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The Brazilian northeast is a region characterized by a semi-arid climate, with precipitation highly variable spatially and in time, with high atmospheric evaporation demand. Model simulation, associating future climate change to anthropogenic use of the soil, suggest an even drier climate in the region in the future, with serious effects in the hydrological and nutrient balances. The intensification of dry climate and extreme events (drought spells or intense precipitation) has the potential to impact significantly the predicted 75millions people leaving in the region by the middle of the century. As example, some recent studies indicate that, considering the A2 IPCC scenario, the region might loose 50% in its agricultural potential by 2050. The aim of this work is to present a suit of studies that are being conduct in the Brazilian Northeast looking at land use mapping to support modeling (IBIS, CENTURY) and field experimental activities on nutrient cycling, agricultural production, emissions of green house gases, climate change scenarios and food security. Vulnerability and adaptation are being accessed envisioning providing subside for public policies in the region for agriculture production, water use and land use change planning.

There are a wide range of challenges arising from global changes such as increasing globalization and future technological, economic and behavioral changes. Rapid changes, uncertainty and growing risks, are resulting in a great number of limitations to agricultural policy and practice that reveal the inadequacies for their long-term sustainability. Thus, the challenges that impact on agri-food systems require new solutions, such as adoption of new energy sources, new forms of information, communication and technology, new pharmaceuticals and medical knowledge, and also a shift in consumer behavior. The application of these new solutions, may result on the emergence of agri-food systems with new features, very different from what we know today (FRESH, 2009), such as the return of urban and peri-urban agriculture and its multifunctionality in political discourses, social movements and in real lives of cities dwellers all around the world. Noting that, new forms of inquiry are necessary, but for that, it is necessary to have a new perspective on the drivers of changes, and a careful look on the culture or cultural dimension in which the agri-food systems and its actors are inserted. Thus, this essay intends to highlight some topics that are relevant to the discussion on how consumption, stimulated by the market, and the consumers, through their choices, can influence the agri-food systems and be a major factor on political decision choices that could affect the future of human food security.

In Brazil, the recent urbanization process has acquired a characteristic of expansion that differs from the model highly concentrated in metropolitan areas, expanding in number and size, the medium-sized cities with the same patterns of urbanization than metropolitan areas (CARVALHO, 2003). And as long food production spaces are being reduced as urbanization rises, there is also an increase on demand for food to urban dwellers, dependents on food market (RUAF, 2009) and vulnerable to supply and prices fluctuations. Knowing that global changes are not equal for all, or occur in the same way throughout the globe (Hulme, 2009), impacting most the more vulnerable ones, it is necessary to better understand the connections between urbanized space, food production, environment and people within urban systems. In this sense, this work aimed to understand the ecological dimension of urban agriculture (UA) in intra and periurban areas of the main district of Juiz de Fora, Minas Gerais State, Brazil. The research found 179 areas of UA occurrence, classified as: Social Projects of Municipal Schools, Institutions (public, religious, welfare and medical units), Commercial Productive Areas and Productive Backyards (in one neighborhood – Monte Castelo). Semi-structured interviews and field observations were carried out in a total of 77 areas. Empirically, it was possible to investigate the interactions between actors and environment. The results show a number of 173 cultivated plant species in the areas of UA, many of them, native from Brazil or Latin America, and also 69 species of wild animals that benefit from cultivated areas. The survey also demonstrates the importance of those areas of UA to those involved, for the conservation of natural resources and biodiversity, for the maintenance of traditional knowledge and that it could be considered as a valuable environmental service provision tool for cities’ sustainability.

In Brazil, the Human Right to Adequate Food was institutionalized on January 2010, when adequate feed was incorporated within the Citizens Social Rights as part of the Brazilian Federal Constitution. Despite that, the access to adequate food necessary to guarantee and promote such rights has been limited by consequences of Social-economic and Environmental Global Changes (ERICKSSEN, 2008; EAKIN, 2010). Cities’ expansion in size and number, and population growth concentrated in urban areas can reduce viable spaces near cities to produce fresh food to respond to the rising demand for food by urban consumers (FAO-FCIT & RUAF, 2009). Vegetables are vital food for a healthy human diet (Tofanelli, 2007), and their long route within the market chain represents a set-back step between production and consumption, resulting in great losses due to high perishability of these products (35% of total Brazilian production is lost before consumption), raising prices (Tofanelli, 2007) and influencing negatively on the access to food. In this context, the identification of areas close to consumption centers and suitable for vegetables production, can subsidize the formulation of public policies, and be part of a core adaptation mechanism to achieve food security of urban population in a near future. Thus, this work aimed to apply GIS techniques to build a map of potential areas suitable to crop horticulture in the micro region of São José dos Campos, São Paulo, Brazil. We adopted biophysical, infrastructure and spatial zoning data (e.g. soil types, slope, river and road networks, conservation reserves and urban areas) and spatial analysis techniques available in SPRING 4.3.3 software. The results provide a rich material to support stakeholders´ discussion about potential areas where horticulture could be developed and/or should be tackled as priority areas in a near future to improve the nutritional security of the citizens of this region

Este trabalho tem como objetivo a conclusão do projeto de iniciação científica proposto, o qual consiste numa análise temporal a cerca da evolução da cultura de eucalipto sobre o Vale do Paraíba Paulista e suas consequências para as bacias hidrográficas do local. A primeira fase do projeto foi organizada na obtenção de imagens de satélite para posterior análise e classificação de uso e cobertura do solo. Foram selecionadas imagens do satélite Landsat 5, sensor TM, nas bandas 3, 4 e 5 dos anos de 1995 e 2010; nas órbitas / ponto: 218/76 e 219/76. Depois de selecionadas, as imagens foram devidamente processadas e classificadas através do Sistema de Informações Geográficas (SIG) SPRING. Depois, foi realizada a divisão da imagem em grandes classes (não floresta, transição, floresta) através do NDVI – Índice de Vegetação Normalizado pela Diferença. Esta fase teve por objetivo facilitar a classificação da área de estudo. O método escolhido para classificação foi a classificação não supervisionada das imagens, em que os grandes grupos selecionados foram segmentados e depois classificados através do classificador automático IsoSeg. Terminada esta etapa a imagens foram editadas e remapeadas, e ao final do processo foram obtidas as cartas de uso e cobertura do solo do Vale do Paraíba Paulista nos anos em questão. A segunda fase consistiu na obtenção de dados SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), que serviram à geração de um MNT (Modelo Numérico de Terreno). A utilização do aplicativo TerraHidro permite, através do algoritmo HAND Height Above Nearest Drainage , a divisão do território em 3 classes topológicas: Baixio, Vertente e Topo de Morro; as quais foram cruzadas com as áreas de silviculturas obtidas através da classificação de uso e cobertura do solo realizada para os dois anos (1995 e 2010). A análise das duas classificações verificou um aumento da área coberta por silvicultura da ordem de 42 mil hectares para 60 mil hectares. Mesmo com o aumento, 47% do plantio continuou nas vertentes. O plantio em topos de morro aumentou de 25% para 27% do total, enquanto o plantio em áreas de baixio reduziu de 27% para 25% do total.

The Brazilian Total Lightning Network (BrasilDAT) combines advanced lightning detection technologies with modern electronics and already covers 11 States of Brazil. The network is composed of 48 EarthNetworks Lightning Sensors (ENLS), each of them with a GPS-based timing circuit, a digital signal processor (DSP) and onboard storage and internet communication equipment. The ENLS is a wideband system with detection frequency ranging from 1Hz to 12MHz. The wide frequency range enables the sensor to not only detect cloud-toground (CG) strokes, but also intra-cloud (IC) pulses. The sensor records whole waveforms of each event and sends them back, in compressed data packets, to the central processor. Instead of using only the peak values, the whole waveforms are used in locating the events and differentiating between IC and CG discharges. Sophisticated digital signal processing technologies are employed on the server side to ensure high-quality detections and to eliminate false locations. This paper presents some preliminary results of two severe storms in Southeastern Brazil that were tracked by BrasilDAT showing the spatial and temporal evolution of IC and CG discharges compared to radar, satellite images and numerical model products. Those results showed the potential of total lightning information for CG lightning warning purposes.

Este trabalho tem como objetivo a continuidade o estudo e o aperfeiçoamento dos algoritmos para a determinação da cobertura efetiva de nuvens em imagens do satélite geoestacionário GOES. As nuvens apresentam importância no controle da temperatura na superfície uma vez que está relacionada com a capacidade de reflexão da energia solar. As nuvens são o fator principal de modulação da irradiação solar incidente na superfície e desempenham um papel fundamental no balanço enérgico do planeta. Além disso, a observação das nuvens também são relevantes para observar e obter informações sobre fenômenos meteorológicos como furações, ciclones, frentes frias. Atualmente, a utilização de satélites artificiais, vem sendo cada vez mais explorada na utilização em pesquisas cientificas, tendo como grande foco as áreas meteorológicas. A observação de cobertura de nuvens por meio de análise de imagens de satélite vem sendo bastante investigada nos últimos anos. A radiação solar fornece energia para todos os seres vivos e para alguns sistemas de sensores (passivos) utilizados para geração de eletricidade e aquecimento de água. A cobertura efetiva de nuvens é utilizada para alimentar o modelo de transferência radiativa BRASIL-SR utilizado para o mapeamento de recursos de energia solar no território brasileiro. O modelo BRASIL-SR foi desenvolvido no INPE com o apoio da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) e do Instituto de Pesquisa GKSS/Alemanha. O modelo BRASIL-SR utiliza informações climatológicas de temperatura, visibilidade atmosférica, albedo de superfície e umidade relativa em conjunto com a cobertura efetiva de nuvens para parametrizar os processos radiativos que ocorrem na atmosfera. Dessa forma, este trabalho visa o desenvolvimento de uma base de dados mais confiável para alimentar o modelo de transferência radiativa permitindo assim a obtenção de estimativas de irradiação solar incidente na superfície com desvios menores quando comparados aos valores observados em experimentos de campo. Neste período, foram desenvolvidas as competências para desenvolvimento de algoritmos utilizando o pacote computacional MATLAB para o processamento de imagens do satélite GOES. Os primeiros resultados estão sendo obtidos e uma comparação entre um método alternativo utilizando percentis em substituição de valores máximos e mínimos mensais está sendo utilizado para a composição de imagens de céu claro e encoberto. O Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) é um órgão governamental que possui dados sobre o clima em todo território brasileiro. O banco de dados do INMET será utilizado para comparar e ajudar na validação de dados de cobertura efetiva de nuvens do satélite geoestacionário GOES.

Devido ao considerável potencial de geração de energia, os processos de emissão de gases de efeito estufa em reservatórios de centrais hidrelétricas no Brasil vêm sendo discutidos por diversos setores da sociedade. Os dados empíricos que balizam estas discussões podem ser obtidos a partir da amostragem do ar que é liberado para a atmosfera na decomposição da matéria orgânica existente nestes reservatórios. Dentre os gases analisados está o metano (CH4), composto com destacado papel na regulação térmica do planeta. Dentre as metodologias existentes, o metano pode ser quantificado a partir de coletas de ar realizadas com seringas plásticas de polipropileno em câmaras estáticas. Neste trabalho foi avaliado o limite de uso das seringas empregadas na coleta deste gás, uma vez que o polipropileno pode ser permeável ao gás estocado, possibilitando a adsorção das amostras ao longo do tempo de uso das seringas. Os ensaios foram realizados no Laboratório de Biogeoquímica Ambiental do CCST/INPE, onde seringas, novas e usadas, foram preenchidas com o mesmo gás padrão, correspondente a concentração de 1804 ± 2,17% nanomol.mol-1 de CH4, sendo posteriormente analisadas por cromatografia gasosa. Todas as seringas foram limpas com nitrogênio para eliminação de qualquer gás traço. A metodologia foi validada por meio da comparação entre as seringas teste com injeções realizadas diretamente do cilindro de gás padrão e da linearidade das curvas de calibração do equipamento. O teste foi realizado para sete dias de armazenagem de amostras nas seringas, onde, para cada dia, cada uma das seringas foi analisada em triplicata, totalizando 24 amostras, 12 acondicionadas em seringas novas e 12 em seringas já manuseadas (usadas) em trabalhos anteriores, com dois anos de utilização em média. O uso de seringas novas proporcionou uma menor variação na concentração do metano em relação ao volume injetado diretamente do cilindro padrão, sendo seu desvio padrão percentual médio no intervalo de estocagem avaliado igual a 0,7%. Para as seringas usadas, este valor correspondeu a 1,4%, diferença que não se mostrou significativa ao nível de 5% de probabilidade pelo teste t de Student. As curvas de concentração apresentaram comportamento semelhante, estando suas diferenças associadas aos possíveis erros de amostragem e injeção do gás padrão e das amostras. Portanto, os resultados do ensaio indicam que é possível a reutilização das seringas de polipropileno para a coleta e armazenagem para análise de metano, visto que as seringas usadas apresentaram uma variação de concentração não significativa ao longo de 7 dias. Porém, há necessidade de novos testes que comprovem estes resultados para maiores tempos de armazenamento.

Este reporte actualiza artículos previos respecto del estado de la evaluación del recurso solar en Chile, presentando los avances realizados durante los últimos dos años. De este modo, se presenta una nueva red de estaciones de monitoreo que tiene por objeto cumplir con los estándares de operación de BSRN (Baseline Surface Radiation Network), que está siendo desplegada en el país por los autores de este artículo, para proveer de datos de buena calidad a investigadores, desarrolladores y legisladores, así como una segunda red de estaciones del tipo RSBR para obtener información de lugares remotos o aislados. Este artículo presenta además resultados y comparaciones para cuatro fuentes de datos disponibles y una validación parcial del modelo Chile-SR de estimación de recurso solar con información satelital, donde se observa que aparentemente el modelo es capaz de estimar adecuadamente la radiación solar para climas templados, aunque es necesario un mayor refinamiento de la metodología en otros climas, mejorando la estimación de la cobertura efectiva de nubes y la modelación de los aerosoles atmosféricos. A continuación se describe cada base de datos de medición disponibles públicamente y luego se presenta el modelo Chile-SR, para finalizar con una comparación entre los datos de las distintas fuentes. En general como conclusión, el trabajo de los autores muestra que existen para Chile algunas bases de datos publicas con mediciones, un modelo de simulación climático, y datos estimados con información satelital, ninguno de los cuales es por ahora completamente válido, motivando la evaluación nacional del recurso solar.