O "IV VISCACHA meeting" é a quarta reunião científica internacional anual da colaboração VISCACHA (VIsible Soar photometry of star Clusters in tApii and Coxi HuguA), onde são apresentados novos resultados científicos, discutidas novas ideias, e desenvolvidos projetos, além de acolher novos membros. É uma reunião aberta ao público acadêmico visando crescer a colaboração, em particular no estado de São Paulo, onde acontecerá esta edição. O VISCACHA survey é um projeto científico em andamento com objetivo de estudar aglomerados de estrelas na Grande e Pequena Nuvem de Magalhães (LMC e SMC), duas galáxias anãs satélites da Via Láctea, onde habitamos. Entre as diversas grandes questões em aberto que o VISCACHA contribui para responder estão: "Como se deram as interações entre a LMC e SMC?", "Por que as populações de aglomerados estelares são diferentes na Via Láctea e nas Nuvens de Magalhães?", "Como explicar a evolução química da LMC e SMC?", "Por que a LMC só possui aglomerados mais velhos que 10Gyr e mais jovens que 4Gyr?". As imagens dos aglomerados são coletadas usando o módulo de óptica adaptativa (SAMI) do telescópio SOAR (Southern Astrophysical Research Telescope), localizado no Chile, propriedade de um consórcio, cujo sócio majoritário é o Brasil com 30% de direito. O SOAR inclusive possui alguns instrumentos desenvolvidos com apoio da FAPESP. O VISCACHA é o projeto com mais tempo de SOAR acumulado (>300 horas) e já observamos mais de 200 aglomerados estelares nas periferias da LMC e SMC. Dessa forma, existe uma responsabilidade grande de fazer bom uso dos dados já coletados, que a equipe do VISCACHA tem feito de forma organizada, com reuniões virtuais regulares, orientação de teses de mestrado e doutorado, publicação de artigos científicos. O IV VISCACHA meeting é fundamental para impulsionar a produção de resultados científicos de alto impacto nas áreas de evolução química e dinâmica de galáxias, evolução de aglomerados estelares, evolução estelar. (AU)

"Esta proposta de Vinda de Pesquisador Visitante tem como objetivo aproximar os pesquisadores brasileiros do Dr. Andrew Heymsfield, importante pesquisador na área de granizo. As atividades planejadas estão divididas em dois temas, com foco em interações tanto com alunos da pós-graduação em caráter de ensino quanto com professores e pesquisadores com intuito de colaborações. Para interações com os alunos, o visitante irá oferecer um curso sobre os processos de formação da precipitação, seja em sua forma líquida ou congelada. O curso terá duração de 2 semanas e valerá créditos para os alunos. Por outro lado, o visitante irá interagir com pesquisadores brasileiros, seja da USP ou de outras instituições, com o intuito de firmar colaborações no presente e futuro. Nesse contexto, destacam-se dois projetos de interesse de ambos os lados. Primeiramente, o projeto SOS-CHUVA (2015/14497-0), que tem como objetivo aprimorar as previsões imediatas de sistemas precipitantes. Para tal previsão, a detecção antecipada de granizo no interior dos sistemas tem elevada importância para aferir o seu grau de intensidade. Um ponto a ser discutido serão estudos de comparação entre dados de radar e hailpads (placa de material semelhante ao isopor que mede o impacto do granizo na superfície). Mais para o futuro, serão discutidos projetos envolvendo o experimento CAFE-Brazil, caracterizado por campanha intensiva na Amazônia em 2020. Serão propostos estudos da formação de granizo na região e como comparações com outras partes do mundo." (AU)

As nuvens têm papel fundamental no clima terrestre. Além de participarem do ciclo hidrológico, interagem significativamente tanto com a radiação solar, modulando a quantidade incidente em superfície, quanto com a radiação infravermelha emitida por esta, para a atmosfera. No espectro solar, as nuvens espalham e absorvem radiação, atenuando a quantidade de radiação solar incidente em superfície. No espectro terrestre, as nuvens absorvem e emitem radiação. A estrutura tridimensional e não homogênea das nuvens gera efeitos complexos de difícil representação em modelos numéricos de previsão de tempo e clima. Por exemplo, o espalhamento da radiação solar pelas laterais das nuvens, em condições de céu parcialmente nublado, quando o disco solar não está obstruído, pode intensificar a quantidade de radiação solar em superfície. O resultado é um aquecimento diferencial da superfície com consequências ao próprio desenvolvimento das nuvens. O estudo da transferência de radiação com tratamento tridimensional na presença de nuvens, em detrimento dos modelos de atmosfera plano-paralela, é um tópico atual de pesquisa tanto no espectro solar quanto no terrestre. A complexidade envolvida no processo de interação entre as nuvens e a radiação nos dois espectros representa um dos principais desafios e fonte de incerteza para a compreensão e, consequentemente, simulação numérica dos efeitos das nuvens no sistema climático.Para avançar a nossa compreensão sobre o papel das nuvens no balanço de radiação é fundamental medir tanto os quatro componentes do balanço de radiação, como as propriedades das nuvens que são essenciais para avaliar seu efeito radiativo. No espectro solar, as grandezas críticas são a profundidade óptica, raio efetivo e quantidade de água ou gelo da nuvem. No espectro terrestre, também é necessário conhecer a altura da base da nuvem, pois a irradiância emitida em direção à superfície depende da temperatura da base.Os objetivos principais desta proposta são: (1) calcular o balanço de radiação em superfície, integrando todos os componentes, sobre a cidade de São Paulo em alta resolução temporal e (2) avaliar o efeito das nuvens sobre os componentes do balanço de radiação, experimentalmente e numericamente (via modelos numéricos), incluindo o efeito tridimensional. Para tanto, as observações rotineiramente efetuadas na Estação Meteorológica do IAG-USP serão complementadas com duas all sky câmeras para determinação da altura da base da nuvem, monitoramento inexistente na estação. Espera-se, ao final do projeto, uma melhor caracterização das propriedades ópticas e físicas das nuvens, em São Paulo, e seu efeito tridimensional nos diferentes componentes do balanço de radiação, além do avanço na compreensão do papel das nuvens no clima regional. Os resultados gerados pelo estudo proposto poderão ser utilizados para validação de produtos de satélites e dos modelos numéricos de previsão de tempo, clima e do potencial para uso da energia solar na região metropolitana de São Paulo. (AU)

A propagação de radiação na atmosfera está presente em todos os campos das ciências atmosféricas. É a fonte de energia dos ventos e da convecção, das interações biosfera-atmosfera, e é determinante na estabilidade climática, bem como nas mudanças climáticas. A química da atmosfera também está fortemente ligada à radiação por processos fotoquímicos. As nuvens interagem com a radiação, tanto em ondas curtas quanto em ondas longas, de maneira tão complexa que as mudanças em seus efeitos radiativos devido às mudanças climáticas ainda são desconhecidas. A modelagem de todas essas interações é crucial para avançar na compreensão dos processos radiativos na atmosfera, e o LibRadtran é uma ferramenta de última geração para modelar numericamente estes efeitos em uma infinidade de situações.Essa proposta visa trazer o professor Arve Kylling, um dos criadores do LibRadtran, para uma visita de duas semanas ao Brasil. O objetivo é proporcionar condições para uma interação eficaz entre o Dr. Kylling e grupos de pesquisa no Brasil, especialmente no estado de São Paulo (alguns com projetos em andamento da FAPESP), que já usam o LibRadtran como uma ferramenta de modelagem, e desejam melhorar seus resultados com o modelo. Espera-se que os alunos interajam fortemente com o Dr. Kylling e aprendam como usar o modelo e efetivamente desenvolver as simulações desejadas durante o período da visita. Isso será incentivado através de um curso de treinamento teórico e prático (16h) e posteriormente por sessões diárias de tutoria com o visitante. Espera-se também que os cientistas participantes desta proposta realizem novas aplicações com o código de simulação e efetivamente iniciem uma cooperação científica com o Dr. Kylling. Em suma, o objetivo é maximizar a eficácia do emprego de simulações de transferência radiativa com o LibRadtran e catalisar os resultados dos grupos de pesquisa envolvidos. (AU)

Modelos de população estelar são inestimáveis para a Astrofísica Extragaláctica moderna. Estes fornecem os meios para extrairmos massas estelares, conteúdo de poeira, historias de formação estelar e enriquecimento químico de galaxias a partir de suas distribuições espectrais de energia, cores ou espectros. Fomos pioneiros na publicação de modelos espectrais de alta resolução com padrões de abundância variáveis em Coelho et al. (2007), com expansões publicadas em Walcher et al. (2009); Coelho et al. (2011); Vazdekis et al. (2015). O padrão de abundância química das estrelas em uma galaxia in- clui informações valiosas sobre as histórias de formação estelar e enriquecimento químico, que por sua vez são evidencias do ciclo bariônico ligando galaxias ao seu ambiente em um universo hierárquico. Neste projeto propomos: (1) expandir o intervalo de metalicidades e cobertura espectral da biblioteca estelar de Coelho (2014); (2) usar esses novos espectros para expandir as faixas de idade, abundancias químicas e comprimento de onda de nossos modelos de população estelar; e (3) incorporar os modelos resultantes na ferramenta de ajuste espectral BEAGLE para estudar aglomerados estelares da Galaxia e Nuvens de Magalhães, e diferentes tipos de galaxias locais. Também realizaremos uma análise de componentes principais dos resíduos dos ajustes, adequados para separar os espectros observados em diferentes "classes residuais", relacionadas a diferentes variações de abundância química. Os resultados esperados desse projeto são melhores modelos de população estelar de alta resolução espectral, e novos conhecimentos sobre a variação das abundâncias químicas de estrelas em galaxias, construindo a base para o desenvolvimento de futuros modelos de população estelar com múltiplos parâmetros químicos. (AU)

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. (AU)

O advento de dois novos instrumentos SAM-FP, no telescópio SOAR, e T80-South nos dá uma chance única de explorar a estrutura de galáxias próximas, seu enriquecimento químico, formação e evolução. O objetivo geral que ambos os instrumentos permitem é o estudo dos processos evolutivos da formação estelar em discos de galáxias próximas, incluindo nossa Galáxia, em ambientes de diferentes densidades. Queremos estudar a cinemática do gás e estrelas, dinâmica e química de galáxias em altas resoluções espaciais e espectrais e a relação com seus respectivos ambientes. O instrumento SAM-FP está produzindo mapas de alta resolução espacial da cinemática interna de galáxias, como a Grande Nuvem de Magalhães (LMC) e de galáxias em grupos próximos, graças à ótica adaptativa com correção de laser, o único instrumento deste tipo no mundo. Por outro lado, o telescópio robótico T80-Sul + câmera imageadora, com um campo de 1.4 x 1.4 graus produz imagens de vastas áreas do céu do Sul em 12 bandas. O principal objetivo desta proposta é maximizar o retorno científico desses dois instrumentos. Estudaremos a LMC e alguns grupos próximos, em particular galáxias no aglomerado de Hydra I. A combinação destes dois conjuntos de dados nos permitirá investigar pequenas escalas (centros das fontes) e grandes escalas (galáxia inteira, grupo e aglomerado, vizinhança), buscando caracterizar os processos de formação de estrelas. Outro objetivo é permitir o uso do SAM-FP pela comunidade e planejar seu upgrade. (AU)

O programa detalhado em anexo consiste em palestras convidadas, sessões de apresentações orais e sessões de pôsteres. A abertura consiste em palestras que visam mostrar projeto de pesquisa que se destacaram no último ano dentro da comunidade. As palestras convidadas foram escolhidas de forma a amostrar áreas de pesquisa em evidência no cenário científico mundial. Palestrantes de intensa atividade e reconhecida experiência foram escolhidos. Tempo para messas redondas e discussões de grupos está reservado no programa. (AU)