O estudo desenvolvido nesta dissertação tem como objetivo delimitar e caracterizar os geoambientes da península Potter, Ilha Rei George, Antártica Marítima, utilizando dados de sensoriamento remoto provenientes dos satélites COSMO-SkyMed e QuickBird e técnicas de geoprocessamento. Foram utilizadas cinco imagens do satélite COSMO-SkyMed, uma imagem do satélite QuickBird e um modelo digital de elevação da área livre de gelo da península Potter. As imagens foram submetidas à normalização radiométrica, correção da geometria e nas imagens SAR fez-se a filtragem do ruído speckle. Através de interpretação visual, análise dos valores de retroespalhamento, e com o apoio das informações obtidas por meio de levantamento em campo realizado em fevereiro de 2012, foram delimitadas as zonas superficiais de neve e gelo, lagos e áreas úmidas nas imagens SAR. Os valores de retroespalhamento das zonas superficiais nas áreas de rocha e solo exposto não apresentaram diferenças significativas que possibilitassem a classificação. Através de uma análise multicritério e considerando as configurações geomorfológicas, distribuição da vegetação, suscetibilidade à ação eólica na superfície e as porções da superfície que recebem radiação solar considerada ideal ou que provoque saturação no desenvolvimento da vegetação, foram delimitados sete geoambientes na península Potter, sendo seis geoambientes nas áreas livres de gelo e o geoambiente da geleira Polar Club. Nas unidades geoambientais das áreas livres de gelo, são predominantes as feições geomorfológicas de terraços marinhos e morainas, a forma do terreno é convergente e côncava e a influência da suscetibilidade à ação eólica é pouca ou nenhuma. O mapeamento da península Potter por meio de unidades geoambientais possibilitou ampliar o conhecimento dos elementos superficiais que constituem esse ambiente. / This study aims to define and characterize the geoenvironments of Potter Peninsula, King George Island, Antarctic Maritime, using remote sensing data from COSMO-SkyMed and QuickBird, and GIS techniques. At total, five images acquired by COSMO-SkyMed satellite, one QuickBird image and a digital elevation model from the ice-free area of Potter Peninsula were used. The pre-processing of the imagery consisted of radiometric calibration, geometric correction and, for SAR images, speckle filtering. By means of visual interpretation, analysis of backscattering values, and with the use of field data collected in February 2012, the glacier facies of Polar Club glacier, lakes and wet areas of Potter Peninsula were classified. The backscattering of the rock areas did not show significant differences to enable the segmentation of classes. By using a multicriteria approach considering the geomorphology, vegetation distribution, wind influence on the surface, and influence of the solar radiation on the vegetation, seven geoenvironments were identified in Potter Peninsula, six of them in the ice-free areas and one geoenvironment in the Club Polar glacier. In the geoenvironments of the ice-free areas, geomorphological features like marine terraces and moraines are predominant, the configuration of the terrain is convergent and concave, and the influence of wind intensity is small or does not exist. The mapping of geoenvironments in Potter Peninsula allowed the increase in the knowledge about the surface elements that constitute this environment.

Made available in DSpace on 2018-08-01T23:58:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_10458_dissertacao_wagner_g_martins.pdf: 13513019 bytes, checksum: a15395e2d022e5f99440f39790586e5c (MD5) Previous issue date: 2016-08-29 / Os Módulos Antárticos Emergenciais MAE, instalados na Península Keller na Antártica, desde 2013 têm servido à continuidade das atividades desenvolvidas no local após o incêndio de parte da Estação Antártica Comandante Ferraz em 2012. Tendo-se em vista que os MAE se situam em um local protegido e extremo, o objetivo do trabalho apresentado foi avaliar seu desempenho, com enfoque para o conforto térmico, considerando-se o bem-estar dos usuários, face às condições climáticas locais, e a necessidade de aquecimento do ambiente interno, que é realizado a partir da queima de combustível fóssil. Seguindo-se os procedimentos relativos à metodologia de Avaliação Pós-Ocupação, através da aplicação de questionários e da realização de medições de temperatura e umidade, com o tratamento dos dados coletados e análise dos resultados, foram identificados problemas relativos à estanqueidade, à distribuição da temperatura interna, e ao comportamento em uso. Dentre os principais resultados, verificou-se que não houve correlação entre a temperatura externa e a interna, sendo possível inferir que a envoltória mantém o ambiente interno bem isolado, apesar dos problemas de vedação, e/ou que o sistema de aquecimento é capaz de compensar as diferenças de temperatura. Acredita-se que as quedas de temperatura observadas podem ter sido provocadas pela abertura de portas, principalmente no período de verão, em que há mais usuários nos MAE. Os resultados obtidos através do cálculo do índice PMV, de conforto térmico, juntamente com os levantamentos realizados, mostraram que a ocorrência de frio é agravada pelo uso de vestimentas com baixo coeficiente de isolamento. De forma geral, foi possível concluir que, apesar dos problemas identificados, decorrentes principalmente do comportamento em uso, é provável que com pequenos ajustes seja possível atingir um alto desempenho nos MAE, proporcionando o necessário conforto aos usuários.

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4353_.pdf: 4210882 bytes, checksum: 080c19ed0687ec3d39c5a917ef02496f (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / A Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF) se caracteriza por ser a mais importante edificação brasileira no continente Antártico e encontra-se numa localização privilegiada, sendo abastecida por dois lagos de degelo. Os lagos, geralmente abundantes, passaram por um período de congelamento total, o que despertou a atenção para a problemática da água e a realização de estudo de qualificação do consumo e indicação de soluções alternativas para a tecnologia hidrossanitária utilizada, visando a racionalização do consumo e um aumento de sua eficiência ambiental. Para tanto, foi feita uma revisão de dados pretéritos da EACF relacionados ao uso da água e as especificidades Antárticas, além da obtenção de dados, monitoramento setorizado do consumo (hidrometração) e medições in loco, aplicação de questionários e observações técnicas. Os principais resultado alcançados foram: um diagnóstico detalhado do consumo de água; a caracterização do perfil de consumo dos usuários, bem como sua percepção em relação à racionalização; simulação de cenários estimados do consumo atual e da redução alcançada através de medidas economizadoras; obtenção da capacidade de suporte hídrico da EACF, e ainda, a avaliação de consumo da EACF em comparação com outras situações correlatas. A implantação de equipamentos economizadores, conforme verificado na simulação dos cenários proporciona uma economia de 40% para o consumo per capita. Com a adoção do aproveitamento de águas cinza tratada para fins não potáveis, em conjunto com os equipamentos economizadores, obteve-se uma redução de 45% no consumo. Embora esta alternativa acarrete em uma significativa modificação no sistema hidrossanitário da EACF, deve ser considerada principalmente em função da redução da produção de efluentes, observando-se a necessidade de investimentos, ações de adequação ambiental e de educação de seus usuários em relação à eliminação de desperdício e utilização correta dos sistemas instalados. Por fim, são apontados possíveis desdobramentos da pesquisa visando a continuidade dos estudos.

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / De muchas formas se ha caracterizado al continente antártico, cada una de las cuales resalta sus principales características: originalidad, por sus profundas diferencias respecto de las otras regiones de nuestro planeta, e incluso del Universo; misterioso, pues su difícil acceso y la dificultad de obtener respuestas a los desafíos científicos que nos presenta han logrado que a través de los siglos, desde navegantes hasta poetas, pasando por gobernantes e investigadores, todos intenten desentrañar los secretos que la rodean; de inconmensurable riqueza, porque además de su inigualable belleza, es la reserva de agua dulce más grande del mundo, posee una gran cantidad de minerales, y es de enorme interés científico . La Antártica fue considerada por mucho tiempo como un continente inaccesible e inhóspito para el hombre . El 99% de la superficie total de la Antártica, esto es, 14 millones de Km2, está cubierta por hielos de unos 2 Km de profundidad, y además de ser el continente más frío, la Antártica es también el más seco, ventoso y alto del mundo, con una elevación media de 2.500 metros sobre el nivel del mar. Tales características físicas explican la ausencia de población humana indígena en el área, así como lo tardío de su exploración y explotación por parte de estados europeos y americanos entre otros. Sólo a partir del siglo XVIII comienzan las expediciones al territorio antártico, con finalidades que van desde la investigación científica, pasando por la pesca de ballenas, hasta intentos de anexión territorial por parte de alguna nación. Existió durante siglos de la vida moderna sin despertar interés político ni económico, hasta que los primeros exploradores con sus expediciones de reconocimiento, y posteriormente científicas, descubrieron que atendidas sus condiciones geográficas tenía grandes potencialidades económicas.

Durante la última década se han desarrollado numerosos estudios para establecer la posición relativa de la Península Antártica y Patagonia desde el Jurásico, mediante variadas disciplinas, entre ellas estudios de paleolatitud magnética. Dentro de las secuencias volcánicas de la Península Antártica, en especial en basaltos, que presentan diversos tipos de minerales magnéticos, se han reconocido óxidos de Fe-Ti y algunos sulfuros, los cuales a través de sus propiedades magnéticas entregan información relevante acerca de la posición paleogeográfica al momento de su formación. El estudio de la Petrología Magnética entrega una base concreta para la interpretación de los datos obtenidos a través de distintas técnicas de medición de datos paleomagnéticos. En el presente estudio se han utilizado de manera conjunta la petrografía, geoquímica, análisis de SEM-EDX, geotermobarometría, y análisis de imágenes, con el propósito de identificar la naturaleza y posible influencia de los óxidos de Fe-Ti presentes en los basaltos que afloran en las Shetland del Sur. Características relevantes al momento de interpretar datos paleomagnéticos son el tamaño de grano, la temperatura de formación y estado de oxidación de los óxidos de Fe-Ti presentes, además de la química inicial de la roca y sus posibles cambios posteriores debido a procesos de alteración hidrotermal. Los resultados muestran que las propiedades podrían ser afectadas por la variación en el tamaño de grano de los óxidos de Fe-Ti, así como también por sus variaciones composicionales. En la mayoría de las muestras analizadas existe un porcentaje considerable de óxidos de Fe-Ti submicroscópicos, correspondiente en su mayoría a cristales de Dominio Único, y además con un bajo estado de oxidación. Esto podría correlacionarse con altas estabilidades de remanencia e intensidad de magnetización.

O estudo desenvolvido nesta dissertação tem como objetivo delimitar e caracterizar os geoambientes da península Potter, Ilha Rei George, Antártica Marítima, utilizando dados de sensoriamento remoto provenientes dos satélites COSMO-SkyMed e QuickBird e técnicas de geoprocessamento. Foram utilizadas cinco imagens do satélite COSMO-SkyMed, uma imagem do satélite QuickBird e um modelo digital de elevação da área livre de gelo da península Potter. As imagens foram submetidas à normalização radiométrica, correção da geometria e nas imagens SAR fez-se a filtragem do ruído speckle. Através de interpretação visual, análise dos valores de retroespalhamento, e com o apoio das informações obtidas por meio de levantamento em campo realizado em fevereiro de 2012, foram delimitadas as zonas superficiais de neve e gelo, lagos e áreas úmidas nas imagens SAR. Os valores de retroespalhamento das zonas superficiais nas áreas de rocha e solo exposto não apresentaram diferenças significativas que possibilitassem a classificação. Através de uma análise multicritério e considerando as configurações geomorfológicas, distribuição da vegetação, suscetibilidade à ação eólica na superfície e as porções da superfície que recebem radiação solar considerada ideal ou que provoque saturação no desenvolvimento da vegetação, foram delimitados sete geoambientes na península Potter, sendo seis geoambientes nas áreas livres de gelo e o geoambiente da geleira Polar Club. Nas unidades geoambientais das áreas livres de gelo, são predominantes as feições geomorfológicas de terraços marinhos e morainas, a forma do terreno é convergente e côncava e a influência da suscetibilidade à ação eólica é pouca ou nenhuma. O mapeamento da península Potter por meio de unidades geoambientais possibilitou ampliar o conhecimento dos elementos superficiais que constituem esse ambiente. / This study aims to define and characterize the geoenvironments of Potter Peninsula, King George Island, Antarctic Maritime, using remote sensing data from COSMO-SkyMed and QuickBird, and GIS techniques. At total, five images acquired by COSMO-SkyMed satellite, one QuickBird image and a digital elevation model from the ice-free area of Potter Peninsula were used. The pre-processing of the imagery consisted of radiometric calibration, geometric correction and, for SAR images, speckle filtering. By means of visual interpretation, analysis of backscattering values, and with the use of field data collected in February 2012, the glacier facies of Polar Club glacier, lakes and wet areas of Potter Peninsula were classified. The backscattering of the rock areas did not show significant differences to enable the segmentation of classes. By using a multicriteria approach considering the geomorphology, vegetation distribution, wind influence on the surface, and influence of the solar radiation on the vegetation, seven geoenvironments were identified in Potter Peninsula, six of them in the ice-free areas and one geoenvironment in the Club Polar glacier. In the geoenvironments of the ice-free areas, geomorphological features like marine terraces and moraines are predominant, the configuration of the terrain is convergent and concave, and the influence of wind intensity is small or does not exist. The mapping of geoenvironments in Potter Peninsula allowed the increase in the knowledge about the surface elements that constitute this environment.

Esta dissertação examinou a influência das variações sazonais e interanuais da temperatura do ar em superfície da baia do Almirantado (BA) e da cobertura do gelo marinho (em diversas escalas de tempo e área geográfica), como fenômenos controladores da demografia das três espécies simpátricas de pinguins (Pygoscelis adeliae, P. antarctica e P. papua), que nidificaram na costa oeste da BA, ilha Rei George, Península Antártica, entre 1979 e 2004. Sete classes de variáveis (temperatura média do ar em superfície na BA, qualidade do gelo marinho na BA, Índice Oceânico Niño e as médias da área, anomalia da área, extensão e anomalia da extensão de gelo marinho) estruturaram sessenta e duas series históricas de variáveis independentes (VI). O Coeficiente de Determinação (r2 > 0,1) e a ANOVA (p < 0,05 e < 0,1) determinaram os valores de significância para o modelo estatístico. A variável biológica número de pares de pinguins, de cada espécie, foi extraída de Hinke et al. (2007), oferecendo a variável dependente do modelo. Área média e a anomalia da área média de gelo marinho compõem quatorze VIs (53%) do total de VIs significativas. As áreas de abrangência do fenômeno mais representadas nas VIs foram o total de gelo antártico (quatorze, 53%) e no setor dos mares de Bellingshausen e Amundsen (oito, 31%). O trimestre agosto-setembrooutubro (ASO) detêm oito VIs (p < 0,1). P. adeliae e P. papua detém todas as VIs mais significativas (p < 0,05). O total de VIs por espécie foi doze para P. papua (46%), oito para P. adeliae (30%) e seis para P. antarctica (23%). P. adeliae demonstra correlações significativas inversamente proporcionais com a anomalia da área média anual (p = 0,02); área média anual, extensão média anual e a anomalia da extensão média de gelo marinho para o total antártico (p < 0,05). P. antarctica mostra correlações diretas com a área média; anomalia da área média de ASO de gelo marinho para o setor do mar de Weddell (p = 0,06). P. papua apresentou correlações significativas diretas com a área e anomalia da área média anual de gelo marinho (p = 0,02); a extensão média anual de gelo marinho e ASO no setor dos mares de Bellingshausen e Amundsen (p = 0,04). O conjunto dos resultados corrobora com a literatura corrente para a Península Antártica, que caracteriza dois setores ecossistêmicos distintos do Oceano Austral: a costa oeste (incluindo as áreas marinhas e costeiras, produtivas do setor dos mares de Bellingshausen e Amundsen) e a costa leste, onde a produtividade biológica é associada à extensão do gelo marinho e as plataformas de gelo do mar de Weddell. Contudo, as duas áreas marinhas são condicionadas pela variabilidade da mistura das camadas superficiais da massa d’água e pelo regime sazonal marcado dos extremos da radiação solar incidente. Conclui-se que o período de inverno (estreitamente associado com a disponibilidade de krill antártico) exerce um controle determinante sobre as histórias demográficas das três espécies de Pygoscelidae, na baia do Almirantado. Sugerindo, por sua vez, que os pinguins na região das ilhas Shetland do Sul podem estar sob pressão crescente da limitação na disponibilidade de krill antártico, devido ao quadro de mudanças ambientais observados na região da Península Antártica. Neste sentido, na BA, os números de pares decrescentes de P. adeliae e P. antartica demonstram dependência com a variabilidade das médias anual e ASO do gelo marinho observado ao redor da Antártica. Já, os números crescentes de P. papua apresentam dependência com a variabilidade da média anual do gelo marinho, observado no setor dos mares de Bellingshausen e Amundsen. / This work examines the seasonal and interanual influences of surface air temperature over Admiralty Bay (AD) and sea ice (at different time scales and geographic ranges) as agents controlling the demography of three sympatric species of breeding penguins (Pygoscelis adeliae, P. antarctica e P. papua), on the Western Shore of Admiralty Bay, King George island, between 1979 and 2004. Seven classes of variables (average surface temperature and quality of sea ice in Admiralty Bay, Oceanic Niño Index, sea ice area, area anomaly, extension and extension anomaly) were used to produce sixty-two independent variables (IV). the Determination Coefficient (r2 > 0.1) and ANOVA (p < 0.05 and < 0.1) determined the significance for the statistical model. The dependant variable for the model: number of breeding pairs, for each species was extracted from Hinke et al. (2007). Sea ice average area and its anomaly accounted for fourteen significant IVs (53%). The most represented ranges for the phenomena were fourteen IVs (53%) for the total of sea ice around Antarctica and eight IVs (31%) for the Bellingshausen and Amundsen seas sector. The trimester August-September-October (ASO) offered eight IVs (p < 0.1). P. adeliae and P. papua sustained all the most significant IVs (p < 0.05). The Total IVs per species offered twelve for P. papua (46%), eight for P. adeliae (30%) and six for P. antarctica (23%). P. adeliae presented inversely proportional correlations with average area anomaly (p = 0.02); average area, average extension and average extension anomaly for the annual Total sea ice around Antarctica (p < 0.05). P. antarctica presented direct correlations with area and area anomaly of ASO sea ice averages for the Weddell Sea sector (p = 0.06). P. papua presented direct significant correlations with area and area anomaly (p = 0.02) and extension (p = 0.04) annual and ASO averages for sea ice in the Bellingshausen and Amundsen seas sector. These results agree with the current literature for the Antarctic Peninsula, that characterizes two distinct Southern Ocean ecosystems: the Western Coast (including the rich marine and coastal areas of Bellingshausen and Amundsen Seas sector) and the East Coast, where the biological productivity is associated to sea ice extension and Weddell Sea and ice shelf sector. The marine areas of both are conditioned by the variability of the upper layer water mass mixture and the extremes of the solar radiation seasonal regime. The conclusion is that the winter period (closely associated to the availability of Antarctic krill) determines a control on the demographic histories of all three Pygoscelidae species, in Admiralty Bay. In turn, suggesting that these birds could be under a growing pressure in the South Shetland Island region, due to the limitation in krill availability, related to environmental change that has been observed in the Antarctic Peninsula. In Admiralty Bay, the decreasing numbers of P. adeliae and P. antartica show to be dependent on the annual and ASO averages of sea ice observed around Antarctica. Conversely, the increasing numbers of P. papua correlate with annual averages of sea ice variability observed in the Bellingshausen e Amundsen seas sector.

Dados EASE-grid do Special Sensor Microwave-Imager (SSM/I) e imagens classificadas ASAR wideswath (WS), cobrindo a Península Antártica (PA), foram processadas e usadas em um Modelo Linear de Mistura Espectral (MLME), para a análise subpixel da Zona Superficial de Neve Úmida (ZSNU) em imagens SSM/I. As proporções dos componentes puros (imagens-fração) da área de estudo (ZSNU, Zona Superficial de Neve Seca e rochas) foram derivadas das imagens ASAR classificadas. As imagens-fração e imagens SSM/I co-registradas de mesma data (bandas 19H, 19V, 37H e 37V) foram usadas no MLME para estimar as assinaturas espectrais desconhecidas (i.e., temperatura de brilho em cada banda SSM/I). Essas assinaturas espectrais foram então usadas no MLME para estimar as imagens-fração da ZSNU, as quais foram comparadas com as imagens-fração ASAR correspondentes, por meio do cálculo do coeficiente de correlação. Foram identificadas as duas assinaturas espectrais que resultaram nos dados mais correlacionados, sendo também calculadas as correlações das imagens-fração da ZSNU resultantes do uso no MLME dos valores médio e mediano das assinaturas espectrais mais similares. Os valores medianos dessas assinaturas espectrais produziram as imagens-fração da ZSNU mais correlacionadas, que tiveram uma precisão global de classificação média (PGCM) de 95,6% e 97,3%, nas imagens de primavera e outono, respectivamente (amplitude de classes de 0,1), e uma PGCM de 72,6% nas imagens de verão (amplitude de classes de 0,2). Essas assinaturas espectrais medianas foram então usadas no MLME para estimar, com esses níveis de precisão global, a intensidade e extensão da ZSNU na PA, pelo uso de imagens calibradas SSM/I e SMMR (Scanning Multichannel Microwave Radiometer), possibilitando assim a análise diária e em nível subpixel dessa fácie superficial, de 1978 a 2008. Na análise espacial das imagens-fração da ZSNU estimadas, observou-se que o derretimento superficial médio começava no final de outubro e terminava no final de março, com auge em 7 de janeiro (cerca de 172.237 km2 ou 31,6% da área da PA). A área total mediana da ZSNU no verão foi de aproximadamente 105.100 km2. A análise de regressão com as imagens-fração dos verões entre 1978-1979 a 2007-2008 revelou a tendência de redução da área da ZSNU, totalizando 330,854 km2 nesse período. Todavia, essa tendência não é estatisticamente significante, devido à alta variabilidade interanual da área da ZSNU na PA. Forte derretimento superficial ocorreu nos verões de 1984-1985 (176.507,289 km2) e 1989-1990 (172.681,867 km2), enquanto fraco derretimento, nos verões de 1993-1994 (26.392,208 km2) e 1981-1982 (23.244,341 km2). O mais persistente e intenso derretimento superficial foi observado nas plataformas de gelo Larsen, Wilkins, George VI e Wordie e isto foi relacionado com os eventos de fragmentação e desintegração dessas massas de gelo, ocorridos nas últimas décadas. O derretimento superficial está intimamente relacionado com a estabilidade do sistema glacial antártico e com mudanças no nível médio dos mares. Esse poderia ser monitorado em toda a Antártica, por meio da análise subpixel de imagens SMMR e SSM/I proposta neste estudo. / Special Sensor Microwave-Imager (SSM/I) EASE-grid data and classified ASAR wideswath (WS) images, covering the Antarctic Peninsula (AP), were processed and used in a Spectral Linear Mixing Model (SLMM) for a subpixel analysis of the Wet Snow Zone (WSZ) in SSM/I images. The components’ proportions (fraction images) of the endmembers in the study area, namely WSZ, Dry Snow Zone and rock outcrops, were derived from classified ASAR images. These fraction images and co-registered SSM/I images (bands 19H, 19V, 37H and 37V), acquired on the same date, were used in the SLMM to estimate the unknown spectral signatures (i.e., brightness temperature on each SSM/I band). These spectral signatures were used to estimate WSZ fraction images, which were compared with the ASAR fraction images, by calculating the correlation coefficients. This work identified two spectral signatures that produced the most correlated data, and determined the WSZ fraction images correlations resulting from the use, in the SLMM, of the mean and median values of the most similar spectral signatures. The median values of these spectral signatures produced the most correlated WSZ fraction images, which had an average overall classification accuracy (AOCA) of 95.6% and 97.3% for spring and autumn fraction images, respectively (class range of 0.1), and an AOCA of 72.6% for summer fraction images (class range of 0.2). These median spectral signatures were then used in a SLMM to estimate accurately the WSZ intensity and its extension on the AP, by using calibrated SSM/I and SMMR (Scanning Multichannel Microwave Radiometer) imageries, allowing a daily subpixel analysis of this glacier facie on the AP from 1978 to 2008. Based on the spatial analysis of the WSZ fraction images, it was observed that melt primarily takes place in late October and ends in late March, with peak on January 7th (about 172,237 km2 or 31,6% of the AP area). The WSZ median total area in summer was about 105,100 km2. Regression analysis over the 1978-1979 to 2007-2008 summers, revealed a negative interanual trend in surface melt of 330.854 km2. Nevertheless, this trend inference is not statistically significant, due to the high WSZ interanual variability. Extremely high melt occurred in the 1984-1985 (176,507.289 km2) and 1989-1990 (172,681.867 km2) summers, while extremely weak melt occurred in the 1993-1994 (26,392.208 km2) and 1981-1982 (23,244.341 km2) summers. The most persistent and intensive melt was observed on Larsen, Wilkins, George VI and Wordie ice shelves and it was related to the break-up and disintegration events that occurred on these glaciers in the last decades. Surface melting is closely related to the stability of the Antarctic glacial system and global sea level changes. It could be monitored for the whole Antarctica, by using the WSZ subpixel analysis in SMMR and SSM/I imageries proposed by this study.

Dados EASE-grid do Special Sensor Microwave-Imager (SSM/I) e imagens classificadas ASAR wideswath (WS), cobrindo a Península Antártica (PA), foram processadas e usadas em um Modelo Linear de Mistura Espectral (MLME), para a análise subpixel da Zona Superficial de Neve Úmida (ZSNU) em imagens SSM/I. As proporções dos componentes puros (imagens-fração) da área de estudo (ZSNU, Zona Superficial de Neve Seca e rochas) foram derivadas das imagens ASAR classificadas. As imagens-fração e imagens SSM/I co-registradas de mesma data (bandas 19H, 19V, 37H e 37V) foram usadas no MLME para estimar as assinaturas espectrais desconhecidas (i.e., temperatura de brilho em cada banda SSM/I). Essas assinaturas espectrais foram então usadas no MLME para estimar as imagens-fração da ZSNU, as quais foram comparadas com as imagens-fração ASAR correspondentes, por meio do cálculo do coeficiente de correlação. Foram identificadas as duas assinaturas espectrais que resultaram nos dados mais correlacionados, sendo também calculadas as correlações das imagens-fração da ZSNU resultantes do uso no MLME dos valores médio e mediano das assinaturas espectrais mais similares. Os valores medianos dessas assinaturas espectrais produziram as imagens-fração da ZSNU mais correlacionadas, que tiveram uma precisão global de classificação média (PGCM) de 95,6% e 97,3%, nas imagens de primavera e outono, respectivamente (amplitude de classes de 0,1), e uma PGCM de 72,6% nas imagens de verão (amplitude de classes de 0,2). Essas assinaturas espectrais medianas foram então usadas no MLME para estimar, com esses níveis de precisão global, a intensidade e extensão da ZSNU na PA, pelo uso de imagens calibradas SSM/I e SMMR (Scanning Multichannel Microwave Radiometer), possibilitando assim a análise diária e em nível subpixel dessa fácie superficial, de 1978 a 2008. Na análise espacial das imagens-fração da ZSNU estimadas, observou-se que o derretimento superficial médio começava no final de outubro e terminava no final de março, com auge em 7 de janeiro (cerca de 172.237 km2 ou 31,6% da área da PA). A área total mediana da ZSNU no verão foi de aproximadamente 105.100 km2. A análise de regressão com as imagens-fração dos verões entre 1978-1979 a 2007-2008 revelou a tendência de redução da área da ZSNU, totalizando 330,854 km2 nesse período. Todavia, essa tendência não é estatisticamente significante, devido à alta variabilidade interanual da área da ZSNU na PA. Forte derretimento superficial ocorreu nos verões de 1984-1985 (176.507,289 km2) e 1989-1990 (172.681,867 km2), enquanto fraco derretimento, nos verões de 1993-1994 (26.392,208 km2) e 1981-1982 (23.244,341 km2). O mais persistente e intenso derretimento superficial foi observado nas plataformas de gelo Larsen, Wilkins, George VI e Wordie e isto foi relacionado com os eventos de fragmentação e desintegração dessas massas de gelo, ocorridos nas últimas décadas. O derretimento superficial está intimamente relacionado com a estabilidade do sistema glacial antártico e com mudanças no nível médio dos mares. Esse poderia ser monitorado em toda a Antártica, por meio da análise subpixel de imagens SMMR e SSM/I proposta neste estudo. / Special Sensor Microwave-Imager (SSM/I) EASE-grid data and classified ASAR wideswath (WS) images, covering the Antarctic Peninsula (AP), were processed and used in a Spectral Linear Mixing Model (SLMM) for a subpixel analysis of the Wet Snow Zone (WSZ) in SSM/I images. The components’ proportions (fraction images) of the endmembers in the study area, namely WSZ, Dry Snow Zone and rock outcrops, were derived from classified ASAR images. These fraction images and co-registered SSM/I images (bands 19H, 19V, 37H and 37V), acquired on the same date, were used in the SLMM to estimate the unknown spectral signatures (i.e., brightness temperature on each SSM/I band). These spectral signatures were used to estimate WSZ fraction images, which were compared with the ASAR fraction images, by calculating the correlation coefficients. This work identified two spectral signatures that produced the most correlated data, and determined the WSZ fraction images correlations resulting from the use, in the SLMM, of the mean and median values of the most similar spectral signatures. The median values of these spectral signatures produced the most correlated WSZ fraction images, which had an average overall classification accuracy (AOCA) of 95.6% and 97.3% for spring and autumn fraction images, respectively (class range of 0.1), and an AOCA of 72.6% for summer fraction images (class range of 0.2). These median spectral signatures were then used in a SLMM to estimate accurately the WSZ intensity and its extension on the AP, by using calibrated SSM/I and SMMR (Scanning Multichannel Microwave Radiometer) imageries, allowing a daily subpixel analysis of this glacier facie on the AP from 1978 to 2008. Based on the spatial analysis of the WSZ fraction images, it was observed that melt primarily takes place in late October and ends in late March, with peak on January 7th (about 172,237 km2 or 31,6% of the AP area). The WSZ median total area in summer was about 105,100 km2. Regression analysis over the 1978-1979 to 2007-2008 summers, revealed a negative interanual trend in surface melt of 330.854 km2. Nevertheless, this trend inference is not statistically significant, due to the high WSZ interanual variability. Extremely high melt occurred in the 1984-1985 (176,507.289 km2) and 1989-1990 (172,681.867 km2) summers, while extremely weak melt occurred in the 1993-1994 (26,392.208 km2) and 1981-1982 (23,244.341 km2) summers. The most persistent and intensive melt was observed on Larsen, Wilkins, George VI and Wordie ice shelves and it was related to the break-up and disintegration events that occurred on these glaciers in the last decades. Surface melting is closely related to the stability of the Antarctic glacial system and global sea level changes. It could be monitored for the whole Antarctica, by using the WSZ subpixel analysis in SMMR and SSM/I imageries proposed by this study.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-29T16:55:21Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2452260 bytes, checksum: 3ad031754f3e7cc870067b0eb63a6c2f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T16:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2452260 bytes, checksum: 3ad031754f3e7cc870067b0eb63a6c2f (MD5) Previous issue date: 2005-03-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Na Península Keller, localizada na Ilha Rei George, Antártica Marítima, os teores de metais pesados em solos, sedimentos costeiros e coberturas vegetais foram estudados, com relação aos teores totais, assim como às diferentes frações minerais e orgânica que controlam a biogeoquímica desses elementos. O estudo pretendeu servir de base para o monitoramento ambiental dos ecossistemas costeiros da Península. Os trabalhos foram conduzidos nos laboratórios do Departamento de Solos da Universidade Federal de Viçosa, a partir das amostras coletadas durante a XXI Operação Antártica. Os solos apresentaram grande variabilidade nas propriedades físico-químicas em função da grande variação e mistura de materiais de origem, e da ocorrência generalizada de mineralizações sulfetadas, cuja oxidação, gerando drenagem ácida, aumentou a biodisponibilidade de alguns metais. A afinidade calci-alcalina das rochas da região reflete-se nos teores de metais nos solos, que apresentaram Cu como único elemento-traço em concentração anômala, e teores totais de Al bastante altos, associado com elevada adsorção de fósforo, quando presente. Além disso, a intensidade da crioturbação e variação do nível do permafrost e da camada ativa dos solos nestes ambientes periglaciais foram fatores determinantes na pedogeoquímica, exceto em áreas de maior estabilidade da paisagem, gerando um padrão de distribuição de elementos até certo ponto caótico. Isso condicionou uma difícil separação de materiais, tanto morfológica quanto geoquimicamente. Os padrões geoquímicos são influenciados também pela salinidade costeira e variações hídricas sazonais na camada ativa, gerando condições arídicas nas partes elevadas da península, que mascaram a tendência à acidificação dos materiais sulfetados. Apesar disso, a oxidação de sulfetos com conseqüente drenagem ácida induz ao aprofundamento geral do perfil de alteração. A variação do nível do permafrost, aliado à crioturbação e solifluxão, interferem no estabelecimento de valores de referência para ambientes periglaciais, como a Península Keller. Assim, há uma grande anisotropia vertical e horizontal. O estabelecimento do mapa pedogeoquímico só foi possível pela boa definição de padrões de campo e sua identificação nas aerofotos produzidas. Entre os 17 domínios mapeados, os principais domínios pedogeoquímicos identificados em Keller são: (1) solos ácidos e de coloração amarelo-clara, influenciados pela oxidação de sulfetos, onde os teores de Al são muito elevados e ocorre lixiviação por drenagem ácida, com concentração de metais em fases mais trocáveis; (2) solos básicos, de coloração escura/acinzentada pelos minerais máficos presentes, e maior concentração de metais na fração residual. Em Keller, atividade ornitogênica é relativamente fraca, mas também influencia os padrões pedogeoquímicos locais. Com base na extração seqüencial, valores nulos de Pb e Cd, em todos os solos, sendo estes usualmente associados a atividades antropogênicas, ilustra que a Península Keller não sofreu contaminação relevante em seus ecossistemas terrestres, ao contrário de evidências de sedimentos marinhos, que mostram alguma concentração de Pb e outros metais. Teores nulos ou abaixo do limite de detecção pela técnica de Espectrofotometria de Emissão Óptica com Plasma acoplado por Indução, tornam promissor o monitoramento de longo prazo destes elementos, em áreas selecionadas, para avaliar possíveis contaminações advindas das atividades humanas. Valores nulos de As ilustram que os sulfetos presentes em Keller não mostram arsenopirita como componente. A maficidade das rochas influenciam a composição geoquímica, com teores mais elevados de Fe e Mn, mas teores baixos de Ni e Cr, evidenciando que não possuem contribuição ultrabásica relevante, corroborando a natureza cálci-alcalina das rochas vulcânicas mais comuns na região. Os teores de metais como Ba, Sr e Mn encontrados em elevadas concentrações nas coberturas vegetais analisadas, refletem a alta biodisponibilidade destes na região. A grande capacidade de bioacumulação de metais por briófitas e Usneas, corroborada pelas concentrações nas plantas acima dos teores naturais de alguns elementos litogênicos podem levar a conclusões equivocadas a respeito de contaminação antrópica. No entanto, Briófitas representam promissores bioprospectores de contaminação em meio aquoso, enquanto liquens como Usnea, podem ser utilizados para biomonitoramento de elementos de proveniência atmosférica nos ecossistemas costeiros da Península Keller. / In Keller Península, King George Island, Maritime Antarctica, the amount of heavy metals in soils, coastal sediments and plants were studied, with reference to total plant amounts, as well as to the organic or mineral fractions controlling the biogeochemistry of these elements. The study aimed to subsidize the environmental monitoring of terrestrial ecosystems of Keller Península. Studies were conducted in the laboratories of the soil science department of Federal University of Viçosa, in soil samples collected during the XXI Brazilian Antarctic Operation. The soils showed variability in their physico-chemical properties, in function of the great mixture of different parent-materials, as well as to the occurrence of sulfide mineralization, generating acidity, enhancing the bioavailability of some metals. The chalco- alkaline nature of the volcanic rocks in the region is corroborated by the metal contents in the soils, where Cu is the only metal with abnormal levels; aluminium amounts are very light, causing a higher P absorption to occur. The intensity of cryoturbation and variations in permafrost and active layer xivdepths in these periglacial envronments were important factors to explain the pedo-geochemistry, except for the most stable landscapes; this has led to a relatively randomic distribution of elements in, and between, soils. This has also led to difficulties in the adequate separation of soil materials, based on either morphological or chemical aspects. The geochemical behaviour is influenced by coastal salinity and moisture variations in the active layer, causing aridic conditions in the upper parts of the landscape, masking the tendency for soil acidity in sulfide-rich materials in the upper parts. Overall, sulfide oxidation led to greater soil development. Due to spatial and temporal variations in the permafrost, as well as to the intense solifluction during the summer, there is severe limitation for establishing background levels for heavy metals in terrestrial ecosystems of Keller. Also, there is high anisotropy both horizontal and vertical in the soils studied. Hence, the identification of pedogeochemical units in the map was only possible, after a good definition of field patterns and their proper identification in the aerial photos. Among the seventeen pedogeochemical domains identified in Keller, the main ones are: (1) acid soils with light brown-yellowish colors, influenced by sulfide oxidation, associated with high Al, acid drainage and greater mobility of metals; (2) basic soils, with dark greyish colors due to mafic minerals present, and greater metal concentration in the residual forms. In Keller, the ornithogenic activity in relatively weak, but has also an influence in the pedogeochemical background, locally. Based on the seqüential extraction procedure, an absence of Pb and Cd in all soils indicates that Keller does not have a high anthropogenic input, and that no serious contamination occurs in the terrestrial ecosystems, contrary to evidence from the coastal marine sediments, which shows some concentration of Pb and other metals. The absence of anthropogenic metals (Pb and Cd) by ICP spectrometry suggests a promising use of these heavy-metals for the long- term monitoring of selected areas, aiming to evaluate possible contamination caused by human activities. No detection of As in all soils illustrates that the sulfides in Keller does not possess arsenopirite as component. The maficity of volcanic rocks has influenced the geochemical composition of soils, with high Fe and Mn amounts, associated with low Cr and Ni, indicating no xvtendency for ultrabasic rocks, corroborating the calci-alkaline nature of the basalts and andesite volcanics of the region. Higher amounts of metals, such as Ba, Sr and Mn, in some plant materials studied are the result of hight soil bioavailability in Keller. The good capacity of bioaccumulation in mosses and lichens (Usnea) with greater concentration of metals compared with local substrates, can mislead the conclusions of contamination. However, mosses have shown to be promising bioprospectors of contaminated soil/water medium, whereas the lichens may used for the biomonitoring of elements coming atmospheric inputs in terrestrial environments of Keller Peninsula.