Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Increases of 1.1 to 6.4°C in temperature are projected by the end of the XXI century in several locations, including Brazil. Among processes that may be affected by increasing temperatures is the duration of the developmental cycle of crops. Simulation models are tools that allow to describe the possible interactions that take place in agroecoystems and their response to climate change scenarios. The objectives of this dissertation were (i) to simulate the development of irrigated rice and red rice comparing a linear (thermal time model) with a non-linear (WE model) model, and (ii) to investigate the response of the development of rice and red rice to climate change scenarios in Santa Maria, RS, Brazil, considering symmetric and asymmetric increases in minimum and maximum daily air temperatures. Data from a four-year experiment conducted during the 2003-2004 (five sowing dates), 2004-2005 (five sowing dates), 2005-2006 (three sowing dates), and 2006-2007 (two sowing dates) growing seasons in Santa Maria, RS, Brazil were used. Plants were grown in 12 liter pots during the four years, and in a paddy rice field during the 2006-2007 growing season. Nine cultivated rice genotypes (IRGA 421, IRGA 416, IRGA 417, IRGA 420, BRS 7 TAIM, BR-IRGA 409, EPAGRI 109, an Hybrid, and EEA 406), and two red rice biotypes (awned blackhull- ABHRR, and awned yellowhull-AYHRR) were used. Developmental data available and used in this study were dates of emergence (EM), panicle differentiation (R1), anthesis (R4), and all grains with brown hulls (R9) recorded in five plants per replication in each sowing date. Data collected in the 2004-2005 and 2005-2006 growing season were used to estimate the coefficients of the two models and data collected in the 2003-2004 and 2006-2007 growing season were used as an independent data set for models evaluation. A one hundred years climate scenarios of 0°C, +1°C, +2°C, +3°C, +4°C, and +5°C, with symmetric and asymmetric increases in minimum and maximum daily air temperatures were created with the LARS-WG Weather Generator using a 1969-2003 database. Date of developmental stages in each climate scenario was calculated with the non-linear model (WE model). The root mean square error (RMSE) for all developmental stages varied from 4.9 to 10.5 days with the thermal time model and from 4.3 to 10.9 days with the WE model. The WE model gave better predictions in six out of eleven genotypes, with better predictions for early (R1) than for later (R4 and R9) developmental stages. The duration of the EM-R1 phase in general decreased whereas the duration of the R1-R4 and R4-R9 phases most often increased as temperature increased in the climate change scenarios. The simulated rice development response to elevated temperature was not the same when the increase in minimum and maximum temperature was symmetric or asymmetric. Current rice genotypes may be less competitive with red rice in future climates. / Projeções indicam aumentos de 1,1 a 6,4°C na temperatura do ar até o final do século XXI em vários locais do planeta, incluindo o Brasil. Dentre os processos que poderão ser afetados pelo aumento da temperatura está a duração do ciclo de desenvolvimento das culturas. Nesse sentido, modelos de simulação são ferramentas que nos permitem descrever as possíveis interações que acontecem nos agroecossistemas e suas respostas a cenários de mudança climática. Os objetivos desta dissertação foram (i) simular o desenvolvimento do arroz irrigado e do arroz vermelho comparando um modelo linear (modelo soma térmica) com um modelo não linear (modelo WE) e (ii) avaliar a resposta do desenvolvimento do arroz e do arroz vermelho a cenários de mudança climática em Santa Maria, RS, Brasil, considerando aumentos simétricos e assimétricos nas temperaturas mínima e máxima diárias do ar. Foram usados dados de um experimento de quatro anos, conduzido durante os anos agrícolas 2003- 2004 (5 datas de semeadura), 2004-2005 (5 datas de semeadura), 2005-2006 (3 datas de semeadura) e 2006-2007 (2 datas de semeadura) em Santa Maria, RS, Brasil. As plantas foram cultivadas em baldes de 12 litros durante os quatro anos e em uma área de várzea durante o ano agrícola 2006-2007. Foram usados nove genótipos de arroz cultivado (IRGA 421, IRGA 416, IRGA 417, IRGA 420, BRS 7 TAIM, BR-IRGA 409, EPAGRI 109, um Híbrido e EEA 406) e dois biótipos de arroz vermelho (casca preta aristado - ABHRR e casca amarela aristado - AYHRR). Os dados de desenvolvimento disponíveis e usados neste estudo foram datas de emergência (EM), diferenciação da panícula (R1), antese (R4) e todos os grãos com casca marrom (R9) coletados em cinco plantas por repetição em cada data de semeadura. Os dados coletados nos anos agrícolas 2004-2005 e 2005-2006 foram usados para estimar os coeficientes dos dois modelos e os dados coletados nos anos agrícolas 2003-2004 e 2006- 2007 foram usados como dados independentes para a avaliação dos modelos. Os cenários climáticos de 100 anos de 0°C, +1°C, + 2°C, +3°C, +4°C e +5°C, com aumentos simétricos e assimétricos nas temperaturas mínima e máxima diárias do ar, foram gerados com Weather Generator LARS-WG usando uma base de dados observados de 1969-2003. As datas dos estágios de desenvolvimento, nos cenários de mudança climática, foram estimadas com o modelo não linear (modelo WE). A raiz do quadrado médio do erro (RMSE), para todos os estágios de desenvolvimento, variou de 4,9 a 10,5 dias com o modelo da soma térmica e de 4,3 a 10,9 dias com o modelo WE. O modelo WE teve melhores predições em seis dos onze genótipos, com melhores predições para o estágio mais precoce (R1) do que para os mais tardios (R4 e R9). A duração da fase EM-R1 em geral diminuiu, enquanto que a duração das fases R1-R4 e R4-R9 geralmente aumentaram, com o aumento da temperatura nos cenários de mudança climática. A resposta simulada do desenvolvimento do arroz a elevação da temperatura não foi a mesma quando o aumento na temperatura mínima e máxima foi simétrico ou assimétrico. Os atuais genótipos de arroz podem ser menos competitivos com o arroz vermelho em climas futuros.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Projections of a possible climate change indicate that the current CO2 concentration is expected to double and air temperature increase by up to 6°C by the end of this century, leading to changes in crops yield. The impact of climate change on irrigated rice in conditions of Southern Brazil should be positive, with increases in potential grain yield. However, there are few studies to assess the impact of climate change in Rio Grande do Sul, a State with an important role in rice production in the country. Thus, the objective of this study was to simulate the impact of climate change on rice grain yield in Rio Grande do Sul in a climate change scenario based on the IPCC A1B scenario. The grain yield was simulated with the SimulArroz model for three maturity groups (early, middle and late), seven sowing dates (01/08, 01/09, 01/10, 01/11, 01/12, 01/01 and 01/02) at different levels of crop management (technological level), in the six rice production regions of the State. The results indicate that climate change expected for the A1B scenario will have a positive effect on grain yield of rice in Rio Grande do Sul State, mainly at the end of the century, when the sowing period may be anticipated. There were variations on the effect of climate change on yield among the rice production regions with the West part of the State the least favored region and the Southern part of the State the most favored in the future scenario. / Projeções sobre possíveis mudanças climáticas indicam que a atual concentração de CO2 deverá dobrar e a temperatura do ar aumentar em até 6°C até o final deste século, proporcionando alterações na produtividade das culturas agrícolas. O impacto da mudança climática na cultura do arroz irrigado nas condições do Sul do Brasil deverá ser positivo, com aumento na produtividade potencial de grãos. No entanto, ainda há poucos estudos para avaliação do impacto da mudança climática no Rio Grande do Sul, estado com importante participação na produção de arroz do país. Assim, este trabalho teve como objetivo simular o impacto da mudança climática na produtividade de grãos de arroz irrigado no Rio Grande do Sul, em um cenário de mudança climática baseado no cenário A1B do IPCC. A produtividade de grãos foi simulada com o modelo SimulArroz para três grupos de maturação (precoce, médio, tardio), sete datas de semeadura (01/08, 01/09, 01/10, 01/11, 01/12, 01/01, 01/02) em diferentes níveis de manejo da lavoura (níveis tecnológicos) nas seis regiões orizícolas do estado. Os resultados indicam que a mudança climática prevista no cenário A1B terá efeito positivo na produtividade de grãos de arroz irrigado do estado do Rio Grande do Sul, principalmente no final do século XXI, quando o período de semeadura poderá ser antecipado. Entre as regiões orizícolas houve variação do efeito da mudança no clima sobre a produtividade, sendo a Fronteira Oeste menos favorecida e a Zona Sul a mais favorecida no cenário futuro.

Orientador: Enrique Amayo Zevallos / Banca: Shiguenoli Miyamoto / Banca: Wagner Costa Ribeiro / O Programa de Pós-Graduação em Relações Internacionais é instituído em parceria com UNESP/UNICAMP/PUC-SP, em projeto subsidiado pela CAPES, intitulado "Programa San Tiago Dantas" / Resumo: O regime internacional de mudanças climáticas é um dos mais complexos regimes ambientais, por tratar simultaneamente de questões políticas, econômicas, energéticas, de desenvolvimento e ambientais. Tal regime começou a ser formado com a assinatura da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas, em 1994, e adquiriu importância com a elaboração de diversos documentos para lhe conferir maior eficácia, como o Mandato de Berlim, o Protocolo de Kyoto e os Acordos de Marraqueche. Durante o processo negociador desse regime, várias coalizões de países com interesses diversos se formaram, e dentre estas coalizões, o Grupo dos 77/China. Neste processo, alguns países adquiriram maior proeminência nas negociações, contribuindo de forma substancial para a conformação do regime do clima. Um desses países é o Brasil, um país emergente com características muito particulares e que exerce um papel importante nas negociações ambientais internacionais, e que foi o objeto de análise desta dissertação. A hipótese desta pesquisa é que o Brasil possui certas particularidades, como a maior parte da floresta amazônica e sua matriz energética majoritariamente limpa, e estas ajudaram a definir grande parte da posição assumida pelo país nas negociações do regime internacional de mudanças climáticas. Para provar isso, estudamos e analisamos a posição defendida pelo Brasil nos dois principais tópicos de negociação para os países em desenvolvimento no Protocolo de Kyoto: o Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) e os compromissos de redução das emissões de gases de efeito estufa, durante o período de 1995 a 2004. A metodologia utilizada para testar essa hipótese foi uma revisão bibliográfica de artigos e livros, bem como a análise de documentos oficiais e depoimentos de representantes das delegações brasileiras... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: International regime of climate change is one of the most complex environmental regimes because it simultaneously addresses political, economic, energetic, environmental and development issues. This regime was launched with the signature of the United Nations Framework Convention on Climate Change in 1994. The impact of the international regime of climate change was increased through the elaboration of several documents intended to make the regime more efficient, such as the Berlin Mandate, the Kyoto Protocol and the Marrakech Accords. Throughout the negotiation process (of the regime or the mandate/protocol/accords), many coalitions of countries with different interests were formed, such as the G77/China. Within this coalition, some countries play a prominent role in the negotiations, contributing substantially to the current climate regime configuration. Brazil is one of these countries and, therefore, it is the subject of this dissertation. The hypothesis of this thesis is that certain particular characteristics of the country, especially the Brazilian Amazon rainforest and its renewable energy resources, greatly affect the country's position on climate change negotiations. In order to prove this hypothesis, we will analyze Brazil's position regarding two specific topics of the Kyoto Protocol: Clean Development Mechanism (CDM) and the greenhouse gases emission reduction commitments to developing countries, during the period from 1995 to 2004. The methodology used to conduct this analysis included the bibliographical review of articles and books, and the study of official documents and reports from the Brazilian delegates present at the aforementioned meetings. Finally, we will analyze the way that Brazil's particular characteristics influence the country's position on these main two topics and contributed to the current configuration of the... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Este estudo estima os efeitos climáticos para três cenários de mudanças climáticas, de seis culturas em rotação contínua, utilizando o modelo EPIC (William et al.) versão 0810, por 19 anos (1994 a 2014) cujos dados observados de experimento de longo prazo na EMBRAPA/CNPT em Passo Fundo, RS, em um Latossolo Vermelho distrófico húmico argiloso (LVd). O modelo EPIC foi calibrado segundo WANG, et al (2012), com desempenho estimado através do R2 de 0.87, PBIAS (viés) de 1% e NSE de 0.73. Os três cenários de mudança foram propostos a partir da literatura para a Região Sul do Brasil, alterando (a) as temperaturas máximas e mínimas mensais e (b) as precipitações mensais e os desvios padrões da precipitação, com períodos de +15 e -15 anos a partir das datas centrais, sendo C1 (2040), + 1ºC e +10% (mm); C2 (2070), +2ºC e + 20% (mm); e, C3 (2100): +3 ºC e +30% (mm). Os resultados foram comparados a cada período e cenário, com os respectivos resultados das simulações, com o padrão climático atual (variabilidade atual) denominado C0, cujas variáveis foram obtidas a partir da série climática de dados de 1984 a 2014 (30 anos). Os resultados concluem que, mantidas as mesmas condições de cultivo e rotação, haverá a redução progressiva dos rendimentos de grãos nas culturas de soja, milho, sorgo granífero, aveia branca e cevada, e de matéria seca na cultura de ervilhaca peluda. As principais causas desta redução nos rendimentos,são atribuídas às reações de fotorrespiração nas espécies do grupo C3, aumento da demanda e perdas de nitrogênio, déficit hídrico (apesar do aumento das precipitações), aumento das perdas de água por evapotranspiração (estresse hídrico), aumento dos períodos de eventos secos (intervalos entre chuvas) e particularidades do manejo do solo, como era esperado. A conclusão mais importante foi da real viabilidade de uso de modelos matemáticos para as condições brasileiras, como ferramenta robusta e necessária à modernização da gestão de projetos de pesquisa, das atividades de ensino, do gerenciamento da produção agrícola, assim como do monitoramento e avaliação ambiental. / This study estimates the climatic effects for three scenarios of climate change in six cultures in continuous rotation, using the EPIC model (William et al.) version 0810, It was 19 years of observed monitoring data (1994-2014) in the long-term experimental plot of EMBRAPA / CNPT in Passo Fundo, RS, in a Oxisol dystrophic clayey humic (LVd). The EPIC model was calibrated according WANG, et al. (2012), with performance estimated by the R2 of 0.87, PBIAS (bias) of 1% and NSE 0.73. The three proposed scenarios based in the literature for the Southern Region of Brazil, altering (a) the maximum and minimum monthly temperatures (b) the monthly rainfall and rainfall standard deviations, with periods of +15 and -15 years from the central dates, were C1 (2040): + 1°C + 10% (mm); C2 (2070): + 2°C to + 20% (mm); and C3 (2100): +3°C and + 30% (mm). The results were compared at each period and scenario, with the corresponding results of the simulations of the scenarios, with the current climatic pattern (current variability) named CO, whose varibles were obtained from a climate data series from 1984 to 2014 (30 years). The results conclude that keeping the same growing conditions and rotation, there will be a progressive reduction in grain yield in soybean, corn, grain sorghum, oat and barley and dry matter in the crop of hairy vetch. The main causes of this reduction in result are attributed to photorespiration reactions in species of the C3 group, the increased demand and losses of nitrogen, rain deficit (despite the increase in rainfall), and an increased water loss through evapotranspiration (water stress), increase of dry periods (intervals between rainy weather) and soil management characteristics as expected. The most important finding was the actual viability of the use of mathematical models for Brazilian conditions, as a robust tool, necessary to modernize the management of research projects, teaching activities, management of agricultural production, as well as monitoring and environmental assessment.

Este estudo estima os efeitos climáticos para três cenários de mudanças climáticas, de seis culturas em rotação contínua, utilizando o modelo EPIC (William et al.) versão 0810, por 19 anos (1994 a 2014) cujos dados observados de experimento de longo prazo na EMBRAPA/CNPT em Passo Fundo, RS, em um Latossolo Vermelho distrófico húmico argiloso (LVd). O modelo EPIC foi calibrado segundo WANG, et al (2012), com desempenho estimado através do R2 de 0.87, PBIAS (viés) de 1% e NSE de 0.73. Os três cenários de mudança foram propostos a partir da literatura para a Região Sul do Brasil, alterando (a) as temperaturas máximas e mínimas mensais e (b) as precipitações mensais e os desvios padrões da precipitação, com períodos de +15 e -15 anos a partir das datas centrais, sendo C1 (2040), + 1ºC e +10% (mm); C2 (2070), +2ºC e + 20% (mm); e, C3 (2100): +3 ºC e +30% (mm). Os resultados foram comparados a cada período e cenário, com os respectivos resultados das simulações, com o padrão climático atual (variabilidade atual) denominado C0, cujas variáveis foram obtidas a partir da série climática de dados de 1984 a 2014 (30 anos). Os resultados concluem que, mantidas as mesmas condições de cultivo e rotação, haverá a redução progressiva dos rendimentos de grãos nas culturas de soja, milho, sorgo granífero, aveia branca e cevada, e de matéria seca na cultura de ervilhaca peluda. As principais causas desta redução nos rendimentos,são atribuídas às reações de fotorrespiração nas espécies do grupo C3, aumento da demanda e perdas de nitrogênio, déficit hídrico (apesar do aumento das precipitações), aumento das perdas de água por evapotranspiração (estresse hídrico), aumento dos períodos de eventos secos (intervalos entre chuvas) e particularidades do manejo do solo, como era esperado. A conclusão mais importante foi da real viabilidade de uso de modelos matemáticos para as condições brasileiras, como ferramenta robusta e necessária à modernização da gestão de projetos de pesquisa, das atividades de ensino, do gerenciamento da produção agrícola, assim como do monitoramento e avaliação ambiental. / This study estimates the climatic effects for three scenarios of climate change in six cultures in continuous rotation, using the EPIC model (William et al.) version 0810, It was 19 years of observed monitoring data (1994-2014) in the long-term experimental plot of EMBRAPA / CNPT in Passo Fundo, RS, in a Oxisol dystrophic clayey humic (LVd). The EPIC model was calibrated according WANG, et al. (2012), with performance estimated by the R2 of 0.87, PBIAS (bias) of 1% and NSE 0.73. The three proposed scenarios based in the literature for the Southern Region of Brazil, altering (a) the maximum and minimum monthly temperatures (b) the monthly rainfall and rainfall standard deviations, with periods of +15 and -15 years from the central dates, were C1 (2040): + 1°C + 10% (mm); C2 (2070): + 2°C to + 20% (mm); and C3 (2100): +3°C and + 30% (mm). The results were compared at each period and scenario, with the corresponding results of the simulations of the scenarios, with the current climatic pattern (current variability) named CO, whose varibles were obtained from a climate data series from 1984 to 2014 (30 years). The results conclude that keeping the same growing conditions and rotation, there will be a progressive reduction in grain yield in soybean, corn, grain sorghum, oat and barley and dry matter in the crop of hairy vetch. The main causes of this reduction in result are attributed to photorespiration reactions in species of the C3 group, the increased demand and losses of nitrogen, rain deficit (despite the increase in rainfall), and an increased water loss through evapotranspiration (water stress), increase of dry periods (intervals between rainy weather) and soil management characteristics as expected. The most important finding was the actual viability of the use of mathematical models for Brazilian conditions, as a robust tool, necessary to modernize the management of research projects, teaching activities, management of agricultural production, as well as monitoring and environmental assessment.

De importância vital, os gases de efeito estufa (GEE), como o dióxido de carbono e metano, dentre outros, retêm o calor do sol na atmosfera. Esse fato evita a dissipação da radiação solar, sem que o Planeta fique suficientemente aquecido para manter em condições adequadas a existência de vida na Terra. Contudo, as atividades humanas estão aumentando a concentração desses gases gerando o efeito estufa intensificado. Este, por sua vez, tem o potencial de influenciar a temperatura e está diretamente relacionado ao aquecimento global que tem provocado mudanças climáticas significativas na Terra. Decorrente desses processos, diversas conseqüências adversas já atingem a humanidade. Assim, consciente e preocupada com os resultados das mudanças climáticas, a comunidade internacional, com o objetivo de reduzir os GEE, acordou, em 1997, o Protocolo de Quioto, que fixa metas para a diminuição da emissão desses gases e estimula investimentos em tecnologias ambientalmente mais sustentáveis, através dos Mecanismos de Desenvolvimento Limpo (MDL). Esse panorama climático traz, portanto, implicações não só ambientais, mas também socioeconômicas. Se antes, a questão era discutida por cientistas e ambientalistas, hoje estudos econômicos, como o Relatório de Stern, quantificam os enormes prejuízos advindos das mudanças climáticas. Nesse aspecto, acionistas buscam identificar como as empresas estão lidando com os riscos e oportunidades referentes às questões do clima. Considerando essa realidade, esta dissertação teve por objetivo estudar se as mudanças climáticas estão produzindo interferência no programa de investimento das empresas. Através de um estudo de caso em uma empresa do ramo petroquímico, avaliou-se, através de informações de relatórios divulgados, a gestão de emissões atmosféricas adotadas pela mesma em sua estrutura de governança climática. Paralelamente, foram adotados os resultados de outros estudos referentes às questões climáticas, dentre os quais se destaca o Carbon Disclosure Project, o inventário de emissões de GEE brasileiro e os investimentos em MDL. Os resultados demonstraram que na empresa em estudo, a variável climática já está inserida em sua estrutura de governança corporativa e conclui que as mudanças climáticas têm interferido no direcionamento de investimentos, estando prevista no planejamento estratégico da própria companhia. Sendo assim, este trabalho remete à amplitude da questão abordando que a resolução do problema exige esforço de todos, sociedade, políticos, empresário etc, não bastando atribuir ao setor industrial toda a responsabilidade pela mitigação dos GEE, pois apenas isso não será suficiente. Por fim, o compromisso de reduzir a emissão de GEE é, antes de tudo, uma obrigação moral. Decorre da necessidade de se alcançar um valor justificável em si mesmo, que nos permita preservarmos, em condições adequadas, o clima do Planeta para que vivamos com qualidade; deixando este privilégio de herança às futuras gerações. / With vital significance, the greenhouse effect gases (GEG), as carbon dioxide and methane, among others, retain sun heat in the atmosphere. This fact avoids sun radiation from dissipating, without letting the Planet being warm enough to keep right conditions for live existence of Earth. However, mankind activities are increasing concentration of these gases creating intensified greenhouse effect. This, in it turns, has the potential of affect over temperature and is directly related to global warming, which has incurred into significant climatic changes on Earth. Resulting from these processes, plenty of adverse consequences already have effects over humanity. Therefor, consciousness and worried with the results of climate changes, international community, with goal of reducing GEG, agreed, in 1997, the Kyoto Protocol, that stablishes goals for diminish these gases emission and stimulates investing into environmently more sustainable technologies, using the so called Clean Development Mechanisms (CDM). This climatic picture brings, for so, implications not only in the environment, but also socioeconomic. If before, the issue was discussed by scientists and environmentalists, today socioeconomic papers, as Sterns Report, quantify the huge lost resulting from climatic changes. In this aspect, investors search how identify the companies which deal best the risks and opportunities due to the clime. Considering that reality, this essay had as purpose show if the climatic changes are producing interference in companies investing programs. Thru a case study of a petrochemical branch company, was measured the atmospheric emission management adopted in its climatic governability structure. Besides, ware adopted results from other researches of climatic issues, in which stands out the Carbon Disclosure Project, the Brazilian GEG emission inventory and the investments in CDM. The results shown that in the company in study, the climatic variable is already inside its corporative governability structure and concludes that the climatic changes have interfered in directing its investments, been foreseen in its strategic planning. For so, this essay refer to magnitude of the matter boarding that the answer to problem demands efforts of all: society, politicians, businessmen, and so forth; not sufficing attribute to industrial sector all responsibility of mitigating the GEG, because it will not be enough. At last, the commitment of GEG reducing is, above all, a moral obligation. Stemming from the need of achieving a justifiable value in itself, that allow us preserve, in right conditions, the Planet clime to mankind live with quality; assuring this privilege as inheritance to future generations.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Recentes observações satelitais têm demonstrado um aumento na extensão total do gelo marinho Antártico e redução do gelo marinho no Ártico. Apesar destas constatações, no Oceano Sul análises regionais apontam tendências negativas nos mares de Bellingshausen-Amundsen e positivas no mar de Ross, enquanto que para o Ártico ocorrer uma redução uniforme do gelo marinho. Neste estudo, foi realizada uma análise multivariada para identificar as mudanças na extensão do gelo marinho Antártico e Ártico em resposta à variabilidade de um conjunto de forçantes/parâmetros/índices climáticos de reconhecida importância em escala global. Especificamente, as associações entre o gelo marinho e os parâmetros e forçantes climáticos foram examinadas através da correlação linear e da análise de agrupamento. Diferentes respostas em diferentes setores foram examinadas e discutidas. Os resultados indicam que a variabilidade do gelo marinho Antártico e Ártico é um fenômeno multivariado e que a extensão de gelo marinho mínima, média e máxima podem apresentar diferentes padrões espaciais e responderem a diferentes conjuntos de parâmetros e forçantes climáticos. Foi identificado um significativo impacto de forçantes/parâmetros/índices climáticos sobre o gelo marinho no Oeste Antártico. No hemisfério Norte o aumento da temperatura média global e do CO2 atmosférico são os principais responsáveis pela redução na extensão do gelo marinho. / Recent satellite observations have shown an increase in the total extent of Antarctic sea ice and a reduction of sea ice in the Arctic. Despite these findings, regional analyses in the Southern Ocean indicates negative trends in the Bellingshausen-Amundsen Sea and positive trends in the Ross Sea, while in the Arctic seems to occur a uniform reduction of sea ice. In this study, mutivariate analysis was performed to identify changes in Antarctic sea ice in response to changes in a set of climate forcings/parameters/indices. More specifically, the relationships between sea ice and climate forcings and parameters were examined by linear correlation and cluster analysis. Different responses in different sectors were examined and discussed. The findings indicate that Antarctic sea ice variability is a multivariate phenomenon and that the minimum, maximum, and mean sea ice extent depicts different spatial pattern and may respond to a different set of climate forcings/parameters/indices. A significant impact of climate forcings/parameters/indices occurs over western Antarctic. In the northern hemisphere the increase in global mean temperature and atmospheric CO2 seems to be the major responsible for the reduction in sea ice extent.

Ácaros de solo têm sido pouco estudados na Colômbia. Este trabalho corresponde ao esforço inicial para conhecer os ácaros da ordem Mesostigmata que ocorrem em solos de regiões altas desse país. O processo conhecido como \"efeito estufa\" tem preocupado ecologistas de todo o mundo, inclusive aqueles que se dedicam ao estudo dos organismos de solo. A metodologia de coleta adotada neste trabalho foi estabelecida como uma tentativa de também indicar possíveis conseqüências deste processo sobre os ácaros deste grupo. O trabalho foi conduzido em um fragmento da Floresta Andina e em uma pastagem em suas proximidades, na Vereda Mundo Nuevo, Município de La Calera, Departamento de Cundinamarca. Pirâmides de policarbonato foram usadas numa tentativa de simular o efeito estufa. Foram coletadas 34 espécies de Gamasina e 21 morfoespécies de Uropodina. Destas, pelo menos seis espécies foram determinadas como novas para a ciência, havendo a possibilidade de que pelo menos outras dez também sejam novas. Um gênero novo de Laelapidae também foi encontrado. São relatadas pela primeira vez na Colômbia espécies pertencentes aos gêneros Arctoseius, Gamasellodes e Protogamasellus (Ascidae), Cheiroseius (Blattisocidae), Oloopticus e Gaeolaelaps (Laelapidae), Proctolaelaps (Melicharidae), Desectophis e Gamasiphis (Ologamasidae) e Multidentorhodacarus (Rhodacaridae). O método empregado permitiu o estabelecimento de aumentos significativos de temperatura no interior das pirâmides em certas épocas de amostragem, como esperado com a ocorrência do efeito estufa. Outros fatores edafo-climáticos que também sofreram alterações significativas foram o pH e a proporção de partículas de solo entre 53 e 300 ?m (ambos em níveis mais elevados no interior das pirâmides). A abundância e o número de espécies de Mesostigmata foram maiores no fragmento florestal, especialmente de Uropodina, grupo encontrado quase exclusivamente neste ecossistema. A abundância dos Mesostigmata e o número de espécies de Gamasina foram maiores dentro das pirâmides. Estes resultados podem sugerir que o efeito estufa poderá causar um aumento da abundância dos Mesostigmata e um aumento da diversidade dos Gamasina nas regiões de grande altitude de Cundinamarca. Há que se considerar, entretanto, que a metodologia adotada avaliou as possíveis variações em pequena escala, simulando-se o efeito estufa apenas para áreas de pequenas dimensões, cobertas pelas pirâmides. É possível que as alterações climáticas em escala maior (regional) possam levar a resultados diferentes dos obtidos neste estudo, especialmente tendo em vista a reduzida capacidade de dispersão dos ácaros em relação a outros grupos de animais. Este trabalho permitiu a obtenção de informações relevantes que servirão como base para a condução de trabalhos futuros similares na Colômbia, apresentando ainda sugestões para o aprimoramento dos métodos para a execução de estudos desta natureza. / Soil mites have been insufficiently studied in Colombia. This work represents the first step to understand the mites of the order Mesostigmata that occur in highland soils of that country. The process known as \"greenhouse effect\" has worried ecologists around the word, including those dedicated to the study of soil organisms. The sampling method adopted in this study was selected as an attempt to also estimate the consequences of this process on this mite group. This work was conducted in an Andean forest fragment and in a pasture in its vicinity, in Vereda Mundo Nuevo, La Calera municipality, Department of Cundinamarca. In an attempt to simulate the greenhouse effect, pyramids made of polycarbonate were used. Thirtyfour species of Gamasina and 21 morphospecies of Uropodina were collected. Of these, at least six species were indentified as new to science; it is possible that at least ten of the remaining species are also new. A new genus of Laelapidae was also collected. Species of Arctoseius, Gamasellodes and Protogamasellus (Ascidae), Cheiroseius (Blattisocidae), Oloopticus and Gaeolaelaps (Laelapidae), Proctolaelaps (Melicharidae), Desectophis and Gamasiphis (Ologamasidae) as well as of Multidentorhodacarus (Rhodacaridae) are reported for the first time in Colombia. The method adopted allowed the occurrence of significant increases in temperature inside the pyramids at certain sampling times, as expected to happen with the occurrence of the greenhouse effect. Other edapho-climatic factors undergoing significant changes were pH and proportion of soil particles between 53 and 300 ?m (both at higher levels inside the pyramids). The abundance and the number of species of Mesostigmata were higher in the forest fragment, especially of Uropodina, a group found almost exclusively in this ecosystem. The abundance of Mesostigmata and the number of Gamasina species were higher inside the pyramids. These results may suggest that the greenhouse effect may cause an increase in the abundance of Mesostigmata and an increase in the diversity of Gamasina in regions of high altitude of Cundinamarca. However, it should be considered that the methods adopted evaluated the possible variations in low scale, given that the greenhouse effect was simulated only in areas of small dimensions, covered by the pyramids. It is possible that wide scale climatic changes (over wide regions) may lead to different results, taking into account the reduced dispersal capacity of the mites in relation to other animals. This work produced relevant information to be considered in similar future studies in Colombia. It also allowed the elaboration of suggestions to improve the methods for studies of this nature.

O aquecimento global é considerado um dos mais sérios problemas ambientais da atualidade mundial e suas consequências afetam de maneira severa diversos biomas já ameaçados, principalmente em ecossistemas tropicais. O estado de conservação de todos os biomas brasileiros é uma questão de grande preocupação e por esta razão, a Mata Atlântica, um dos ecossistemas florestais que mais sofreu redução em seu vasto domínio, ainda é um bioma extremamente rico em biodiversidade, com altos níveis de endemismo, apesar do intenso desmatamento e fragmentação. Diante de sua importância biogeoquímica, os objetivos principais do presente estudo foram compreender de que maneira o fenômeno de elevação da temperatura global afeta as emissões naturais de gases de efeito estufa (GEE) provenientes do solo e de que modo o acréscimo da temperatura influencia na ciclagem de nutrientes como carbono e nitrogênio. Para isso, o solo foi aquecido artificialmente em 5ºC para se avaliar o comportamento das emissões sob maiores temperaturas. O estudo foi realizado no Parque Estadual da Serra do Mar, no Núcleo Santa Virgínia, onde predomina a formação de Floresta Ombrófila Densa Altimontana. As amostras foram coletadas quatro vezes ao ano em campanhas de 10 dias, durante os meses de setembro e novembro de 2009 e janeiro e agosto de 2010. O sistema de aquecimento funcionou de maneira satisfatória como esperado e o aumento da temperatura ocorreu por radiação térmica de maneira lenta e gradativa. O aumento da temperatura não resultou em diferenças significativas na umidade do solo para os diferentes tratamentos. O aquecimento resultou em um aumento expressivo das emissões de CO2 e N2O, porém não apresentou diferenças para os fluxos de CH4. O aumento do fluxo dos gases pode representar uma tendência da diminuição do estoque (substrato) de carbono disponível no solo ao longo do tempo. A variação de CO2 a curto prazo pode ter sido consequência do aumento da respiração radicular e de heterótrofos presentes na rizosfera. Para o N2O a maior temperatura pode ter intensificado o metabolismo da microbiota desnitrificadora, resultando assim em maiores emissões de N2O para a atmosfera. O consumo de CH4 não apresentou diferenças significativas durante os períodos amostrados. Estudos que manipulam a temperatura do solo permitem um maior conhecimento dos processos envolvidos na emissão de gases pela atividade microbiana, mas infelizmente não permitem uma conclusão precisa a respeito do comportamento do sistema solo-atmosfera por completo devido aos inúmeros fatores que afetam esses processos de maneiras distintas. É preciso aprofundar nossos conhecimentos da dinâmica desses processos para um melhor entendimento de como a futura interação do ciclo global do C responderá às mudanças climáticas, e como será possível antecipar os efeitos negativos dessas interações que ocorrem na natureza, principalmente entre o C e o N do solo e da atmosfera. / The global warming is considered one of the most serious environmental problem of nowadays and its severe consequences affects already threatened biomes, particularly in tropical ecosystems. The conservation status of all biomes is a matter of great concern, and for this reason, the Atlantic forest, one of the most threatened ecosystems of the Planet, is still extremely rich in biodiversity, with high endemic levels, despite the intense deforestation and fragmentation. Given its biogeochemistry importance, the main objectives of this study were to understand how the phenomenon of rising global temperatures affects natural emissions of greenhouse gases (GHG) from soil, and how the warming influences the cycling of nutrients such as carbon and nitrogen. For this, the soil was artificially heated at 5ºC to evaluate the emissions response at higher temperatures. The study was conducted at Serra do Mar State Park Núcleo Sta. Virgínia, were the formation of montane Rain Forest predominates. Gas samples were collected four times a year on 10 days campaigns during the months of September and November 2009 and January and August 2010. The heating system worked satisfactorily as expected and the temperature was increased by thermal radiation in a slow and gradual way. The temperature increase resulted in no significant differences in soil moisture for the different treatments. The higher temperature resulted in a significant increase in emissions of CO2 and N2O, but no difference was noticed to the flows of CH4. The higher emissions of gases may represent a trend of decrease in the pool of readily available carbon in the soil over time. The short-term variation of CO2 may have been a consequence of increased root respiration and heterotrophic microbiota in the rhizosphere. For the N2O results, the temperature may have enhanced the metabolism of denitrifying microbiota, thus resulting in higher emissions of N2O to the atmosphere. The consumption of CH4 showed no significant differences during the studied periods. Studies that manipulate the soil temperature allow a better understanding of the involved processes in the emission of gases by microbial activity, but unfortunately do not allow a precise conclusion about the response of the soilatmosphere system altogether because there are many factors that affects these processes in distinct ways. We need to further improve our knowledge on the dynamics of these processes for a better understanding of how the future interaction between the global carbon cycle responds to climate change, and how we anticipate the negative effects of those interactions that occur in nature, mainly between C and N present in the soil and in the atmosphere

Orientador: Telma Teixeira Franco / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T23:18:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_EduardoJacob_D.pdf: 2856802 bytes, checksum: 99aa69511cd3a23d2bb08b6d88de2a71 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A conversão fotossintética de dióxido de carbono em fotobiorreatores foi investigada com o propósito do desenvolvimento de um sistema biológico para o seqüestro de carbono. O processo utilizado consiste na transferência de dióxido de carbono gasoso para a fase líquida de um reator, no qual este composto é convertido em produtos do metabolismo fotossintético pela atividade de microalgas. Em face disto, o trabalho teve por objetivos: (1) avaliar o cultivo fotossintético da microalga $SKDQRWKHFH_ PLFURVFRSLFD_ 1lJHOL em diferentes condições de temperatura, intensidade luminosa e concentração de dióxido de carbono; (2) avaliar a cinética de absorção/dessorção de dióxido de carbono em fotobiorreatores; (3) definir as condições operacionais apropriadas para a remoção biológica de carbono; (4) avaliar os efeitos dos ciclos de luminosidade na fixação de dióxido de carbono e (5) estudar diferentes configurações e modos de operação de fotobiorreatores para remoção de CO2. A capacidade de seqüestro de carbono do sistema foi considerada através de análises dos perfis de CO2 livre na fase líquida do sistema, medidas das concentrações da fase gasosa e conversão estequiométrica em biomassa. Os resultados obtidos demonstraram a importância dos parâmetros operacionais avaliados na fixação de carbono em biomassa, bem como na remoção de global de CO2. O uso da metodologia de superfície de resposta foi adequada na otimização do processo, a qual resultou em um acréscimo superior a 58% nas densidades celulares máximas. O efeito da duração do ciclo de luz foi determinante no desempenho do processo, resultando em reduções de eficiências máximas de até 99,69%. As configurações de reatores estudadas demonstraram o melhor desempenho dos sistemas air-lift, quando comparados aos reatores de coluna de bolhas. Quanto ao modo de operação, os sistemas com recirculação do ar contaminado demonstraram-se eficientes para o abatimento de reduzidas quantidades de dióxido de carbono, embora as séries de dois reatores ligados em série tenham maior eficiência e capacidade de eliminação de dióxido de carbono. O atual estágio de desenvolvimento deste trabalho evidenciou o potencial da aplicação deste tipo de reator em processos de seqüestro de carbono, devido às elevadas taxas de eliminação obtidas. Entretanto, apenas a caracterização parcial das rotas de conversão fotossintética de CO2 foi considerada / Abstract: The photosynthetic conversion of carbon dioxide in photobioreactors was investigated with the objective of developing a biological carbon sequestering system. The process used consisted of transferring gaseous carbon dioxide to the liquid phase of a reactor, in which this compound was converted into photosynthetic metabolism products by the activity of microalgae. Considering this, the objectives of the present work were: (1) evaluate the photosynthetic culture of the microalgae $SKDQRWKHFH_PLFURVFRSLFD_1lJHOL under different conditions of temperature, light intensity and carbon dioxide concentration; (2) evaluate the absorption/desorption kinetics of carbon dioxide in photobioreactors; (3) define the appropriate operational conditions for the biological removal of carbon; (4) evaluate the effects of light cycles on the fixation of carbon dioxide and (5) study different configurations and operational modes of photobioreactors for the removal of CO2. The carbon sequestering capacity of the system was considered from an analysis of the free CO2 profiles in the liquid phase of the system, measurements of the gas phase concentration and the stoichiometric conversion into biomass. The results obtained demonstrated the importance of the operational parameters evaluated in the fixation of carbon in biomass, as also in the overall removal of CO2. The use of response surface methodology was adequate to optimise the process, and resulted in an increase greater than 58% in the maximum cell density. The effect of the duration of the light cycle was determinant in process performance, resulting in reductions in maximum efficiency of up to 99.69%. The configurations of the reactors studied demonstrated the superior performance of airlift systems, as compared to bubble-column reactors. With respect to operational mode, the systems involving the recirculation of contaminated air were shown to be efficient in decreasing reduced amounts of carbon dioxide, although two reactors connected in series were more efficient and showed greater capacity in eliminating carbon dioxide. The current stage of development of this work is evidence of the potential for the application of this type of reactor in carbon sequestering processes, due to the elevated elimination rates. However, only the partial characterisation of the photosynthetic CO2 conversion routes was considered. / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química