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The side effect of the expansion of agricultural activities in the Brazilian Cerrado resulted in a loss of its native vegetation, biodiversity decline, and increasing greenhouse gas emissions. Recent expansion has mainly occurred in the northern Cerrado, a region known as MATOPIBA, which is the latest agricultural frontier in Brazil and is largely cultivated for agricultural commodities. In this paper, we investigate the spatiotemporal behaviour of Cerrado vegetation and agricultural areas in the Cerrado MATOPIBA (CM) region between 1990 and 2017. Moreover, we analyse the planted area expansion of soybean and other important crops for the region and their productivity, and examine how pasturelands have changed over time. We also present a map of private rural lands and analyse whether they comply with the national Forest Code (FC) regarding in-farm areas of natural vegetation that ought to be preserved by law. Finally, we estimate how much of the current deforestation rates could be avoided in the CM region if the Soy Moratorium (SoyM) or the FC are implemented. Results show a loss of almost 8.4 Mha of the Cerrado vegetation in the study area and an expansion of 4.3 Mha of agricultural lands between 1990 and 2017. Our analysis indicates that soybean planted areas expanded by 326% between 2000 and 2017 and that soybean average productivity increased from 2483 kg/ha in 2000 to2906 kg/ha in 2017. In addition to soybean, other crops also contributed to the agribusiness economy in the CM region, with corn being the crop with the greatest expansion of planted areas over the same period (643,443 ha), and cotton the cultivation with the highest increase in productivity (from 2300 kg/ha to 3822 kg/ha) in these 17 analysed years. Pasturelands expanded from 6.4 Mha in 2000 9.8 Mha in 2017. In 2018, private rural properties consisted of only 7188 large properties and occupied 19.5 Mha, whereas small and medium properties accounted for 136,586 farms and covered a total of only 17.5 Mha. With respect to the national FC, the deficit of preservation areas in the CM region, in relation to the agricultural area of each municipality, totalled almost 1.4 Mha in 2017, with large properties responsible for 57% of this deficit. Looking at the policies and mechanisms to protect the native vegetation of the CM region, we have that 17,219,250 ha can still be deforested on the rural properties in this region; and, if the SoyM was expanded to the Cerrado MATOPIBA region, almost 900,000 ha covered by native vegetation on the categories of farms selected would have been prevented to be converted to soybeans since 2010. The findings from this paper provide a comprehensive understanding of the land use and land cover changes and of the Cerrado deforestation patterns in the CM region for the last decades, and gather information on conservation policies in place to suggest improvements. Several datasets were combined, mainly focus on quantitative analysis, to investigate the geospatial dynamics of natural and agribusiness areas in the study region, and suggest the need to reinforce the preservation of Cerrado native vegetation areas, particularly those that are liable to be legally deforested.

Este trabalho, iniciado em agosto de 2020, tem como objetivo a geração de um Ano meteorológico Típico para regiões do Brasil. O TMY (Typical Meteorological Year) é uma base de dados bastante aplicada no setor de energia solar, principalmente no dimensionamento de plantas de geração fotovoltaica. Apenas algumas localidades no Brasil já possuem os dados processados, portanto o desenvolvimento de um pacote computacional que processe e disponibilize os dados de TMY para qualquer região do Brasil é traz contribuição importante para o setor energético do país fornecendo assim informações relevantes e que agregaram ainda mais ao mercado solar no país. A metodologia para determinação do TMY é um está bastante consolidada na literatura científica e consiste na aplicação de métodos estatísticos para análise de dados meteorológicos que melhor a fim de identificar aqueles meses que representam as condições meteorológicas típicas tomando como base a climatologia de um período de 30 anos . O projeto teve como resultados o desenvolvimento da metodologia para determinação de ano meteorológico típico e a realização do mesmo com base em dados observados em estações meteorológicas automáticas operadas pelo INMET para o período de 2000 a 2018.

A reconstrução 3D do canal do raio é um dado muito importante na pesquisa em eletricidade atmosférica, pois proporciona o entendimento do comportamento da descarga líder antes e depois de tocar o solo. Esse projeto visa facilitar a reconstrução 3D do canal do raio a partir da instalação de equipamentos capazes de adquirir imagens da sua propagação e conexão com o solo. Nas imediações do INPE, foram instaladas câmeras de alta velocidade com a finalidade de obter imagens das conexões de raios a duas torres de aproximadamente 40 m de altura. Essas câmeras têm capacidade de gravação de no mínimo 30.000 imagens por segundo, gerando arquivos de vídeo muito pesados, e por conta disso, as gravações devem conter somente o tempo entre a propagação e a conexão de um raio com o solo. Considerando que o tempo entre a propagação em direção ao solo e a conexão, de uma descarga elétrica não ultrapassa um segundo, muitas vezes o responsável pela aquisição das imagens não tem reflexo suficiente para fazer o acionamento manual desse tipo de câmera, resultando na perda da captura das imagens da descarga líder. Foram também instaladas câmeras de vigilância por serem um meio de adquirir dados visuais de raios que, apesar de serem gravados em baixo nível de detalhamento, geram horas de conteúdo com pouca chance de um raio passar despercebido. Entretanto, como a taxa de aquisição dessas câmeras de vigilância não eram superiores a 60 imagens por segundo, os resultados não foram satisfatórios, pois a qualidade de imagem não atendia os requisitos para reconstrução 3D resultando muitas vezes em apenas um quadro contendo a imagem da descarga elétrica. Tanto os sistemas de câmeras de alta velocidade quanto os de vigilância foram instalados na torre do CEA. Outro local onde as câmeras de vigilância foram instaladas é a torre pertencente ao CTA. Além disso, para garantia de captura das imagens de raios com melhor resolução espacial e temporal, foi utilizada a câmera da marca Eken, modelo H9R (resolução de 720p à 120 imagens por segundo) instalada no laboratório de monitoramento (prédio CCST) para gravar de forma manual durante toda a tempestade. Por conta da dificuldade de aquisição de boas imagens dos raios em razão das imediações do INPE não proporcionarem um bom campo de visão para as câmeras, a maioria dessas câmeras foram transportadas para o exterior a fim de que terceiros façam a captura de imagens em regiões mais convenientes, e assim compartilharmos os dados. Somando isso com a pandemia, não havia mais tanta demanda de trabalho a não ser trabalhar com os dados já adquiridos pela equipe. Desde então temos trabalhado em uma forma de catalogar todas as imagens de raios já adquiridos desde o início dessa pesquisa no INPE em forma de um diário, que contenha além da imagem das descarga elétrica, dados sobre o tipo de raio, o horário exato da conexão e a câmera que fez a captura da imagem. Por ser um trabalho extremamente extenso, esse tem ocupado toda a carga horária em home office.

A Mata Atlântica é o bioma brasileiro que mais sofreu com o desmatamento, comprometendo o elevado potencial de fornecimento de serviços ecossistêmicos das suas florestas. Devido ao seu elevado grau de endemismo e intensa ameaça antrópica, a Mata Atlântica figura hoje como um dos hotpots de biodiversidade. Para reverter esse cenário, ações de reflorestamento com espécies nativas da Mata Atlântica vêm sendo incentivadas. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a sazonalidade do crescimento do tronco e de produção de serrapilheira em três fragmentos de florestas da Mata Atlântica em diferentes estágios de regeneração ~5 anos (RP), ~12 anos (R12) e ~40 anos (R40). A pesquisa foi desenvolvida na Estação Experimental Ecohidrológica de São Francisco Xavier (EEE-SFX). Sob administração do LabEcoh/INPE, a EEE-SFX está instalada na propriedade particular Fazenda da Serra, localizada Área de Proteção Ambiental de São Francisco Xavier (APA-SFX), distrito de São José dos Campos, SP. O período de análise dos dados foi de junho de 2019 a abril de 2021. O crescimento diamétrico foi avaliado por meio do monitoramento mensal de sessenta dendrômetros de fita distribuídos igualmente nos três fragmentos. A produção de serrapilheira foi avaliada por meio de trinta coletores de serrapilheira, distribuídos igualmente nos três fragmentos. A precipitação mensal foi obtida da estação meteorológica instalada na EEE-SFX. A análise dos mostrou que i) o crescimento do tronco ocorre prioritariamente no período chuvoso; respectivamente 73,7%; 84,4% e 91,9% do crescimento total registrado ao longo dos 22 meses de monitoramento ocorreu no período chuvoso (outubro a abril); ii) a produção de serrapilheira ocorre principalmente no período seco (junho a setembro), com menor produção na RP (5,59 Mg ha-1ano-1) comparada às demais áreas (R12, 9,08 Mg ha-1 ano-1 e R40, 8,54 Mg ha-1ano-1); iii) as árvores da área de regeneração mais recente (RP) apresentaram maior crescimento acumulado no período (Comprimento na Altura do Peito, CAP de 113,3 cm) do que nas áreas de regeneração mais antiga (R12, CAP de 77,8 cm e R40, CAP de 31,8 cm).

Os relâmpagos são um importante objeto de estudo para se determinar quando e onde irão se conectar com o solo, ou subir para nuvens, para se poder adequar a proteção necessária no local, contra as descargas atmosféricas. As redes de detecção BrasilDAT e RINDAT desempenham esse papel, sendo aqui estudadas quanto a eficiência em determinação do local exato em que um relâmpago ocorreu, tendo então, como objetivo deste trabalho, a análise de erro de detecção destas redes. Utilizou-se de dados disponíveis das redes de detecção, dispostos em uma planilha para cada dia de medição, contendo a data de ocorrência, especificação da rede, horário em precisão de milissegundos, longitude e latitude, corrente e outras informações. Por meio de registros desses relâmpagos utilizando câmeras de alta velocidade na região do Pico do Jaraguá, comparou-se os dados de detecção fornecidos por essas redes. Sabendo a localização real do relâmpago, e comparando com a localização fornecida pelas redes, foi calculado o erro de localização na escala em metros. Após, foram elaborados gráficos comparativos dos erros, plotando, no software online Geogebra, a latitude e longitude, e definindo a distância entre os pontos (componentes de um mesmo relâmpago). Foi separado por rede para melhor visualização e estudo. Pôde-se observar que a rede BrasilDAT possui erro médio de 2301 ± 3577 metros para nuvem solo, com mínimo de 97,9 metros e máximo de 16811,2 metros; e 8204 ± 23633 metros para raios intranuvem, com mínimo de 82,7 metros e máximo de 99111,2 metros. A rede RINDAT possui erro médio de 6706 ± 9131 metros, com mínimo de 152,1 metros e máximo de 37111 metros. A rede Rindat possui um erro de localização muito maior que a Brasildat, assim como os raios intra nuvem (btin) possuem maior erro do que os nuvem-solo (btns). Isso se deve, provavelmente, pela menor precisão da corrente elétrica, não sendo detectado tão facilmente ou fidedignamente pela rede. Já em comparação entre as redes, a primeira rede é mais atualizada e cumpre com suas devidas manutenções, podendo ser uma causa da fonte de erros. Outro fator que deve ser considerado é algum tipo de falha na detecção da câmera com relação ao horário exato do relâmpago, sendo analisada então, uma descarga que não ocorreu. Conclui-se que a rede Brasildat é superior à Rindat com relação a medição correta do local de descarga de um relâmpago, porém, deve-se levar em conta o tipo de descarga analisada, maior número de casos e tendo maior cautela quanto à análise do horário da ocorrência do relâmpago.

Após a Revolução Industrial o mundo presenciou um grande crescimento de centros urbanos. Êxodo rural, crescimento acelerado e descontrolado são ações que fazem parte desse contexto. Com a formação de grandes centros urbanos surge o conceito de ilha de calor urbano, um efeito colateral desse crescimento. O presente estudo parte da hipótese de que o crescimento urbano traz como consequência o aumento dos eventos extremos de tempo e clima e desta forma podem influenciar na frequência de eventos de descargas atmosféricas. Para isso optou-se por observar as descargas atmosféricas nas três maiores regiões metropolitanas do estado de São Paulo no período de 2013 a 2019, bem como sua relação com a impermeabilização e temperatura de superfície, além de possíveis relações com a elevação do terreno. Os dados de descargas atmosféricas são provenientes da rede BrasilDat e de temperatura do solo da USGS. Através das análises preliminares foi possível observar um comportamento padrão na quantidade anual de descargas nesses centros urbanos, como a possível influência do relevo na ocorrência de descargas e o efeito do calor urbano.

Este trabalho tem como objetivo a continuidade ao projeto de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação em andamento desde agosto de 2020, visando apoiar a Divisão de Impacto, Adaptação e Vulnerabilidade (DIIAV), auxiliando no gerenciamento da estrutura de dados do projeto de pesquisas ambientado globalmente. Dentre alguns dos desafios científicos comumente encontrados atualmente, são os relacionados a diversidade e quantidade de informações espaciais e temporais geradas dentro da divisão. O gerenciamento, manipulação e análise destes dados, necessitam de um contínuo desenvolvimento e aprimoramento do sistema ao qual é realizado a organização e leitura destas informações, obtendo assim uma estruturação mais eficiente e dinâmica. Inicialmente o trabalho tratou de identificar possíveis melhorias no portal da divisão com a utilização de programação em PHP, Bootstrap e WordPress. Com o intuito de se obter uma maior eficiência nas implementações, utilizou-se dados coletados por meio do Google Analytics, que desta forma possibilitou analisar e converter estas informações em melhorias para a plataforma e alcançar o aprimoramento ao acesso às publicações realizadas pelos pesquisadores da DIIAV assim como o público em geral. Nesta nova etapa do projeto, houve a necessidade de treinamentos na utilização de ferramentas específicas para o desenvolvimento do portal, abrangendo os já mencionados: WordPress, linguagem em PHP, Bootstrap, Java Script, dentre outros. A princípio, foi realizado algumas melhorias relacionadas a configuração e manutenção de plug-ins, como exemplo o Smart Slider, afim de aprimorar a visualização de slides dentro da página home do tema padrão da DIIAV. Já em relação a estruturação e endentação do código, foram efetuadas algumas modificações para uma melhor organização e aparência dos ícones e imagens, visando um maior aproveitamento de editores de imagem e assim desenvolver novos ícones e banners para uma estrutura visual mais agradável e estruturada do portal. Dentro deste contexto e, seguindo o cronograma do projeto, um dos próximos passos serão a inclusão de menus suspensos (Drop Down) que estão acomodados nos menus laterais, possibilitando um upgrade estético e organizado para o layout do portal, além de um maior aprofundamento nos estudos do Google Analytics, permitindo assim a atualização das ferramentas disponibilizadas pelo portal, integração de novas bases de dados, acompanhamento e apoio na geração de índices de atendimento aos usuários internos e externos da DIIAV.

No início do século XX, a urbanização e ocupação de espaços privilegiados em detrimento de espaços de baixada e próximos a várzea. As baixadas foram ocupadas por uma população, em sua maioria, com carências socioeconômicas, formando-se conjuntos de habitações suscetíveis à alagamentos e enchentes. Para trazer reconhecimento de direitos a esses ocupantes, foi realizado um trabalho de regularização fundiária pela Universidade Federal do Pará – UFPA, em conjunto com entes públicos do Estado e da União. O artigo objetiva apresentar e comparar o grau de vulnerabilidade socioambiental da área da gleba C da UFPA no município de Belém, objeto de atividade de regularização fundiária, aplicando indicadores e índices relacionados às questões sociais, econômicas, jurídicas e ambientais. Os resultados mostram que o grau de vulnerabilidade é alto nos anos pesquisados, concluindo que o trabalho de regularização jurídica realizada na área foi apenas patrimonial, a fim de transferir responsabilidades de uso da terra aos moradores beneficiários e de reconhecimento de direito desse título por força de lei. Um trabalho efetivo de regularização fundiária deveria envolver um conjunto de órgãos responsáveis pela área social, ambiental, urbanístico e fundiário para que, de forma concatenada e a longo prazo, realizar os trabalhos necessários para que os resultados sejam captados pelos indicadores e que efetivamente diminuam o grau de vulnerabilidade socioambiental na área estudada.

This study was financed in part by the Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Finance Code 001. N.S.C., A.C.M.P., J.B.C.R, P.M.F. and L.E.O.C.A. thank the Brazilian National Council for Scientific and Technological Development (CNPq) for funding (processes 140379/2018-5, 140877/2018-5, 301597/2020-0, 311103/2015-4 and 305054/2016-3, respectively). A.P.-L. thanks the São Paulo Research Foundation (FAPESP; process 2016/21043-8) for funding. V.H. was supported by a NERC GW4+ Doctoral Training Partnership studentship from the Natural Environment Research Council (NE/L002434/1). D.M.L. acknowledges funding from FAPESP (2015/02537-7) and from the AIMES (Analysis, Integration and Modelling of the Earth System) programme. A.A., C.S. and P.B. were funded by Global Wildlife Conservation (grant no. 5282.019-0285) and Climate Land Use Alliance (G-2010-57219). E.B. and J.B. were funded by the UK Research and Innovation (NE/S01084X/1) and the BNP Paribas Foundation (Bioclimate). J.F., E.B. and J.B. thank CNPq for funding (processes 441573/2020-7, 441659/2016-0, 441949/2018-5, and 420254/2018-8). L.O.A. thanks the Inter-American Institute for Global Change Research (IAI; process SGP-HW 016), the CNPq (processes 441949/2018-5 and 442650/2018-3), and FAPESP (processes 2016/02018-2, 2019/05440-5, and 2018/14423-4) for funding. The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript. This Correspondence presents the personal views of the authors based on their scientific expertise but is not aimed at representing the official positions of their own organizations. Portuguese and Spanish versions of this Correspondence are provided at https://github.com/celsohlsj/ngeo_correspondence.

With deforestation and associated fires ongoing at high rates, and amidst urgent need to preserve Amazonia, improving the understanding of biomass burning emissions drivers is essential. The use of orbital remote sensing data enables the estimate of both biomass burning emissions and deforestation. In this study, we have estimated emissions of particulate matter with diameter less than 2.5 µm (PM2.5 ) associated with biomass burning, a primary human health risk, using the Brazilian Biomass Burning emission model with Fire Radiative Power (3BEM_FRP), and estimated deforestation based on the MapBiomas dataset. Using these estimates, we have assessed for the first time how deforestation drove biomass burning emissions in Amazonia over the last two decades at three scales of analysis: Amazonia-wide, country/state and pixel. Amazonia accounted for 48% of PM2.5 emitted from biomass burning in South America and current deforestation rates have reached values on par with those of the early 21st Century. Emissions and deforestation were concentrated in the Eastern and Central-Southern portions of Amazonia. Amazonia-wide deforestation and emissions were linked through time (R = 0.65). Countries/states with the widest spread agriculture were less likely to be correlated at this scale, likely because of the importance of biomass burning in agricultural practices. Concentrated in regions of ongoing deforestation, in 18% of Amazonia grid cells PM2.5 emissions associated with biomass burning and deforestation were significantly positively correlated. Deforestation is an important driver of emissions in Amazonia but does not explain biomass burning alone. Therefore, future work must link climate and other non-deforestation drivers to completely understand biomass burning emissions in Amazonia. The advance of anthropogenic activities over forested areas, which ultimately leads to more fires and deforestation, is expected to continue, worsening a crisis of dangerous emissions.

This study evaluates the projected changes in the atmospheric water budget and precipitation under the RCP8.5 scenario over two CORDEX-CORE domains: South America (SAM) and Europe (EUR). An ensemble of five twenty-first century projections with the Regional Climate Model version 4 (RegCM4) and their driving Global Climate Models (GCMs) are analyzed in terms of the atmospheric water budget terms (precipitation, P; evapotranspiration, ET; and moisture flux convergence, C). Special focus is on four subregions: Amazon (AMZ), La Plata basin (LPB), Mid-Europe (ME) and Eastern Europe (EA). The precipitation change signal in SAM presents a dipole pattern, i.e. drier conditions in AMZ and wetter conditions in LPB. Over the two European regions a seasonality is evident, with an increase of ~ 25% in precipitation for DJF and a decrease of ~ 35% in JJA. The atmospheric water budget drivers of precipitation change vary by region and season. For example, in DJF the main drivers are related to the large-scale moisture flux convergence, while in JJA over the AMZ atmospheric moisture flux convergence plays only a minor role and local processes dominate. For JJA in the GCMs the high values of the residual term do not allow us to assess which mechanisms drive the precipitation change signal over the AMZ and LPB, respectively. Same conclusions are found for the RegCM4 JJA simulations over the LPB and EA. This points to the importance of the spatial resolution of climate simulations and the role of parameterization schemes in climate models. Our work illustrates the usefulness of analyzing regional water budgets for a better understanding of precipitation change patterns around our globe.

Light is an important signal for fungi in the environment and induces many genes with roles in stress and virulence responses. Conidia of the entomopathogenic fungi Aschersonia aleyrodis, Beauveria bassiana, Cordyceps fumosorosea, Lecanicillium aphanocladii, Metarhizium anisopliae, Metarhizium brunneum, Metarhizium robertsii, Simplicillium lanosoniveum, Tolypocladium cylindrosporum, and Tolypocladium inflatum were produced on potato dextrose agar (PDA) medium under continuous white light, on PDA medium in the dark, or under nutritional stress (= Czapek medium without sucrose = MM) in the dark. The conidial tolerance of these species produced under these different conditions were evaluated in relation to heat stress, oxidative stress (menadione), osmotic stress (KCl), UV radiation, and genotoxic stress caused by 4nitroquinoline 1-oxide (4-NQO). Several fungal species demonstrated greater stress tolerance when conidia were produced under white light than in the dark; for instance white light induced higher tolerance of A. aleyrodis to KCl and 4-NQO; B. bassiana to KCl and 4-NQO; C. fumosorosea to UV radiation; M. anisopliae to heat and menadione; M. brunneum to menadione, KCl, UV radiation, and 4-NQO; M. robertsii to heat, menadione, KCl, and UV radiation; and T. cylindrosporum to menadione and KCl. However, conidia of L. aphanocladii, S. lanosoniveum, and T. inflatum produced under white light exhibited similar tolerance as conidia produced in the dark. When conidia were produced on MM, a much stronger stress tolerance was found for B. bassiana to menadione, KCl, UV radiation, and 4-NQO; C. fumosorosea to KCl and 4-NQO; Metarhizium species to heat, menadione, KCl, and UV radiation; T. cylindrosporum to menadione and UV radiation; and T. inflatum to heat and UV radiation. Again, conidia of L. aphanocladii and S. lanosoniveum produced on MM had similar tolerance to conidia produced on PDA medium in the dark. Therefore, white light is an important factor that induces higher stress tolerance in some insect pathogenic fungi, but growth in nutritional stress always provides in conidia with stronger stress tolerance than conidia produced under white light.