelou uma série de informações referentes à dinâmica costeira pretérita. Foi possível reconhecer um sistema antigo de ambientes costeiros do tipo barreira-laguna, com uma série de canais que alimentavam uma laguna, hoje colmatada, localizada na retaguarda do cordão litorâneo externo (mais jovem). Os resultados indicam que o contato do pacote sedimentar com o embasamento, no cordão litorâneo interno (mais antigo), ocorre por volta de 3 e 4 metros de profundidade, tornando-se mais profundo, isto é superior a 10 metros, na direção do mar. O topo do lençol freático está entre 4 e 5 metros de profundidade no cordão litorâneo externo, e a 1 metro na planície, entre os dois cordões. Foram observados refletores predominantemente horizontais e subhorizontais, além de camadas com inclinação entre 15 e 40Ú, mergulhando para o mar, semelhantes às escarpas de tempestades modernas. Na sondagem realizada sobre o cordão litorâneo externo foram recolhidas amostras de sedimentos para análise granulométrica, identificando um predomínio da fração 0,500 mm (areia grossa). Nessa mesma sondagem, as amostras de água coletadas a 4, 7 e 8 metros de profundidade apontam para uma água de boa qualidade em condições para consumo humano desde que sua extração seja feita de maneira racional. A datação por AMS 14C do material turfoso, obtido a profundidade de 7,5 metros, revelou uma idade entre 6.040/5.900 anos BP para esses sedimentos lagunares.

We propose a method that is capable to filter out noise as well as suppress outliers of sampled real functions under fairly general conditions. From an a priori selection of the number of knots that define the adjusting spline, but not their location in that curve, the method automatically determines the adjusting cubic spline in a least-squares optimal sense. The method is fast and easily allows for selection of various possible number of knots, adding a desirable flexibility to the procedure. As an illustration, we apply the method to some typical situations found in geophysical problems.

A sensibilidade de um modelo de irradiância espectral, incidente sobre a superfície do mar, variando três parâmetros atmosféricos (ozônio, visibilidade e vapor de água precipitável), é analisada, com especial ênfase para as bandas do sensor Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS). São também analisadas as razões entre bandas de reflectância geralmente utilizadas nos algoritmos bio-óticos, para mapeamento da biomassa fitoplanctônica do espaço. Os resultados mostram que a visibilidade é o parâmetro que mais causa alteração nos valores de irradiância, embora o seu efeito nas razões entre bandas seja menor do que o efeito do ozônio. O vapor de água precipitável não causou alteração significativa nem nas irradiâncias e nem nas razões entre bandas. Os valores extremos destes parâmetros não causaram diferenças significativas para ângulos solares entre 0 e 60º. Para se obter a razão entre reflectâncias das bandas 490/510, 490/555 e 510/555 em ângulos solares menores que 60º, valores médios destes parâmetros atmosféricos testados neste trabalho são suficientes para se modelar a razão entre irradiâncias.

Este artigo apresenta a caracterização geológica e tectono-estrutural de uma região da Província Aurífera de Alta Floresta, Mato Grosso, através da interpretação do produto integrado TM-Landsat 5 e de dados aerogamaespectrométricos (contagem total). O produto integrado TM-contagem total possui características importantes para a interpretação geológica: apresenta num único produto, feições estruturais fornecidas pela imagem TM, representadas pelos elementos de relevo e drenagem e os valores radiométricos (RGB) que contribuem de forma bastante satisfatória na discriminação das unidades litoestruturais. A geração do mapa geológico foi baseada na interpretação dos valores radiométricos de contagem total (levando-se em consideração quais fatores, tais como topografia e atividade antrópica, poderiam influenciar a reposta radiométrica), nas feições de relevo e drenagem (que auxiliam na caracterização tectono-estrutural) fornecidas pela imagem TM e também nos dados de campo. Como a área apresenta intensa atividade antrópica e relevo muito arrasado, o que prejudica a interpretação geológica das imagens de sensoriamento remoto, a geração do produto integrado TM-contagem total foi decisiva para a obtenção de dados necessários ao mapeamento. Como resultado final foi elaborado o mapa geológico da área, em escala 1:250.000, sendo delimitadas 10 unidades litoestruturais relacionadas diretamente às unidades radiométricas e às feições estruturais. Um importante trend de direção N60-70W e altos mergulhos relacionados às zonas de cisalhamento transcorrentes sinistrais dúcteis a dúcteis rúpteis foi caracterizado através da interpretação visual de produtos integrados e dados de campo.

The inversion of vertical electrical sounding (VES) is normally performed considering a stratified medium formed by homogeneous, isotropic and horizontal layers. The simplicity of this geophysical model makes the inversion simple and computationally fast, and together with the main characteristics of the electroresistivity method, it was greatly responsible to make VES one of the most popular geophysical method for groundwater exploration and engineering geophysics. However, even in a sedimentary basin where the geology is more conform, the assumption of horizontal and homogeneous layers is not necessarily valid, limiting the reliability of the inversion results. In this paper we present a fast and robust 2D resistivity modeling and inversion algorithm for the interpretation of sets of VES. We consider three inversion algorithms: the Gauss-Newton method of linearized inversion (LI), the genetic algorithm (GA), and a hybrid approach (GA-LI) that uses LI to improve the best model at the end of each step of the GA. The medium parametrization consists of the partition of the domain into fixed homogeneous rectangular blocks such that their resistivities are the only free parameters. The apparent resistivity is evaluated by an iterative scheme that is derived from a finite-difference discretization of the potential differential equation. We enhance the convergence rate of the scheme by adopting an incomplete Cholesky preconditioner. Numerical results using synthetic and real 2D apparent resistivity data formed by sets of VES for the Schlumberger configuration illustrate the performance of the hybrid GA-LI algorithm. The VES field data were acquired near Conceição do Coité, state of Bahia, Brazil. We compare the performance of the LI, GA and GA-LI algorithms.

Neste trabalho realizou-se um estudo de modelagem da irradiação total que incide sobre uma superfície inclinada, com face voltada para o Equador e inclinação de 22,85º, igual a da latitude local, usando partição diária de energia em Botucatu - SP. Dos vários modelos de estimativa da irradiação total em uma superfície inclinada existentes na literatura, três deles (LIU; JORDAN, 1963; HAY, 1979; PEREZ et al., 1987) foram utilizados e modificados de duas maneiras diferentes, com o propósito de se obter um modelo que utilize somente a irradiação global na estimativa da irradiação total na superfície inclinada. Na primeira, a irradiação difusa foi estimada em função da irradiação global, através do ajuste empírico utilizando a técnica de regressão linear, na forma Kd=f(Kt) , fração da difusa contida na global (Kd), com o índice de claridade (Kt). Nesse caso, o melhor ajuste é dado por um polinômio de quarto grau. Na segunda modificação, a irradiação direta K BH, fração da irradiação direta contida na irradiação global, foi ajustada através da técnica de regressão linear, em função do índice de claridade, na forma K BH=f(Kt ). Nesse caso, o melhor ajuste foi linear, obtido para intervalos específicos de Kt. Os resultados obtidos com essas modificações mostram que os modelos têm melhores desempenhos para a modificação feita com a função K BH=f(Kt ), e o modelo modificado de Hay apresenta o melhor desempenho na estimativa da irradiação total em Botucatu-SP.

Neste trabalho, foi desenvolvido um algoritmo de inversão unidimensional baseado na técnica dos mínimos quadrados amortecidos, para interpretar dados geofísicos de perfis de indução. O objetivo consistiu na caracterização de um sistema geológico de turbiditos, utilizando um esquema de inversão, para interpretar os dados de resistividade aparente obtidos na perfilagem de poço na Bacia de Almada, no Sul do Estado da Bahia. O problema direto, por outro lado, consiste na solução matemática exata da resposta eletromagnética de um meio estratificado atravessado por um poço. Para validar a interpretação, foi utilizada a descrição geológica de testemunhos e amostras de calha conjuntamente com informação de perfis de raios gama. Desta forma, foi possível descrever os valores de resistividades e espessuras para cada camada ao longo do poço, assim como o desvio entre os dados experimentais e os do modelo final e o erro de ajuste.

It was developed a simple and high speed method with the purpose to model inclusions of irregular forms (simply connected and convex domain) in the context of cross hole travel time 2D tomography. The extension to 3D can be easily implemented and is not covered in this paper. The following assumptions were made: a) Homogeneus host medium (therefore straight ray propagation assumed) b) Homogeneus inclusion. c) Not very high velocity contrast between host medium (V1) and the inclusion (V2). The algorithm calculate the host velocity V1 considering the (straight) ray between source 1 and receiver 1, and considering that this ray not intersect the anomaly. Then the velocity V2 of the inclusion is estimated upon determining the difference deltat among measured times source i - receiver j and corresponding calculated times. If the global difference is negative signifies that V2 will be greater than V1 and viceversa. The small values of deltat are treated as outliers and therefore eliminated. The last initial parameters needed by the algorithm are the coordinates of the center of the inclusion, which are estimated by a graphical procedure. Afterwards the program approximates the contour of the inclusion using the Nelder-Mead 'simplex' algorithm. At last the perfomance of the algorithm was applied with real data.

The Common Reflection Surface (CRS) method is a powerful extension of the well established Common Midpoint (CMP) method in the sense that it is able to accept, at each trace location on the zero-offset (ZO) section to be constructed, reflection data from source and receiver pairs that are arbitrarily located around that point. The CRS method uses the general hyperbolic moveout, that depends, in the 2D situation considered in this work, on three parameters. One of these parameters is the classical NMO velocity. As in the single-parameter CMP method, the CRS parameters or attributes are estimated by a direct application of suitable coherence analysis to the input multicoverage data. The estimation of the three CRS parameters is generally performed in two steps. The first step has a global character and aims in obtaining an initial estimate of the parameters. The second step has a local character, trying to refine the previous initial values to more accurate values. Here we focus on the refinement step assuming that initial estimates have been already provided. We review and compare three of these methods and compare their performances on illustrative synthetic and real data examples. Comparisons with the application of the conventional CMP method are also provided.

The main purpose of this study is to evaluate a technique for filtering out clouds in order to obtain vertical temperature and moisture profiles over Brazil using Advanced TIROS Operational Vertical Sounder (ATOVS). This evaluation consists of a sequence of tests using Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) infrared images and the Mask AVHRR for Inversion ATOVS (MAIA) algorithm. Two distinct versions of this algorithm were used, namely, forecast (F) and climatology (C). Precipitable water (PW) and surface temperature data as forecast by a global numerical weather prediction model were used in the former case, while a climatological atlas of PW was used in the other. In both cases PW was estimated using Advanced Microwave Sensor Unit (AMSU) data over ocean areas. The results show that MAIA does evidence coherence between the areas classified as cloudy and those ones sorted as cloudy according to a visual (subjective) comparison of images. The two versions of the cloud mask algorithm yielded similar results mainly over the southwest Atlantic Ocean. However, over continental areas it was observed a small increase in areas given as clear when the F version was used. Furthermore, it was also observed that the cloud mask is highly sensitive to changes in the threshold values based on the brightness temperature standard deviation in oceanic areas.

Separation of different magnetic phases in natural samples composed by a mix of several magnetic minerals become necessary in rock magnetism in order to identify and describe the main magnetic carriers. However, this task may be difficult to carry out successfully. The goal of the proposed method in this paper is to determine and discriminate experimentally magnetic (soft and hard) phases in synthetic and natural samples. The present method uses two different magnetic techniques, isothermal remanent magnetisation acquisition and magnetic demagnetisation alternately. After the entire process of induced remanent magnetisation and demagnetisation is performed, three residual isothermal remanent magnetisation curves are obtained. This discrimination is achieved by using as filters (sorter) different peak values for alternating demagnetising fields. Well-known pure and mixed synthetic iron oxides (magnetite and hematite) were firstly studied to investigate and corroborate the reliability of our experimental method, obtaining successful results. Subsequently, natural samples containing soft and hard minerals (magnetite, hematite, goethite, etc.) from stream-sediments, soils and a mine were also studied. Comparisons with other purely numerical methods were carried out, yielding a good agreement among them. Our method is more time-consuming than others, but separation of individual magnetic curves is achieved by an experimental procedure, which is more realistic. It is also possible to apply this method to backfield isothermal remanent magnetisation measurements obtaining valuable information of H CR and S-ratio for each phase.

O presente trabalho tem como finalidade principal quantificar as variações da temperatura, condutividade térmica e do fluxo térmico terrestre, às profundidades de 0,0m e 1,0m, durante um ciclo climático completo de um ano, mostrando, também, as fontes externas principais as quais são responsáveis por essas variações geotérmicas. Verificou-se que as fontes externas principais, que interagem diretamente com a estrutura geotermal rasa são o grau de cobertura vegetal superficial e os índices de precipitação pluviométrica e insolação locais. As variações geotérmicas registradas no presente trabalho são de suma importância para o melhor entendimento da estrutura geotermal rasa. Tais valores são importantes na elaboração de modelos reais acerca dos efeitos causados pelos processos de desmatamento ou de reflorestamento na Amazônia.

O processamento de dados geofísicos (aerogamaespectrométricos) forneceu resultados em granitos afetados pela alteração hidrotermal no Distrito Fluorítico de Santa Catarina. A zonação faciológica em granitos está associada ao magmatismo granítico sugerindo a rocha fonte de flúor. Isto conduziu ao entendimento da distribuição regional dos depósitos de fluorita e definiu novos critérios para a prospecção de fluorita, as relações espaciais para a mineralização e a rocha fonte de flúor. Este estudo mostra que esta fonte está situada no fácies externo do Maciço Pedras Grandes.

Investigações GPR - Ground Penetrating Radar foram realizadas nos distritos mineiros de Santa Bárbara e Bom Futuro (Província Estanífera de Rondônia), visando averiguar a aplicabilidade do método para localização de depósitos estaníferos primários e secundários, bem como otimizar os custos envolvidos na etapa de prospecção. Os perfis de reflexão GPR foram adquiridos com antenas de 25, 50 e 100 MHz, o que permitiu investigar a subsuperfície até 30 metros de profundidade. Em relação aos depósitos primários das minas de Santa Bárbara e de Bom Futuro, o método GPR permitiu identificar zonas com predominância de corpos de greisens. No depósito secundário aluvionar da mina de Bom Futuro, o método GPR permitiu localizar uma estrutura de paleocanal na base do sistema deposicional sedimentar. Os resultados obtidos apresentaram uma excelente concordância com as informações geológicas provenientes das sondagens, demonstrando essa nova aplicabilidade do método GPR para a exploração mineral, na qual poderá ser extendida para ambientes similares do Cráton Amazônico. Além disso, os custos envolvidos no processo exploratório poderão ser otimizados, caso as investigações GPR sejam realizadas antes da execução de sondagens.

Guanabara Bay bottom sediments and seabed characteristics were analysed using high-resolution (7 kHz) sub-bottom profiles associated with particle size analyses of 92 bottom sediment samples. Eight types of echo-characters were identified revealing the strong relation with the particle size distribution. Sandy bottom areas presented strong echo reflections, without sub-bottom penetration (Echo types I and III), while in muddy areas sub-bottom reflections showed the acoustic basement delineating buried sugar-loaf hills and infilled-valley features (Echo type IV). The presence of shallow gas within the sediments is indicated by acoustic blanket and a series of bottom-multiple reflections (Echo types Va and Vb). Erosion by bottom currents and artificial mechanical dredging are suggested by truncations of sub-bottom reflections and a wrinkled seabed surface (Echo types VI and VII). Crystalline basement outcrops on the seabed are recognized by multiple or single hyperbolae with varying elevations above the bay bottom (Echo type II).

A caracterização do Sistema Aquífero Barreiras / Marituba, maior fonte de abastecimento de água da cidade de Maceió, capital de Alagoas, Brasil, é importante para fornecer subsídios para uma utilização racional e sustentável desse recurso. O arcabouço tectônico e estratigráfico da área construído por meio de perfis de poços, análise de elementos estruturais e mapeamento geológico propõe um modelo com uma série de grabens e horsts. Com o objetivo de confirmar a presença de estruturas delimitando blocos estruturais e refinar o modelo foram realizados ensaios de sondagem elétrica vertical e caminhamento elétrico dipolo-dipolo. Os resultados dos ensaios geofísicos confirmaram a existência de zonas mais condutoras, que caracterizam as zonas de falhas normais que delimitam os blocos estruturais. A integração dos dados geológicos e estruturais aos resultados geofísicos confirmaram a existência de um modelo estrutural com blocos escalonados, que influenciam fortemente o comportamento do sistema águas subterrâneas.

The Tucunduba Dam is about 290 km West of Fortaleza, in Ceará state. The seismic monitoring of the area, with a local network, began on June 11, 1997, soon after the occurrence of an event with magnitude 3.2 m b on June 09, 1997. The monitoring was done with one analog station (used for magnitude measurement and statistical control of the activity) and seven digital stations. The digital three-component stations were operated from June to November 1997. In this work, the data collected during digital monitoring was analyzed to determine hypocenters and focal mechanism. To determine the hypocenters, we used a half-space model, whose parameters were 5.95 km/s, for P-wave velocities, and 1.69 for the ratio between P and S-wave velocities. The active zone was nearly 1 km long, with depth between 4.5 and 5.2 km. With 16 events recorded in the same six stations, we determined the direction of the fault plane (NE-SW). The fault mechanism is strike-slip with a small normal component. The dip was estimated to be 65ºSE using composite focal mechanisms and 80ºSE from the P/S amplitudes ratios. Preliminary estimates of maximum horizontal compressive stress, from the P-axis direction, were in agreement with Ferreira et al.(1998). The small difference is probably due to influence of the sedimentary basin on the regional stress. The active area is in accordance with seismicity described by Assumpção (1998).

This paper has the finality of describe climatology of extratropical cyclones, anticyclones and storm tracks for the NH and SH. There is a long history of studies on the characteristics of synoptic systems, beginning with classical work on mid-latitude cyclones. For the SH, analyses of pressure data provide extensive statistics of the climatology of synoptic systems. Interestingly, the anticyclones mean central pressure at 38ºS in JJA and 44ºS in DJF. SH cyclones are characterized in frequency maximum in the circumpolar trough between about 50ºS and 70ºS. For the NH cyclones, the principal findings of the analysis are as follows: In January the primary maxima are in the western North Atlantic, with a peak about 45º - 50ºN, where there is a secondary peak, over the north-central Mediterranean; These characteristics are similar in April but with decrease in the frequency of centers; In July the frequencies are further reduced and the hemisphere maximum is over eastern Canada at 55ºN; The October pattern resembles that of winter, except that the Atlantic maximum is off southeast Greenland.

Uma climatologia de frentes frias é estabelecida para o litoral do Estado de Santa Catarina, com base nos dados de reanálises do NCEP-NCAR, do período de 10 anos, de 1990 a 1999. As passagens de frentes frias foram objetivamente identificadas levando em conta o giro do vento para direção sul, persistência do vento de sul por pelo menos um dia, e uma queda de temperatura do ar simultânea ao giro do vento ou até dois dias depois. Os resultados mostram que, na média, de 3 a 4 frentes frias atingem a costa de Santa Catarina, mensalmente, com um intervalo de 8 dias. As análises da composição de dados, usando como referência os dias de passagens de frentes frias em Santa Catarina, mostram claramente um padrão climatológico de evolução com frente fria movendo-se tipicamente de sudoeste para nordeste. Em termos das médias sazonais, durante o inverno, um dia antes da passagem em Santa Catarina (dia -1), a frente fria é observada no Rio Grande do Sul, e depois de passar por Santa Catarina (dia 0), continua avançando para latitudes mais baixas, alcançando o litoral do Rio de Janeiro um dia depois (dia +1), até atingir posteriormente latitude de aproximadamente 20ºS (dia +2), já em fase de dissipação. No terceiro dia após a passagem por Santa Catarina, ela não é mais identificada. Padrão climatológico de evolução semelhante é observado no verão, embora nessa época as frentes frias tenham menor intensidade e dissipação ligeiramente mais rápida.

Três métodos de migração 2-D pré-empilhamento em profundidade usando operadores de extrapolação "split-step" foram desenvolvidos e testados em dados sísmicos ordenados em famílias de tiro comum. No primeiro método, chamado de migração "split-step" simultâneo (SS-S), a migração é realizada simultaneamente para as fontes e receptores usando-se operadores de extrapolação do tipo "split-step". Os dados registrados nos receptores são depropagados em profundidade e a propagação da fonte é simulada utilizando-se operadores "split-step" em ambos os procedimentos. A imagem final, ou seção migrada em profundidade, é obtida somando-se todas as freqüências de interesse durante o processo de correlação dos campos propagados e depropagados, para cada nível de profundidade e somando-se todos os tiros migrados. Visando diminuir o tempo computacional do método de migração SS-S, implementamos um segundo método, cujo cálculo dos tempos da fonte é realizado através da solução por diferencias finitas da equação iconal. Este segundo método é referido como método híbrido (SS-H). O terceiro método de migração desenvolvido e implementado é o resultado da combinação dos métodos SS-S e "Phase-shift Plus Interpolation" (PSPI). Neste caso, os campos de ondas são depropagados para diferentes velocidades e interpolados, como no método PSPI convencional. Ele é aqui denominado de método PSPI-SS. Quanto à escolha do operador de extrapolação "split-step" se deve, principalmente, à sua facilidade de implementação computacional e por apresentar imagens migradas de boa precisão e, também, pela sua robustez, mesmo em situações de forte contraste lateral de velocidade. Os resultados apresentados neste trabalho foram obtidos usando-se dados sintéticos, gerados a partir dos modelos Marmousi e EAGE/SEG, modelos em profundidade que apresentam uma alta complexidade geológica. Os resultados foram comparados entre si e os três métodos apresentaram imagens migradas bastante satisfatórias.