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Land degradation is the phenomenon that negatively impacts human populations and ecosystems around the world, resulting in a reduction or loss of the biological or economic productivity and complexity of land. In order to mitigate this phenomenon, countries of the United Nations have proposed Target 15.3 of the Sustainable Development Goal 15, aiming to combat desertification, restore degraded lands and soils, and strive for a land degradation-neutral world by the year 2030. The raster data provided here represents areas where there has been a loss of biological or economic productivity between the years 2001 and 2020, contributing to the measurement of land degradation in the country. The methodology is described in “Steps to reproduce” below. The following data is made available here: Product 1: Raster data with the degradation class with clipping for the five administrative regions of Brazil. 30-meter spatial resolution, geographic coordinate system, WGS84 datum. Representation of values in Int16 with compression (reducing its size); Product 2: degraded area calculated by the plugin for each administrative region in Brazil in a spreadsheet (xlsx); Product 3: Vector data (shapefile format) with the calculation of degraded areas in the attribute table for the study areas of the research linked to the Nexus project (Cerrado and Caatinga biomes, São Francisco river basin and transpositions, and some municipalities in the Queimadas region, Petrolina and Barreiras). Data in the plane coordinate system, Albers equivalent conic projection, SIRGAS 2000 datum.

Como forma de avaliar o aprendizado sobre o paradigma Dinâmica de Sistemas, o problema apresentado no exercício intitulado Water in the Dam (Água na Represa) foi resolvido através de modelagem matemática, com as equações resultantes transcritas para um código (script) em linguagem de programação LUA nas interfaces de desenvolvimento ZeroBrane Studio e TerraME. O enunciado do exercício menciona que, no ano de 1950, uma determinada cidade possui uma população de 100.000 (1E5 em notação científica) habitantes e uma represa com capacidade de 5.000.000.000 (5E9) m3 de água, a qual produz energia hidrelétrica para toda essa cidade. Há duas estações chuvosas por ano, sendo que as chuvas adicionam 2.000.000.000 (2E9) m3 de água à represa na primeira estação e 1.500.000.000 (1.5E9) m3 na segunda. Considera-se que a represa está cheia no início de 1950, cada habitante consome em média 10 kWh de energia por mês, e cada kWh requer 100 m3 de água para ser produzido. Além disso, o consumo de energia aumenta em média 5% por habitante a cada ano.

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.