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During the summer season of 2012, a network of high-speed cameras, called RAMMER network, recorded two bipolar flashes produced by a thunderstorm that occurred on March 13th. Data from BrasilDAT network provided location and peak current information for the events. Additional RAW data from the sensors, allowed more detailed analyses. Both bipolar flashes presented multiple negative return strokes, and there was intense recoil leader activity bellow cloud base. The objective of this work is the evaluation of the peak currents of those recoil leaders. The bipolar nature of these flashes allowed a unique way to calibrate the camera luminosity with the stroke peak currents estimated by the local lightning location system (LLS). Recoil leaders are commonly visible below cloud base during positive flashes development, but have not yet been observed during negative flashes in a similar fashion. The bipolar flashes observed had one positive return stroke and multiple negative return strokes that were used in the calibration process. In order to evaluate the recoil leaders peak current, the luminosity levels of each video were calibrated using the unsaturated pixel brightness levels during the negative return strokes and the data from the BrasilDAT LLS. The same high-speed camera used during the observation campaign was tested in laboratory to determine its CMOS sensor response curve. Through a scatter diagram of luminosity (estimated from the pixel intensity values) versus estimated peak current (provided by the BrasilDAT network), it was shown that both physical quantities are related. The calibrated pixel values were used to create equations to calculate the recoil leader peak currents. A total of 281 recoil leaders were identified, 191 in flash #1 and 90 in flash #2. Results show that recoil leader estimates are closely related to previous observations of cloud discharges by LLS. The geometric mean value was 1.06 kA, with a maximum of 7.7 kA. Less than 14% presented peak currents comparable to weak return strokes (> 2 kA).

Pesquisas têm mostrado ao longo dos últimos anos a relevância da modelagem climática global e regional para simular o clima presente e, principalmente, o futuro. Todavia, o Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas (PMBC, 2013) ressalta que há muitas incertezas nas formulações dos modelos numéricos para resolver o sistema climático e isto se reflete na magnitude dos erros sistemáticos das simulações. Esta avaliação dos erros, por sua vez, também contém as incertezas oriundas da qualidade das observações, cuja rede sobre a América do Sul, principalmente nas Regiões Norte do Brasil é deficiente do ponto de vista espacial e temporal.

No INPE vem sendo utilizado em forma operacional um Modelo Simples de Água no Solo (MSAS) que determina o campo de umidade para todo o Brasil. O mesmo utiliza as informações disponíveis de precipitação e de evapotranspiração potencial, calculada a partir de variáveis meteorológicas e uma classificação e parametrização do solo desenvolvida com base em informações de perfis de solos sobre toda a América do Sul. Nesse contexto, o objetivo do trabalho é descrever a variabilidade climática e espacial da umidade do solo simulada sobre a América do Sul e apresentar informações de umidade do solo factíveis de serem utilizadas em modelos atmosféricos como condições iniciais. Primeiramente foi realizado um levantamento das informações hidrometeorológicas disponíveis no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE, no Instituto Nacional de Meteorologia – INMET e na Agência Nacional de Águas – ANA, que permitam a estimativa da evaporação potencial. A partir das informações obtidas foram calculados os campos interpolados para a América do Sul para as variáveis: precipitação e evapotranspiração diária. Logo, realizou-se um controle de qualidade das variáveis de referência através da análise estatística dos campos interpolados diários, acumulados mensal e anual. Esta metodologia permite identificar regiões que apresentam desvios elevados, podendo concentrar o esforço nas mesmas a fim de reconhecer as estações de observação que são fontes de erro. As climatologias de umidade do solo obtidas para as diferentes regiões brasileiras são consistentes com as características hidroclimáticas.

A vegetação terrestre, especialmente florestas tropicais, libera grande quantidade de compostos orgânicos voláteis biogênicos (COVBs) para a atmosfera. Estima-se que as emissões globais de COVBs são dominantes (1150 Tg C/ano) em relação aos compostos orgânicos voláteis antrópicos (50 – 100 Tg C/ano). Em regiões tropicais, as emissões de COVBs correspondem aproximadamente a 70% das emissões totais, corroborando a importância que a Floresta Amazônica possui em relação às emissões globais de compostos naturais. A análise desses COVBs é útil para o entendimento regional e global da química da atmosfera, do ciclo do carbono e do clima. Estudos observacionais e de modelagem realizados em regiões florestais são úteis para um entendimento regional e global da química da atmosfera e mais especificamente da sua capacidade oxidativa. Neste estudo pretende-se obter informação da composição química da atmosfera da Floresta Amazônica através de medidas experimentais (aéreas e de superfície) e da utilização dos modelos CCATTBRAMS e MEGAN para investigar a emissão de COVBs, a capacidade oxidativa da atmosfera e fatores que alteram o regime de emissões dos COVBs. O experimento SAMBBA (do inglês, The South American Biomass Burning Analysis), que ocorreu durante o mês de setembro de 2012 na região Amazônica, forneceu medidas da química/física da atmosfera a partir da aeronave (FAAM BAE-146), sítio de superfície em Porto Velho (RO) e da torre de observação k-34 a noroeste de Manaus (AM). No âmbito desta proposta de doutorado, a integração e interpretação das observações prevê o uso do modelo CCATT-BRAMS acoplado ao modelo MEGAN. A realização do experimento SAMBBA forneceu uma valiosa base de dados que poderá ser incorporada nos modelos numéricos de qualidade do ar em desenvolvimento no INPE; em um primeiro momento na escala regional e posteriormente na escala global, oferecendo assim uma oportunidade única de avanço na compreensão e modelagem do sistema terrestre.

Na América Latina, o rápido processo de urbanização caracterizou-se principalmente por uma situação de desigualdade na distribuição de renda e nas precárias condições da saneamento básico. No Brasil, a Politica Nacional de Saneamento Básico de 2007 define como uma das diretrizes a prioridade para as ações que promovam a equidade social e territorial no acesso ao saneamento básico, mas a desigualdade de acesso aos bens de consumo coletivo, especialmente os relativos ao saneamento básico, revela heterogeneidades intraurbanas que correspondem à formas de estratificação caracterizadas principalmente pela segregação socioespacial. Sendo a cidade um produto do consumo coletivo, entende-se que seja premente a necessidade de qualificação e aprofundamento da discussão sobre equidade na acessibilidade a estes bens e serviços públicos e coletivos. A proposta desta tese é identificar o sistema de estratificação urbana à partir de um diagnóstico da desigualdade de acesso aos bens de consumo coletivo e da distribuição dos grupos sociais no espaço urbano, que utiliza a Região Metropolitana do Vale do Paraíba e Litoral Norte (RMVPLN) como área de estudo. Esta região apresenta condições históricas dispares mas alguns processos semelhantes no que diz respeito às desigualdades nas configurações da acessibilidade aos serviços públicos e à tendência à dispersão do tecido urbano metropolitano determinantes de um padrão desigual de consumo coletivo. A estratificação urbana será interpretada à partir da construção de um índice que utiliza parâmetros de investigação capazes de incorporar o consumo como componente central da relação população e ambiente. Parte da sistematização de indicadores de segregação residencial e indicadores parciais de cobertura e qualidade de acesso aos serviços e infraestruturas de saneamento: distribuição e abastecimento de água, de coleta, gestão e tratamento das águas residuais e dos resíduos sólidos urbanos; assim como aos equipamentos urbanos básicos. Estes indicadores serão avaliados em duas escalas espaciais: a metropolitana, cuja unidade de análise é o município, onde a delimitação administrativa e institucional nem sempre coincide com sua identidade político-econômica, e onde a interdependência das cidades cria um entrelaçamento formando cidades-regiões; e a escala intraurbana, cuja unidade de análise é o setor censitário do IBGE, e onde a localização determina a segregação, a coesão e a mobilidade das classes sociais, que por sua vez reestrutura o espaço interno das cidades.

A pesquisa de tese relaciona a conservação do solo e a produção de cana-de-açúcar no Estado de São Paulo baseando-se no período de 2005 até o presente e em cenários para os anos de 2020 e 2030. Para tanto, são consideradas três metodologias: o Índice de Conservação do Solo, baseado na estimativa da taxa de perda de solo via Equação Universal da Perda de Solo (EUPS); na modelagem de uso da Terra através do LUCCME (modelo espacialmente explícito para estudos de mudança de uso e cobertura da terra) e na produtividade em escala pontual do modelo INLAND (Modelo Integrado de Processos Superficiais). Como resultados tem-se até o momento o mapeamento da estimativa da perda de solo em (resolução de 30 metros); o mapeamento das situações de planejamento do Estado de São Paulo, o qual mostra as áreas onde as estimativas das taxas de perda de solo excedem a taxa de recuperação (e vice-versa) e as áreas onde o solo encontra-se esgotado (do ponto de vista da perda das suas funções ecossistêmicas); mapeamento do Índice de Conservação do Solo para o Estado de São Paulo. Atualmente a pesquisa encontra-se na fase de utilização do modelo LUCCME com o objetivo de determinar, no futuro, as áreas para onde a cana-de-açúcar se expandirá. Para tanto foi construído banco de dados com as variáveis biofísicas e socioeconômicas que potencialmente influenciam na expansão da cultura, foi criado plano celular de 1 km e está sendo realizada análise exploratória das variáveis. A etapa seguinte trata-se da obtenção dos dados de produtividade via modelo INLAND no período de 2005 até o presente e, após a inserção do Índice de Conservação do Solo no módulo de incertezas do mesmo, serão obtidos dos dados de produtividade no futuro. As análises e discussões finais da tese serão baseadas no resultado integrado das três etapas metodológicas descritas.

The study aims to assess the changes in the fluxes of the three main greenhouse gases (CO2, CH4 and N2O) due to land use changes (LUC) in the Brazilian semi-arid region during dry season (October to December) and rainy season (April-July). This region is known as Caatinga and has unique features, and covers about 11 % of the Brazilian territory (about 850 km2). It is a densely populated region and the shifting of native vegetation to pasture stands out among the major environmental problems related to the changes in land use and land occupation. Pastures and agricultural areas cover about 27 % of the Caatinga (201,786 m2 ). Such drastic changes in land together with the conditions of low nutrient availability in soils and irregular rainfall events, usually leads to soil degradation with direct effects on the dynamics of CO2, N2O and CH4. This experiment was conducted in the municipality of São João, in Pernambuco State (8◦5230″ S, 36◦2200″ W), in an Entisol with predominantly sandy texture. Samplings were performed in April 2012 (dry season) and August 2013 (rainy season). The fluxes were measured using static PVC chambers in periods of 30 minutes, and the design of this experiment consisted of two treatments: Native Vegetation – Caatinga (C) and grassland (P), distributed in 3 blocks (replicates). The CO2 fluxes were higher during the dry season (One-way ANOVA, p=0.000), with the highest emissions found in grassland (4.6 g m-2 d-1) and the lowest in the Caatinga (3.2 g m-2 d-1). During rainy season, there was no difference between treatments, and CO2 fluxes in Caating and grassland were, respectively, 3.4 g m2 d-1 and 3.6 m g -2 d-1. High emissions of N2O were found during the dry season (One-way ANOVA, p= 0.000), and the highest emissions were found in grassland (0.66 mg m2 d-1) and the lowest in the Caatinga (0.33 mg m2 d-1). During the rainy season there was no significant difference between treatments, and the fluxes were 0.03 mg m2 d-1 in the grassland and 0.01 mg m-2 d-1 in the Caatinga. There was no significant difference between fluxes of CH4 for treatments or seasons. During dry season, high soil temperatures (31.3 ◦C) were observed, which was 17 % higher than the temperature measured in the rainy season (24.5 ◦C), and air temperature (29.6 ◦C), which was 10% higher than the temperature found in the rainy season (25.5 ◦C). These preliminary results may suggest a possible trend of increasing CO2 and N2O by elevation of temperature, which is strongly influenced by changes in land cover in this biome. The results of this research will also be used for future comparisons with similar regions located in the Brazilian Northeast, as well as in other semi-arid regions of the planet.

O presente trabalho tem por objetivo analisar a dinâmica da cultura de eucalipto e a sua expansão sobre a região do Vale do Paraíba Paulista. Através do SPRING Sistema de Informação Geográfica desenvolvido pelo INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais -, foi realizado o processamento e classificação de imagens do satélite Landsat 5 utilizando o NDVI Índice de Vegetação Normalizado pela Diferença que permitiu a divisão da vegetação em classes de Floresta, Não Floresta e Transição. Após este processo, foi utilizado um classificador automático para a classificação da região nas várias classes de interesses de estudo. A pesquisa realizada consiste em uma análise multitemporal da região no período entre 1986 e 2010, com recortes de cinco anos, concluída no último ano com as classificações de 2000 e 2005, completando o ciclo de estudo proposto. Com os dados de classificação realizados, foram relacionados os dados do Censo do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) para todo o período possibilitando a avaliação econômica da área. Verifica-se que entre 2000 e 2005 houve uma diminuição da área de lavoura temporária de 34.639ha para 31.680ha e nota-se uma dependência do setor em relação às indústrias de papel e celulose. As características geomorfológicas da bacia foram extraídas a partir do Modelo Digital de Elevação obtido por meio do SRTM (Shuttle Radar Topography Mision), utilizando o SIG Terra/Hidro. O Algoritmo HAND (Height Above the Nearest Drainage) possibilitou a divisão do terreno em diferentes ambientes hidromorfológicos. Este procedimento permitiu identificar os ambientes onde há predominância da cultura de eucaliptos, relacionando-os com a rede de drenagem. Com os últimos anos adicionados, foi observado um crescimento de áreas de silvicultura e sua predominância em áreas de vertentes e o resultados para os anos de 2000 e 2005 foram os seguintes, respectivamente: em áreas de vertentes um total de 54% e 47%; em topos de morro 26% e 27% e em baixio 20% e 26%.