Questões de Concurso Para inpe

Os quaternions são uma espécie de extensão dos números complexos para três dimensões, muito utilizados na física e engenharias, como por exemplo no equacionamento da orientação de robôs manipuladores.
Considere os quaternions Q₁ e Q₂, dados por:
Q₁ = 1 − i e Q₂ = i − j + k.
Sabendo que o quaternion Q₃ é dado por Q₃ = Q₁Q₂, o módulo de Q₃ é

Suponha que o número de lançamentos de satélites em órbita segueuma distribuição de Poisson com uma média de 6 por dia.
A probabilidade de que em um dia qualquer sejam lançados pelomenos 2 satélites é de 

Considere uma variável aleatória X que representa o risco de desastres geo-hidrológicos.
Suponha que X possa ser modelada através da seguinte função densidade de probabilidade:


Determine a variância de X. 

Um instituto de pesquisas coletou três imagens de satélites por sensores fotográficos. Cada imagem pode ter resolução Alta, Média e Baixa. Sejam X e Y duas variáveis aleatórias que representam o número de imagens coletadas com resolução alta e com resolução baixa, respectivamente.
Considere as probabilidades conjuntas de X e Y dadas no quadro abaixo:


Determine a esperança condicional de X dado que Y = 1. 

Um pesquisador residente de uma cidade X, coleta dados ambientais em 3 outras cidades, digamos, A, B e C. O pesquisador coleta dados em cada cidade com probabilidade 0,5, 0,3 e 0,2, respectivamente. As probabilidades de chover nas cidades A, B e C no dia de visita do pesquisador são respectivamente de 0,01, 0,02 e 0,05.
Dado que choveu em um dia de visita do pesquisador, a probabilidade do pesquisador estar na cidade A é de, aproximadamente,

O controle de atitude é um dos diversos subsistemas que compõem um satélite artificial, sendo responsável pela manutenção e/ou alteração da altitude e posição do satélite. Para o seu correto funcionamento é empregado um conjunto de sensores e atuadores, propiciando ao satélite a capacidade de conhecer sua orientação e posição no espaço e de corrigi-las, caso necessário.
Entre os diversos sensores que podem ser empregados na constituição desse sistema, um deles se baseia na detecção de radiação infravermelha para identificar a zona de transição entre a temperatura do espaço e da Terra.
Esse sensor é denominado 

Para fins de realização de uma simulação computacional, uma equipe de engenheiros obteve um modelo simplificado da dinâmica de um satélite de comunicações, na forma de função de transferência, a partir da seguinte equação diferencial:


em que: f(t) = força de controle (entrada do modelo)
d = distância entre o ponto de aplicação da força de controle e o centro de massa
I = momento de inércia
a(t) = ângulo de orientação do satélite (saída do modelo)
Foram atribuídos os seguintes valores para os parâmetros do sistema: d = 1,2 m e I = 4.000 kgm².
A equipe analisou o comportamento do satélite sujeito a diferentes sinais de entrada.
Assinale a opção que contém a resposta temporal do modelo a dois pulsos sequenciais, com as seguintes características: um pulso de 20 N, em t = 10s, com uma pequena duração de apenas 0,1s e um outro pulso em t = 20s, com mesma duração e intensidade, mas com magnitude negativa. Os pulsos podem ser considerados como excitações impulsivas. 

Em uma simulação computacional, um engenheiro utilizou a seguinte equação do movimento para uma versão simplificada do sistema de suspensão de um veículo:

em que:

u = sinal temporal da entrada do sistema;

y = sinal temporal da saída do sistema;

b = coeficiente de atrito viscoso do amortecedor; e

k = constante da mola.

Considere que o comando step (num, den) fornece o gráfico da resposta temporal ao degrau unitário de um sistema linear, cujos coeficientes dos polinômios do numerador e do denominador da sua função de transferência são, respectivamente, os vetores num e den.

O engenheiro implementou o seguinte pseudocódigo para analisar o sistema de suspensão do veículo:

Assinale a opção que contém os valores numéricos dos vetores n e d, necessários à obtenção da resposta do sistema a uma entrada do tipo rampa unitária, utilizando o algoritmo acima.

Além do conhecimento de dados da superfície como topografia e linhas de costa, no processo de modelagem numérica do tempo e do clima é importante que as resoluções horizontal e vertical do modelo estejam compatíveis com a escala espacial do fenômeno meteorológico que se deseja modelar.

Observe os fenômenos meteorológicos objetos de modelagem, listados a seguir.

1. Sistemas frontais.
2. Tornados (Dust devils).
3. Efeitos de poluição urbana.
4. Turbulência isotrópica.

Assinale a opção que apresenta os fenômenos em ordem decrescente de escala espacial horizontal.

Os modelos utilizados para a previsão de tempo e clima podem ser globais ou regionais.

Os modelos globais simulam as condições atmosféricas de todo o planeta, tem resolução horizontal maior (da ordem de 100 km), vários níveis verticais, e precisam de condições iniciais de todo o globo. Esses modelos são eficientes para simular a circulação geral da atmosfera, mas não possuem precisão na modelagem de sistemas de menor escala, como brisas de vale e de montanha.

Como há uma limitação computacional em termos de tempo de processamento e de armazenamento para um acoplamento mais discretizado dos modelos globais, foram desenvolvidos modelos regionais que simulam as condições atmosféricas em porções menores do planeta (resolução horizontal na ordem de 10 km), trabalhando a partir de condições iniciais e de condições de contorno lateral (em geral vem das saídas de modelos globais).

Analise os modelos utilizados pelo CPTEC/INPE a seguir:

I. BAM.
II. ETA.
III. WRF.

São exemplos de modelos regionais:

Na intercomparação de diferentes modelos usados pelo CPTEC/INPE é comum o uso do Diagrama de Taylor para representar, de forma simples, as estatísticas continuas. Este diagrama, inventado por Karl E. Taylor em 1994 (publicado em 2001), é usado para quantificar o grau de correspondência entre o comportamento modelado e o observado em termos de três estatísticas: o coeficiente de correlação de Pearson, a raiz do erro quadrático médio (RMSE) e o desvio padrão.

Observe o Diagrama de Taylor construído para comparar 5 modelos regionais para a previsão de tempo e clima, que estão simulando o padrão espacial da precipitação acumulada de 24 horas (em mm) durante o outono.

A resolução espacial foi de 5 km, com saídas de hora em hora. Os modelos estão marcados no diagrama por I, II, III, IV e V.




Baseado no gráfico, assinale a afirmativa correta.

A principal ferramenta utilizada para as previsões de tempo e de clima são os modelos conhecidos como Modelos Numéricos de Circulação Geral (MCG). Baseado na física do problema são propostas equações diferenciais para modelar o comportamento hidrodinâmico da atmosfera e essas equações são resolvidas através de métodos numéricos que discretizam o domínio tridimensional em elementos (pontos, segmentos, volumes, contornos, etc).

Relacione as equações diferenciais utilizadas em MCG com a física que pretendem atender.

1. 
2. 
3. 
4. 

( ) Conservação da quantidade de movimento.
( ) Conservação de massa de ar.
( ) Conservação de energia.
( ) Relação de estado.

Nota: nas equações, V é a velocidade, p é a pressão, ρ é a densidade, T é a temperatura e t é o tempo.

Assinale a opção que indica a relação correta, segundo a ordem apresentada.

O sistema climático terrestre possui um esquema de circulação médio idealizado em três grandes células por hemisfério, que redistribuem o excesso de energia recebido no Equador (em geral por ondas de Rossby).

Dentro desse sistema podem ocorrer perturbações locais que geram oscilações que alteram esse padrão médio e se propagam para outras regiões, gerando anomalias que estão teleconectadas (conectadas a distância) às perturbações originais. Esses padrões com teleconexão apresentam longo prazo, com baixa frequência (variabilidade subsazonal a interanual) ou baixíssima frequência.

Analise as oscilações a seguir:

I. Dipolo Oceânico Índico.
II. Madden-Julian.
III. Decadal do Pacífico.

Assinale a opção que indica as oscilações que apresentam baixíssima frequência.

Alguns modos de variabilidades climáticas têm grande influência no clima da América do Sul. Relacione os modos de variabilidade climática às suas respectivas características.

1. Modo Anular Norte (Northern Annular Mode).
2. El Niño Oscilação Sul (El Niño Southern Oscillation).
3. Oscilação Antártica (Antartic Oscillation).
4. Modo Dipolo do Oceano Índico (Indian Ocean Dipolo Mode)
( ) é o principal modo de variabilidade climática natural da circulação extratropical no Hemisfério Sul, caracterizada por perturbações de altura geopotencial zonalmente simétricas com sinais opostos entre a Antártica e as latitudes a cerca de 45°S.
( ) é um padrão climático caracterizado por ventos circulando no sentido anti-horário ao redor do Ártico a cerca de 55^o N, que em sua fase positiva, atua para confinar o ar mais frio.
( ) é uma oscilação irregular das temperaturas da superfície do mar (TSM) em que o oceano ocidental (Mar da Arábia) torna-se alternadamente mais quente (fase positiva) e depois mais frio (fase negativa) do que a parte oriental do oceano (sul da Indonésia).
( ) é uma oscilação interanual na temperatura do Pacífico equatorial que ora está aquecido e provoca chuvas na região oriental do oceano e ora está arrefecido; estando intimamente relacionado a oscilação da pressão atmosférica no Pacífico ocidental.

Assinale a opção que indica a relação correta, segundo a ordem apresentada. 

As oscilações geradas por perturbações locais, que alteram o padrão médio do clima global e se propagam para outras regiões gerando anomalias que estão teleconectadas, podem ser monitoradas através de índices desenvolvidos para prever essas teleconexões.

Relacione as oscilações aos seus respectivos índices de monitoramento e previsão de teleconexões.

1. Oscilação de Madden-Julian (OMJ).
2. Oscilação Antártica
3. El Niño Oscilação Sul
4. Dipolo do Oceano Índico
( ) Índice AAO.
( ) Índice RMM.
( ) Índice ONI.
( ) Índice IOD.

Assinale a opção que indica a relação correta, segundo a ordem apresentada.

A média da circulação geral da atmosfera e da pressão atmosférica na superfície pode ser modificada quando a atmosfera é perturbada por forçantes de origem natural, como a Temperatura de Superfície do Mar (TSM), que é a temperatura da água do mar medida entre a superfície e 1 m de profundidade. Assim, afirma-se que há uma interação oceano-atmosfera.

No que diz respeito as características dos oceanos e sua interação com a atmosfera, assinale a afirmativa incorreta.

A Oscilação de Madden-Julian (OMJ) foi descoberta por volta de 1970 pelos pesquisadores Roland Madden e Paul Julian. Apesar de sua maior influência convectiva nas regiões sudeste da Asia e norte da Oceania, ela também afeta com menor intensidade o Pacífico Oeste, a América do Sul e o Atlântico.

Com relação às características e às influências da Oscilação de Madden-Julian (OMJ) no Brasil e no entorno da América do Sul, analise as afirmativas a seguir.

I. A OMJ ora favorece, ora é neutra e ora desfavorece a formação de chuvas principalmente nas regiões Norte e Nordeste do Brasil.
II. Quando os movimentos subsidentes estão inibindo a formação de chuvas sobre a Indonésia, uma área de movimentos ascendentes favorece a formação de chuvas no Brasil.
III. A OMJ tem grande influência na ciclogenese tropical, provocando a formação de ciclones intertropicais na bacia sudoeste do Atlântico, próxima ao estado da Bahia.

Está correto o que se afirma em

Segundo a Organização Meteorológica Mundial (OMM), corrente de jato é definida como uma corrente de ar em forma de um estreito cano ou conduto, quase horizontal, geralmente próximo da tropopausa, cujo eixo localiza-se ao longo de uma linha de grande velocidade e de fortes cisalhamentos.

No que diz respeito às correntes de jato, assinale a afirmativa correta. 

A Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) é um sistema visualizado em imagens de satélite como uma banda de nuvens convectivas que se estende em uma faixa ao longo da região equatorial. Esse sistema é considerado o mais importante gerador de precipitação sobre a região equatorial dos oceanos Atlântico, Pacífico e Índico, assim como sobre áreas continentais adjacentes. Na região equatorial do Atlântico (60 W), em anos considerados normais a ZCIT apresenta oscilações sazonais de posição.

Com relação às oscilações sazonais de posição da ZCIT em anos considerados normais na região equatorial do Atlântico, analise as afirmativas a seguir.

I. Durante o período de agosto a setembro, alcança sua posição mais ao norte (em torno de 14⁰ N).
II. Durante o período de março a abril, alcança sua posição mais ao sul (em torno de 2⁰ S).
III. Essa migração sazonal está associada aos fatores que causam o fortalecimento ou enfraquecimento dos alísios (de nordeste e sudeste) e tem papel importante na determinação da estação chuvosa no norte da região Nordeste brasileira.

Está correto o que se afirma em

É comum para o leigo, no que diz respeito a meteorologia, confundir os conceitos de tempo, de clima e de previsões de tempo e clima.

Sobre o tema, leia o fragmento a seguir.

“O _____ é definido como o conjunto do estado das condições atmosféricas ou meteorológicas, ocorrido numa escala de poucas horas a poucos dias consecutivos; já _____ é definido a partir das médias observadas do tempo num longo período. Logo na previsão do _____, para minimizar os efeitos do caos atmosférico, várias simulações são realizadas para o mesmo período e, a seguir, a média dessas simulações é calculada a fim de fornecer a previsão sazonal do conjunto.”

Assinale a opção cujos termos completam corretamente as lacunas do fragmento.