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De modo a exercitar os conceitos sobre o paradigma Autômatos Celulares, o exercício intitulado Fire in the Forest (Fogo na Floresta) foi resolvido agrupando-se dois trechos de código conforme melhor detalhado no tópico 2 do presente relatório , desenvolvidos em linguagem de programação LUA, utilizando-se editor de texto ZeroBrane Studio e interface de desenvolvimento TerraME. O exercício solicita investigar o modelo Fire in the Forest e analisar os resultados relacionados: (i) à duração do fogo, (ii) ao número de células queimadas e, (iii) ao número de células de florestas que se conservam ao final das simulações. Ainda, solicita que, para cada percentual (variando de 0% a 100%) de floresta no estado inicial, 50 simulações sejam executadas.

O presente trabalho faz uso de um Modelo de Balanço de Energia (Energy Balance Model EBM), iterativo, para avaliar o seu comportamento em conseqüência de variações em alguns dos parâmetros de entrada. Variações em tais parâmetros permitem responder às perguntas listadas no quadro resumo do Anexo 1, que contempla análises de sensibilidade. Neste quadro há referências para as respostas ao longo do presente documento, tanto para parágrafos discursivos quanto para gráficos elaborados (a partir de dados/informações resultantes da execução do modelo) para suportar as análises.

O presente trabalho implementa e discute o modelo de Balanço de Energia Zero- Dimensional aplicado ao planeta Terra. A implementação é feita através de modelagem matemática, transcrevendo as equações resultantes do balanço de energia para um código (script) em linguagem de programação LUA, utilizando-se editor de texto ZeroBrane Studio e interface de desenvolvimento TerraME. Com base no modelo implementado e em conceitos vistos em aula, o trabalho também se propõe a responder perguntas que correlacionam, de um modo geral, a temperatura efetiva (temperatura da superfície) do planeta com o albedo do mesmo e a constante solar. O Anexo 1 traz um quadro resumo das perguntas e onde encontrar as respectivas respostas ao longo deste documento; há referências para os gráficos resultantes da execução do modelo que se enquadram como evidência para algumas dessas respostas.

Inthischapter,thedescriptionofthemethodcalledGeneralized Extremal Optimization (GEO) is presented, including a brief history, the algorithm, and its application to the inverse radiative transfer problem, for the determination of the optical thickness, single scattering albedo, and diffuse reflectivities in the internal part of the boundary surfaces of one-dimensional homogeneous participating media. The results obtained with a variant of the canonical method, called GEOSubscript v a r var,are compared with those obtained with the GA and SA methods, as well as with a hybridization of the GEO method with the SA method (GEO+SA).

O processo de urbanização do território amazônico tem sido apreendido de forma inadequada e incompleta nas agendas globais para a sustentabilidade urbana. Isso mostra a deficiência dos aparatos técnico-operacionais dessas agendas como ferramentas avaliativas, no contexto de um urbano gerado e consolidado em um ambiente de complexidade e diversidade socioambiental. Este artigo procura contribuir para esse debate e contempla cinco dimensões temáticas relacionadas ao processo de urbanização na Amazônia socioambiental, econômica, gestão pública, educação e organização social e sugere estratégias para adaptação de alguns indicadores de sustentabilidade urbana existentes a um contexto socioterritorial específico, a Mesorregião do Marajó, no estado do Pará (Brasil). Para tal, adotam-se os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) como base para discussão e são sugeridas novas métricas para a sustentabilidade urbana. Os resultados foram sistematizados em um quadro síntese de indicadores que podem ajudar a entender a sustentabilidade urbana em um contexto de diversidade e complexidades, destacando a importância da interdisciplinaridade para a compreensão de elementos sutis que ressaltam iniciativas de urbanização que não se adequam ao modelo e narrativa única sobre o que se entende por cidade e pelo fenômeno urbano.

 O enfrentamento às emergentes, complexas e urgentes questões relacionadas às mudanças do clima demanda um esforço contínuo e sistematizado de articulação inter e transdisciplinar. O Sistema de Informações e Análises sobre os Impactos das Mudanças do Clima (AdaptaBrasil MCTI) consolida, integra e dissemina informações que possibilitem o avanço das análises dos impactos das mudanças do clima, observados e projetados no território nacional, dando subsídios às autoridades competentes pelas ações de adaptação. Com a crescente importância do AdaptaBrasil MCTI, faz-se necessário desenvolver atividades específicas de comunicação das informações da plataforma. Este documento apresenta um plano de comunicação para o AdaptaBrasil MCTI, permitindo que, a partir de seu site e redes sociais, sejam compartilhadas mensagens-chave por meio de informações relacionadas aos dados da plataforma, incluindo recursos hídricos, segurança alimentar, segurança energética, saúde, infraestrutura, desastres e demais setores que venham a ser publicados na plataforma. Isto permitirá aos usuários uma experiência completa para a análise de dados sobre mudanças no clima e uma reflexão sobre os possíveis impactos em diferentes localidades do Brasil. A construção de um Plano de Comunicação para a Plataforma AdaptaBrasil MCTI é essencial para identificar os principais canais de informação e fortalecer sua marca e presença digital, abrindo oportunidades para a sociedade conhecer melhor a plataforma, aumentando seu potencial de uso. A divulgação dos produtos, lançamentos de novos Setores Estratégicos e pesquisas científicas também são importantes e propiciam uma distribuição mais assertiva para o público alvo desejado, destacando os principais meios de veiculação de informações nas mídias como o site do AdaptaBrasil MCTI, redes sociais e jornais.

O acesso à água potável é reconhecido como um direito humano e, portanto, deve ser universal e equitativo. Pesquisas indicam que as desigualdades no acesso à água potável representam barreiras a serem superadas para a plena consolidação do direito a esse recurso, com destaque para países de baixa e média renda como o Brasil. A utilização de métricas baseadas em médias de acesso à água potável pode não representar as desigualdades. A adaptação de índices de desigualdades socioeconômicos para o acesso à água para consumo humano se apresenta como uma alternativa a fim de identificar as lacunas de abastecimento de água e direcionar as ações para o alcance progressivo da universalização. O acesso à água segura se refere à água potável de uma fonte de água melhorada que seja acessível nas instalações, disponível quando necessário e livre de contaminação fecal e química. Esta pesquisa objetivou analisar o acesso à água segura e as respectivas desigualdades em todos os municípios brasileiros através de dados domiciliares e de setores censitários do Censo Demográfico de 2010. Os acessos à água segura para setores censitários, municípios, estados, Grandes Regiões e país foram investigados com auxílio do Método do Processo Analítico Hierárquico para obtenção de pesos diferenciados para as formas de abastecimento de água considerando dimensões de acessibilidade, disponibilidade e qualidade da água. As desigualdades foram analisadas pela adaptação de índices derivados da Curva de Lorenz (Índice de Gini, Coeficiente de Concentração e Índice de Dissimilaridade) com base em recomendações de pesquisas anteriores realizadas no país e uma extensiva comparação da literatura internacional. Os resultados mostraram que as menores taxas de acesso à água segura e os maiores valores dos índices de desigualdades ocorreram nas Regiões Norte e Nordeste. Os municípios com valores significativos dos índices de desigualdades são classificados como predominantemente rurais e têm Produto Interno Bruto per capita inferior às médias dos estados nos quais se localizam. Foi possível identificar esses municípios e os que não se enquadram nessas realidades, mas requerem atenção no que tange a garantia do acesso igualitário à água. As amplitudes dos resultados dos índices de desigualdades revelam desigualdades significativas intra municipais, intra estaduais e intra {{regionais;}} e municípios com taxas similares de acesso à água segura com distintos níveis de desigualdades. As desigualdades no acesso à água potável ficaram mais evidentes pelo Índice de Gini adaptado, além desse apresentar melhor correlação no comparativo dos índices para unidades de análise distintas: setores censitários e quintis dos moradores em domicílios particulares permanentes. Esta pesquisa contribui com uma análise inédita no Brasil e sua metodologia pode ser adaptada para avaliar as disparidades no acesso ao saneamento, comparar o acesso à água segura e ao saneamento entre grupos populacionais, e replicar para o contexto de outros países.

The main objective of the thesis is to provide a past-present-future perspective of climate changes and terrestrial ecosystem responses in South America. The first part investigates the vegetation response to a temperature increase from the Last Glacial Maximum (LGM) to the pre-industrial era. In order to verify the most affected biomes and explore how they might react to future warming it was employed the Center for Weather Forecasting and Climate Studies Potential Vegetation Model version 2 model (CPTEC PVM2). In addition, to determine the influence of each climate parameter on biome distribution, sensitivity experiments for both LGM and future scenario were run, considering the anomalies of CO2, precipitation and temperature separately. The results for the LGM indicate grassland expansion in southern Brazilian highlands and the persistence of the Amazon rainforest under colder and drier conditions. The western and central Amazon forest remained due to negative temperature anomalies, while a decrease in precipitation led to changes in the eastern portion. The reliability of computed precipitation anomalies and simulated potential vegetation for LGM is validated with compilation of 149 published vegetation and hydroclimate records. Results reaffirmed paleo studies that claim that changes in monsoon intensity cannot be used as the main driver for vegetational changes/stability across the Amazon biome, and that lower temperatures in combination with substantially lower CO2 are important controlling factors during the LGM. In contrast, for the future +4°C warming scenario, biome shifts will be driven by changes in precipitation. Savanna/Cerrado is projected to expand, while the Amazon forest, Tropical seasonal forest, and Caatinga may decrease. In the future warming scenario increasing temperatures with reduction in precipitation neutralize the potential gain in biomass from the positive effect of CO2 fertilization. The thesis also investigates the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) as a potential main driver of warming/cooling scenarios and changes in precipitation in South America during the last millennium. This study evaluates AMO influence on atmospheric dynamics, precipitation and consequently {{δ18O}} of precipitation in South America using the water isotope-enabled version of the Community Earth System Model version 1.2 (iCESM1.2) forced with cold and warm AMO phase sea surface temperature fields. The model-derived AMO signal for the region under the influence of the Atlantic ITCZ aligns with proxy reconstructions, indicating changes in ITCZ during the Little Ice Age (LIA). One implication of these findings is that a change in the core strength of the ITCZ, caused by a persistent cold AMO, might have contributed to dry conditions over the northernmost part of South America and increased precipitation along the coastal area of northeastern Brazil during the LIA. Hydroclimatic spatiotemporal patterns during last millennium in other regions of South America remain puzzling. The study also warns that caution should be exercised when interpreting records reflecting annual means, as they may actually record signals of seasonal variability rather than ITCZ shifts. This thesis contributes to our understanding of past and future climate changes and terrestrial ecosystem responses in South America, highlighting the importance of considering both simulations and paleo records as neither available paleorecords nor state-ofthe- art models alone are conclusive, especially under extremely heterogeneous and complex environmental conditions.  

Synthesis science is an emergent research field for harmonizing different data, concepts, and theories to create new insights and endorse novel approaches. Here we provide a brief general overview of synthesis science, emphasize the geographically biased location of synthesis centers一particularly their paucity in the Global South一and highlight the pioneering role of the Synthesis Center on Biodiversity and Ecosystem Services (SinBiose, CNPq) concerning transdisciplinary aspirations in the Global South. Working with the ecosystem service dimension requires breaking discipline boundaries to approach society, stakeholders, and decision-makers, which SinBiose fosters and is rarely found elsewhere. This article features a Brazilian experience of synthesis science through the perception of SinBiose’s postdoctoral researchers, which have a central role in the workflow as the only professionals dedicated exclusively to the projects. As a conclusion, we present recommendations for improving the support for postdoctoral researchers and arguments for a continued funding of synthesis science in Brazil.

During 2020 and 2021 we performed a series of investigations about communication aspects related to the civil defense in Brazil, such as interviews, questionnaires, online roundtables and documental analysis. All federative levels (national, state and municipal) were included and we analyzed communication among them, from them to general public, and from them to other institutions. We also analyzed the way in which the communication happens (written/spoken/digital, formal/informal), and the outreach, impacts and challenges of each one. The main investigative analysis was the questionnaire, which as answered by more than 1000 municipal civil defense agencies. Some details were explored through individual interviews. As main results, we point the lack of integration and articulation between municipal, state, and national levels to improve the communication flow. Also, communities participation should be fostered to legitimate communication and strengthen the trust on the system.

The study of rainfall properties at various spatiotemporal scales is deeply important for understanding a large range of socio-environmental processes and variables (e.g., water resources, agriculture, socio-ecosystemic services, natural risk assessment). However, such studies on rainfall characteristics, especially at sub-hourly resolutions, are scarce in large areas of South America due to the lack of a high-resolution temporal database. The Brazilian National Centre for Monitoring and Early Warning of Natural Disasters (CEMADEN) has gradually implemented, starting in 2013, a sub-hourly monitoring network composed of approximately 3500 automated rain gauges distributed across Brazil, enabling access to new hydrological studies in this vast tropical country featuring a range of biomes. This study analysed the characteristics of rainfall events for the whole of Brazil on sub-daily and sub-hourly timescales, using 7 years of data (from 2014 to 2021) provided by CEMADEN. Rainfall events were defined by the minimum inter-event time (MIT) and the minimum depth (1 mm). Seven MITs (30, 60, 120, 180, 360, 720, and 1440 min) were considered to evaluate the behaviour of rainfall event characteristics and their relationships. The Gaussian mixture model method was applied to identify regions with similar rainfall patterns according to the MIT. Six groups with homogeneous characteristics were identified, evidencing the climatic diversity of Brazil. The results show that the MIT strongly influences precipitation properties (especially the dry time and the number of events). The highest number of events occurred in the North-east Coast region, which exceeded 200 events per year (MIT < 60 min), while the lowest number of events was observed in the Semiarid region, which reached only 38 events per year with an MIT of 1440 min. Moreover, the events with the highest rainfall intensities were found in the Central region. The results found in this study provide a better understanding of precipitation and its characteristics in Brazil, highlighting the climatological diversity of this country.