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INSTITUTO DE CONTROLE DO ESPAÇO AÉREO
DIVISÃO DE ENSINO
ARTIGO CIENTÍFICO
LEVANTAMENTO ESTATÍSTICO DO IMPACTO DA FUMAÇA NAS
OPERAÇÕES AÉREAS DO AERÓDROMO DE PORTO VELHO,
DURANTE OS MESES DE AGOSTO E SETEMBRO, NO PERÍODO
DE 2003 A 2012.
Título do Trabalho
ALEX BRITO DE MELO – 2º Ten QOEMet
NOME DO ALUNO
PAULO ROBERTO BASTOS DE CARVALHO – MAJ QOEMet
NOME DO ORIENTADOR
CLIMATOLOGIA
LINHA DE PESQUISA
MET001/13
Curso e Ano
2
ARTIGO CIENTÍFICO
LEVANTAMENTO ESTATÍSTICO DO IMPACTO DA FUMAÇA NAS
OPERAÇÕES AÉREAS DO AERÓDROMO DE PORTO VELHO,
DURANTE OS MESES DE AGOSTO E SETEMBRO, NO PERÍODO DE
2003 A 2012.
TÍTULO
CLIMATOLOGIA
LINHA DE PESQUISA
01/JULHO/2013
DATA
MET001/2013
CURSO
Este documento é o resultado dos trabalhos do aluno do Curso de
Especialização em Meteorologia Aeronáutica do ICEA. Seu conteúdo reflete a
opinião do autor, quando não for citada a fonte da matéria, não representando,
necessariamente, a política ou prática do ICEA e do Comando da Aeronáutica.
3
RESUMO
Devido às queimadas na região de Porto Velho, foi necessário fazer um levantamento da influência da fumaça na operacionalidade do aeródromo de Porto Velho (SBPV). Desta forma, buscou-se fazer um levantamento estatístico da ocorrência de fumaça em um período de amostragem de dez anos (2003-2012). Desse levantamento constatou-se que o mês de agosto e setembro concentram os maiores registros desse fenômeno. Pela coleta de informação de visibilidade e de tempo presente do METAR de SBPV, foram identificados a visibilidade média de 3400 m nas horas sob a influência de fumaça. Quanto ao impacto operacional, verificou-se que em 63% das horas o aeródromo operou por instrumentos e em 3,8% se manteve fechado (operações suspensas). Logo, a fumaça por ser considerada uma prática antropogênica, é classificada, portanto, como um fenômeno imprevisível, que compromete a segurança de pousos e decolagens, o gerenciamento e a economia de voo. Palavras-Chave: Fumaça. Visibilidade. Operacionalidade
ABSTRACT
Due to the burned in the region of Porto Velho, was necessary to survey the influence of smoke on the operation of the aerodrome Porto Velho (SBPV). Therefore, we sought to make a statistical survey of the occurrence of smoke in a ten-year sample period (2003-2012). In this survey it was found that the month of August and September concentrated the highest records of this phenomenon. By information collection of visibility and present time in the METAR SBPV, were identified a visibility average of 3400 m in the hours under the influence of smoke. As for the operational impact, it was verified that 63% of the hours the aerodrome has operated by instruments and 3,8% remained closed (suspended operations). Therefore, it is considered the smoke an anthropogenic practice and it classified as an unpredictable phenomenon, that compromises security, at takeoffs and landings, management and the economy of flight. Keywords: Smoke. Visibility. Operability
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1. INTRODUÇÃO
Anualmente são queimados milhares de hectares de floresta por todo país,
atingindo os céus com espessas camadas de fumaça. No período de seca esse
problema se agrava, pois as chuvas nesta época do ano ficam abaixo da média. Tal
período de ocorrência coincide com o período de inverno e início da primavera,
apresentando predomínio de condições de forte estabilidade atmosférica,
propiciando condições favoráveis para a permanência da fumaça. O problema se
repete principalmente nos meses de agosto e setembro, bimestre em que ocorre um
aumento no número de queimadas registradas na região norte do país, segundo o
site de pesquisas Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).
Na figura 1, observa-se a quantidade de precipitação nos meses de agosto e
setembro, do período de 2003 a 2012 caracterizando um período mais seco com
baixo índice pluviométrico quando comparado aos outros meses do ano. Esses
dados de precipitação foram disponibilizados pelo ICEA e são oriundos de registros
meteorológicos de superfície do aeródromo de Porto Velho.
Fig. 1 – Gráfico de precipitação mensal Fonte: ICEA
O material particulado presente na fumaça associado a outros gases, como o
dióxido de carbono, intensifica e torna o ar mais denso e menos transparente a luz
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solar. Na figura 2, pode-se observar a ocorrência da fumaça na área urbana da
cidade de Porto Velho com características bem marcantes para esse tipo de
fenômeno.
Fig. 2 - Foto da ocorrência de fumaça no centro urbano de Porto Velho Fonte: http://www.gentedeopiniao.com.br/fotos/Image/fumacaRO.jpg (acesso em: 04 de abril de 2013)
A inserção de grande quantidade de fumaça na atmosfera impacta na
operacionalidade de aeroportos influenciando setores importantes do país, como o
transporte aéreo. A fumaça age como um obscurecedor de visibilidade que restringe
significativamente as operações do aeródromo, trazendo transtornos aos pousos e
decolagens das aeronaves, ocasionando atrasos e até mesmo cancelamentos. Esse
fenômeno restritor de visibilidade impacta as operações aéreas e ainda não tem a
mesma importância e relevância acadêmica que o nevoeiro, porém, sua
persistência, intensidade e consequências fazem com que mereça ser mais
investigada pela comunidade científica.
Com isso, a motivação do presente trabalho decorre da necessidade de se
verificar por meio de um levantamento estatístico o impacto da fumaça nas
operações aéreas do aeródromo de Porto Velho, para um período de dez anos (2003
a 2012). Cabe ressaltar, que aeroporto da cidade de Porto Velho tem sua
importância, pois é considerado o 3º mais movimentado da região norte. Essa
movimentação se deve ao tráfego de aeronaves civis, e bem como as militares, que
6
pela existência da Base Aérea de Porto Velho, presta fundamental apoio às
fronteiras do país.
Fig. 3 – Vista aérea do Aeroporto Internacional de Porto Velho Fonte: http://maps.google.pt (acesso em: 25 de abril de 2013)
A visibilidade horizontal é um parâmetro registrado em Estações
Meteorológicas de Superfície (EMS), localizadas em aeródromos, com o objetivo de
garantir segurança aos procedimentos de aproximação, pouso e decolagem.
Quando há restrição de visibilidade horizontal à superfície, principalmente sobre as
pistas do aeródromo, as operações de pouso e decolagem ficam comprometidas,
principalmente quando atinge os valores mínimos de operação de pouso ou
decolagem.
A redução da visibilidade pode ser reconhecida como um indicador de
poluição do ar, sendo que, tal parâmetro meteorológico tem no espalhamento da
radiação óptica seu determinante primário, segundo McCartney et al (1976, apud
ANDRADE, 2001).
Já segundo Iqbal (1983, apud ANDRADE, 2001), os aerossóis são partículas
sólidas ou líquidas que permanecem suspensas no ar e movimentam-se até certos
níveis da atmosfera. Tais partículas podem ser de origem terrestre (decorrentes de
fumaça industrial, poeira, erupção vulcânica, fogos em florestas, etc.), oceânica e
extraterrestre.
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Ambos os autores acima citam os aerossóis, um salientando sobre a sua
origem e outro os caracterizando como um indicador de poluição do ar e restritor de
visibilidade. Portanto, nota-se que a visibilidade horizontal está estreitamente
relacionada com os aerossóis independente de sua origem.
Nesse estudo, foram focados os meses de agosto e setembro, pois segundo
levantamento estatístico do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE),
nesses meses é que se concentram o maior número de casos de focos de incêndio.
Na figura 4, pode ser observada uma estatística com a comparação mês a mês do
período de 2006 a 2013 do total de focos ativos no Brasil, conforme as informações
fornecidas no site do INPE. É importante observar, que há uma correlação das
figuras 1 e 4, principalmente para região norte, pois o predomínio de focos de
incêndio em agosto e setembro coincide com o período de menor índice
pluviométrico na região, figura 1, com exceção de agosto e setembro de 2009 que
apresentou um índice pluviométrico acima da média para o mesmo bimestre nos
anos anteriores.
Fig. 4 – Número de focos de incêndio ativos no Brasil Fonte: http://www.inpe.br/queimadas/estatisticas.php
Em uma primeira investigação dos dados de Porto Velho, é possível se ter
uma visão do comportamento climatológico da operacionalidade do aeródromo
tendo como base as normais climatológicas de visibilidade no período de 1988 a
1997. Na figura 5, observou-se que as maiores ocorrências de mínimos
meteorológicos para voo visual em função da visibilidade restrita ocorreram nos
8
meses de agosto e setembro corroborando também com a correlação já existente
entre o elevado número de focos ativos (figura 4) e o baixo índice pluviométrico
(figura 1) para o bimestre. É importante frisar, que nem todas as ocorrências de
visibilidade restrita mostradas na figura 5 se confirmam em função da fumaça,
porém, as figuras 1 e 4 dão indícios que o tempo presente predominante para o
bimestre em estudo é a fumaça.
Fig. 5 - Ocorrências de mínimos meteorológicos para voo visual no Aeródromo de Porto Velho Fonte: ICEA
Nesse trabalho, foram verificadas todas as observações de superfície de
Porto Velho (METAR), nos meses de agosto e setembro para o período de 2003 a
2012, com o intuito de verificar e analisar as horas de ocorrência de fumaça e
estimar seu impacto na operacionalidade do aeródromo de Porto Velho.
1.1 Objetivo geral
- Determinar a frequência de ocorrência de fumaça, registrados em boletins
meteorológicos para a aviação - METAR, no aeródromo, por meio de um
levantamento estatístico objetivando a determinação de quanto a fumaça impacta as
operações de pousos e decolagens.
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1.2 Questão Norteadora
- No período de 2003 a 2012 houve ocorrência de fumaça no aeródromo de Porto
Velho que impactasse as operações aéreas (pousos e decolagens)?
1.3 Objetivos Específicos
- Coletar dados observacionais de superfície (METAR) como visibilidade e tempo
presente (fumaça) do aeródromo de Porto Velho, no período de 2003 a 2012;
- Analisar uma série histórica de informações meteorológicas (METAR) dos meses
de agosto e setembro, no período de 2003 a 2012 associando o impacto às
operações de pousos e decolagens no aeródromo de Porto Velho, provenientes da
ocorrência de fumaça;
- Analisar os valores de visibilidade durante os eventos de fumaça comparando-os
com os parâmetros de operação (instrumento e fechado) do aeródromo de Porto
Velho;
1 REFERENCIAL TEÓRICO
Para o referido trabalho, foram consideradas Cartas de Aproximação por
Instrumentos (IAC) do aeródromo de Porto Velho com intuito de se identificar os
parâmetros para operação Very High Frequency Omnirange (VOR), Instrument
Landing System (ILS) e fechamento do aeródromo. Neste trabalho, considerou-se o
aeródromo como categoria A com todos os equipamentos pertinentes em
funcionamento. No caso do aeródromo de Porto Velho, a operação é considerada
visual quando a visibilidade é maior ou igual a 5000 m, ou seja, nesse caso o piloto
não depende dos instrumentos da pista para manobras de pouso e decolagem. Já
para a operação por instrumentos (VOR), ocorre quando a restrição de visibilidade
se mantém entre os valores ≥ 1600 m e < 5000 m, nesse caso, portanto, o piloto
10
depende dos auxílios dos instrumentos da pista para manobras de aproximação de
pouso e decolagem. Contudo, quando aos valores de visibilidade estão entre ≥ 1200
m e < 1600 m , a operação do aeródromo passa a ser operacionalizada pelo ILS. O
ILS constitui um sistema baseado na transmissão de sinais de rádio que são
recebidos, processados e apresentados nos instrumentos de bordo. A aproximação
ILS é também chamada de “Aproximação de Precisão” (Precision Approach), por
contar com as informações do localizador em VHF (Very High Frequency) e do Glide
Slope em UHF (Ultra High Frequency), fornecendo informações para o alinhamento
com o eixo da pista e com a trajetória correta de planeio para o pouso. Apesar de
ser um equipamento de grande valia para as operações do aeródromo, deve-se
considerar que nem todas as aeronaves possuem essa tecnologia e estão
homologadas para operar ILS. Outro fator importante também a se considerar, é a
habilitação do piloto, pois este deve ser homologado para o uso do equipamento.
Para os casos em que os valores de visibilidade são menores que 1200 m, o
aeródromo é considerado fechado, ou seja, as operações de pouso e decolagem do
aeródromo são suspensas. Nesta situação de fechado, os limites de segurança para
operações aéreas ficam comprometidos o que justifica a suspensão completa das
atividades relacionadas com o trafego aéreo.
No manual MCA105-2, a visibilidade é definida para fins aeronáuticos como
a maior distância em que um objeto de dimensões apropriadas pode ser visto e
identificado, quando observado de encontro a um fundo brilhante; ou a maior
distância em que luzes na vizinhança podem ser vistas e identificadas, quando
observadas de encontro a um fundo escurecido.
Essas definições referentes à Meteorologia Aeronáutica seguem os padrões
e normas estabelecidas pela Organização Internacional de Aviação Civil (OACI).
Esta tem como objetivo prestar serviços aos usuários e tem como atividade o apoio
à navegação aérea em geral. A responsabilidade pela prestação do serviço de
Meteorologia Aeronáutica está a cargo do Comando da Aeronáutica, sendo o
Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA) a organização responsável
pela execução e cumprimento das normas estabelecidas pela OACI, anexo 3 (três),
nos assuntos ligados à Meteorologia Aeronáutica.
Portanto, segundo o anexo 3 da OACI, a fumaça é definida como sendo um
obscurecedor e classificada como um litometeoro. Ainda segundo a OACI, a fumaça
tem como definição a suspensão no ar de pequenas partículas produzidas por
11
combustão, que reduzem a visibilidade horizontal, fator importante para as
operações aéreas.
2 METODOLOGIA
Este trabalho usou técnicas de pesquisa exploratória com levantamento de
dados estatísticos e descritivos, com desenvolvimento em duas partes
correlacionadas: uma teórica e outra prática com exposição de gráficos. Uma grande
parcela da pesquisa foi bibliográfica, utilizando-se de fontes, principalmente,
secundárias, e teve como objetivo investigar dados de ocorrência de fumaça de um
período de dez anos (2003 a 2012) do aeródromo de Porto Velho, nos meses de
agosto e setembro e estimar o impacto na sua operacionalidade. Segundo Gil
(2007), levantamento estatístico nesse tipo de estudo pode ser identificado como
pesquisa exploratória. Também foram consultados os documentos internacionais da
OACI e as instruções e manuais do Comando da Aeronáutica que tratam do tema
pesquisado.
No trabalho verificou-se a análise de dados observacionais de superfície
registrados em boletins meteorológicos para a aviação - Meteorological Aerodrome
Report (METAR) da localidade em questão, especificamente os grupos de
visibilidade e tempo presente fumaça, obtidos do site oficial de meteorologia do
Comando da Aeronáutica (REDEMET). Esses valores de visibilidade e tempo
presente (fumaça) foram extraídos do METAR, levando em consideração uma série
histórica de registros desse aeroporto dos últimos dez anos, de 2003 a 2012. A
análise concentrou-se nos meses de agosto e setembro, levando em conta a
ocorrência ou não do fenômeno fumaça. Nos casos positivos da ocorrência desse
fenômeno, as horas foram somadas e computadas como “horas de ocorrência”
levando em conta os valores de visibilidade na operacionalidade do aeródromo no
momento do evento.
Após a análise e cruzamento de dados observacionais de superfície registrados em
boletins meteorológicos para a aviação, METAR, com os parâmetros operacionais do
aeroporto obtidos na carta IAC do aeródromo, os resultados foram expostos na
forma de gráficos, mencionando o impacto da fumaça nas operações do aeródromo
em questão. O objetivo foi mostrar a relevância que o fenômeno fumaça tem para as
12
atividades aéreas do Aeroporto Internacional de Porto Velho, alertando os pilotos o
quanto a fumaça causa impacto e transtornos à navegação aérea.
3 APRESENTAÇÃO DOS DADOS E ANÁLISE DOS RESULTADOS
3.1 ANÁLISE DOS DADOS
Nesse trabalho, foram verificadas todas as observações de superfície de Porto
Velho (METAR), nos meses de agosto e setembro para o período de 2003 a 2012,
com o intuito de verificar e analisar as horas de ocorrência de fumaça e estimar seu
impacto na operacionalidade do aeródromo de Porto Velho.
Para o bimestre referenciado sob a influência de fumaça, no espaço amostral
de dez anos de estudo, observou-se uma média de 3400 m para o valor de
visibilidade horizontal, figura 6, cujo valor corresponde à operação por instrumentos
(VOR). Nesse tipo de operação o piloto aumenta o seu nível de alerta, tornando-se
mais dependente dos equipamentos e ciente do quanto é estressante pilotar sob a
influência de fumaça.
Fig. 6 – Média das visibilidades mês a mês sob a influência de fumaça Fonte: Autor
13
Os dados, na figura 7, revelam um número significativo correspondente ao
número de horas de ocorrências de fumaça, no total de 2854 h (19,4%) sob a sua
influência. Considerou-se o espaço temporal de 14640 h contemplando todas as
horas dos bimestres elencados no trabalho para o período de dez anos.
Fig. 7 - Ocorrências de fumaça no Aeródromo de Porto Velho Fonte: Autor
Na figura 7, nota-se que o bimestre de 2005 e o bimestre de 2010 têm um
valor equivalente em números de ocorrências de fumaça (707 h e 700 h), porém o
mês de agosto de 2010 se destaca pelo número de horas de ocorrência de fumaça.
Uma grande variabilidade anual das ocorrências foi observada, o que pode ser
explicado pelas condições climáticas e as queimadas, as quais dependem de
fatores socioeconômicos e de campanhas de prevenção e controle. A partir de 2006,
houve uma relativa queda nos casos de fumaça, ocorrendo um pico em setembro de
2007. Em 2008, a quantidade de horas, 193 h, caiu drasticamente chegando ao
valor de uma ocorrência no ano de 2009. Neste ano de 2009, houve um aumento
considerável da quantidade de precipitação, o que pode ter contribuído para queda
brusca de total de horas de fumaça. Em 2010, as ocorrências voltaram com muita
intensidade, com pelo menos 700 horas de fumaça concentradas nos meses de
agosto e setembro corroborando com maiores impactos ao trafego aéreo local no
que tange a restrição de visibilidade. Em 2011 e 2012 os números de ocorrências
voltaram a cair apresentando uma média muito abaixo dos anos anteriores.
Numa visão global dos resultados, a figura 8, realça em termos aproximado de
14
percentagens, o número total de horas em dez anos e as frações referentes a cada
tipo de operação do aeródromo sob a influência de fumaça. As parcelas da figura
referentes a influência da fumaça representam aproximadamente em percentagem
19,4%, o que configura um expressivo valor, cerca de 1/5, no contexto de 14640 h
referentes aos bimestres no período de estudo. Para a aviação, o fechamento do
aeródromo, assim como sua operação por instrumentos, seja ela VOR ou ILS,
trazem transtornos ao tráfego aéreo, despertando a preocupação quanto à restrição
de visibilidade por fumaça.
Fig. 8 – Percentagens do tipo de operação do aeródromo sob a influência da fumaça no universo de 14640 horas Fonte: Autor
Já a figura 9, detalha para o período de estudo, o funcionamento operacional
do aeródromo de Porto Velho sob a influência da fumaça, mostrando ano a ano a
porcentagem de horas para cada tipo de operação. Para elaboração dessa figura,
foram considerados os parâmetros de operação do aeródromo, extraídos das cartas
IAC. Consideraram-se como operação visual valores de visibilidade igual a 5000 m
desde que essa visibilidade contemple a ocorrência de fumaça. Segundo as normas
de confecção do METAR, o tempo presente “FU” só é incluído no código quando a
visibilidade for menor ou igual a 5000 m. Portanto, para a operação visual foram
considerados os METAR que apresentavam no código a fumaça e visibilidade igual
a 5000 m.
Na figura 9, considerou-se para o período de dez anos, bimestres
15
independentes, aonde cada bimestre representa uma porcentagem de 100%. O
somatório das porcentagens no bimestre referentes a cada tipo de operação
representa a porcentagem de horas sob a influência de fumaça. A porcentagem
restante, a complementar aos 100 %, refere-se a outros fenômenos diferentes da
fumaça, ocorrendo restrição ou não.
Em 2010, como ressaltado na figura 9, foi o ano mais critico para operação
do aeródromo, pois foi o ano que mais impactou as operações de pouso e
decolagem, fechando durante 3,5% das horas (51 h) do bimestre, o que
corresponde a aproximadamente dois dias de ausência total de tráfego aéreo no
aeródromo durante um bimestre.
Fig. 9 – Percentagens do total de horas de cada tipo de operação por bimestre Fonte: Autor
Em uma representação mais restrita da influência da fumaça no aeródromo de
Porto Velho, figura 10, foram analisadas 2854 h sob a influência de fumaça nos
meses de agosto e setembro durante o período de 2003 a 2012. Verificou-se o
quanto a fumaça impacta e promove mudanças no tipo de operação do aeródromo
de Porto Velho, considerado o 3ª aeródromo mais movimentado da região norte do
Brasil.
16
Fig. 10 – Percentagens aproximadas do tipo de operação do aeródromo sob a influência de fumaça no universo de 2854 h
Fonte: Autor
Ainda em relação a figura 10 como detalhado, em 52,4% dos casos o
aeródromo operou por instrumentos (VOR) com visibilidade oscilando entre ≥ 1600
m e < 5000 m, o que corresponde a 1499 horas de operação VOR, fazendo com
que o piloto dependesse exclusivamente dos auxílios e dos instrumentos presentes
no aeródromo para se efetuar manobras seguras de aproximação como pouso e
decolagem. Já na operação ILS, representando uma restrição maior, o aeródromo
operou 6,8% das horas (192 h) sob a influência de fumaça. Embora os outros tipos
de operações contemplem as maiores porcentagens sob a influência de fumaça, em
3,8% (109 h) dos casos houve o fechamento por instrumentos do aeródromo, o que
significa a suspensão das operações e comprometimento da rotina de pousos e
decolagens.
CONCLUSÃO
Com as constantes queimadas na região de Porto Velho, fez-se necessário
verificar o impacto da influência da fumaça na operacionalidade do aeródromo de
Porto Velho (SBPV). Desta forma, fez-se um levantamento estatístico desse impacto
nas operações aéreas durante os meses de agosto e setembro, no período de 2003
a 2012. Nesse bimestre foram contabilizadas todas as ocorrências mensais de
fumaça juntamente com suas respectivas visibilidades, evidenciando que a fumaça
17
interfere na operacionalidade do aeródromo. nnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn
No estudo dos dez anos, referenciando o bimestre, agosto e setembro, foram
analisados 14640 h de informações meteorológicas – METAR. Dessa análise, 2854
h foram sob a influência da fumaça identificando-se uma predominância média da
visibilidade de 3400 m, cujo valor é corresponde a operação por instrumentos
(VOR).
Durante o estudo foi obtido para restrição abaixo de 5000 m a porcentagem de
63% do total de horas do aeródromo sob a influência de fumaça, sendo que 52,4%
(1499 h) operou VOR, 6,8% (192 h) ILS e 3,8% (109 h) ficou abaixo dos mínimos
por instrumentos, ou seja, fechado (operações suspensas).
Vale salientar que com apenas as informações meteorológicas (METAR) os
aeronavegantes não tem a ciência do quanto a fumaça impacta e causa transtornos,
portanto, o escopo do trabalho leva em consideração essa estatística até então
desconhecida e aparentemente sem muita representividade.
Para trabalhos futuros, sugere-se dar continuidade ao estudo do impacto
causado pela fumaça, estendendo-se a pesquisa a outros aeródromos presentes em
áreas caracterizadas por grande quantidade de focos de incêndio.
Logo, a fumaça por ser considerada uma prática antropogênica, é
classificada, portanto, como um fenômeno imprevisível que compromete a
segurança no pouso e decolagem, o gerenciamento e a economia do voo, devendo
ser levado muito a sério no que tange a navegação aérea em geral como mostrado
no desenvolvimento do trabalho.
REFERÊNCIAS
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BRASIL. Departamento de Controle do Espaço Aéreo. MCA 105-2 Manual de Estação Met. de Superficie, Out 2011.
18
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EICHENBERGER, W. Meteorologia para aviadores. Madrid: Paraninfo, 1976.
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2001.
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