A conectividade é um fator chave na manutenção de metacomunidades. A conectividade hidrológica vem sendo estudada ao longo dos anos, porém poucos trabalhos de fato discriminam, apropriadamente, os conceitos de conectividade estrutural e funcional. O sistema Tramandaí possui formação geológica recente, situa-se na região do litoral norte do estado do Rio Grande do Sul e possui 41 lagoas conectadas por canais que foram categorizados previamente através de valores de atrito baseados no custo de dispersão dos peixes. Porém, essas conexões não foram exploradas empiricamente, com isso nosso objetivo é investigar a composição de peixes e a influência da configuração do hábitat na estruturação e dinâmica desta ictiofauna interlagunar. Foram amostrados 56 sítios ao longo de 23 conexões entre as estações quente e fria, onde foram coletados peixes com rede de arrasto e puçá e foram realizados levantamentos da estrutura de hábitat local. As análises mostraram alta correlação entre as espécies das lagoas e das conexões, indicando um efeito de massa no sistema. O tamanho das espécies foi em média pequeno, fortalecendo a ideia de que as margens de ambientes aquáticos servem de berçário e proteção contra a predação. A categorização baseada em valores de atrito prediz uma diferenciação em termos de hábitat e composição de espécies nas conexões. Além disso, foi detectada influência de fatores ambientais como temperatura, fluxo de água e transparência sobre a riqueza – sendo que a temperatura apresentou relação direta e fluxo de água e transparência relação inversa. A temperatura, galhos e troncos, largura, fluxo de água, oxigênio dissolvido e salinidade influenciaram a composição de espécies principalmente no verão. No inverno foi detectada pouca influência do hábitat sobre a composição. Estes resultados indicam que a configuração do hábitat nas conexões é importante para determinar apropriadamente a conectividade interlagunar do sistema, principalmente em períodos de grande ocupação destes ambientes. O gradiente ambiental (espacial e temporal) nas conexões, e a influência do hábitat na composição de espécies, mostram que além do modelo de efeito de massa, a seleção de espécies pelas condições de hábitat é atuante nessa metacomunidade. / The connectivity is a key factor on structuring metacommunities. The hydrological connectivity has been studied along the years, but only a few works indeed properly distinct the concepts of structural and functional connectivity. The Tramandaí system is a geological early formation located in the north coast of the Rio Grande do Sul state in Southern Brazil and has 41 costal lagoons connected by channels. These connections were categorized by friction values based on costs of dispersion for fishes. But, those connections were never explored empirically, and our goal is to investigate the fish composition and the influence of habitat configuration on the fish fauna dynamics and structure along the connections to access the more realistic functional connectivity. 56 sites in 23 connections were sampled in both warm and cold seasons, the fishes were collected by seine and dip net and also habitat surveys were conducted. The data analysis showed high correlation between the lagoons and the connections species, suggesting a mass effect in the system. The species body size were average small, empowering the idea that shore habitats works as nursery areas and for predator avoidance. The connection’s categories based on friction values indeed predict habitats and composition distinctiveness. Environmental features were detected as influent over richness, like the temperature with a direct relation and water flow and transparency in an inverse relation. The temperature, branches and trunks, width, water flow, dissolved oxygen and salinity influenced the species composition along the year and in the summer. In the winter a short influence of the habitat configuration over composition were detected. This results indicate that the habitat configuration in the connections is important to determinate properly the functional connectivity, mainly in high occupation periods in this environments, like in the summer. The environmental gradient (both temporal and spatial) in the connections, and the habitat influence over the species composition, show that not only the mass effect, but also the species sorting acts in this metacommunity.

O presente estudo visa à obtenção de um modelo utilizando o acoplamento dos códigos WRF e CALPUFF com o objetivo de obter as características do campo meteorológico e da dispersão dos poluentes NO2 e SO2 de uma Usina Termelétrica localizada em Linhares. Foi utilizada uma grade de 100×100 células, com resolução de 1 km durante 90 h. Para vias de comparação, outra simulação foi feita sem a entrada do modelo WRF no CALMET, utilizando uma grade 15×15 sem modificar nenhum outro parâmetro. Os resultados obtidos foram comparados com dados do aeroporto de Vitória e com a legislação ambiental vigente. Para a camada limite planetária, o resultado obtido da simulação WRF/CALMET se encontra dentro da faixa encontrada na literatura. Os demais resultados, média de velocidade e direção do vento, para as duas simulações diferem entre si e dos dados do aeroporto, fato que já era esperado devido à distância e orografia entre a Usina e os dados da estação utilizados como entrada nos modelos. A concentração máxima obtida para os poluentes estudados se encontram dentro dos padrões de qualidade do ar. Devido à falta de dados observacionais, não foi possível uma genuína validação dos resultados, mas, sabendo a localização dos picos, foi possível sugerir locais de amostragem para futura comprovação dos resultados. / This study aims to create a model using the coupling of the WRF and CALPUFF codes in order to obtain characteristics of the meteorological field and the dispersion of pollutants NO2 and SO2 of a power plant located at the city of Linhares. The field consists of a grid of 100×100 cells resolution of 1 km for 90 h. Another simulation was made without using WRF as an input into CALMET, in the purpose of comparison, using a 15×15 grid and no change of other parameters. The results were compared to data from the airport of Vitória and against environmental legislation. For the planetary boundary layer the results of WRF/CALMET simulation are within the range found in the literature. The results of average wind speed and direction obtained by both simulations are different from each other and from the data of the airport,such as expected due to the distance and orography of the power plant and station data used as input into the models. The maximum concentrations of the pollutants are within air quality standards. Due to lack of observational data, genuine validation of the results is not feasible, but knowing the location of the concentration peak, it was possible to propose suitable sampling sites for future verification.

Esta tese tem o objetivo de apresentar um modelo matemático, para simular a dispersão de poluentes na atmosfera, que considera a variação temporal do campo de vento e dos coeficientes de difusão turbulenta, além disso, representar uma fonte móvel através de fontes pontuais. Sendo assim, usa-se a ideia do método da decomposição de Adomian e a técnica GILTT (Generalized Integral Laplace Transform Technique) no intuito de resolver a equação de advecção difusão, a qual descreve o fenômeno citado. Ainda, implementa-se o modelo proposto com o conjunto de dados do experimento de OLAD (Over Land Alongwind Dispersion) e, por fim, comparam-se os resultados obtidos e os dados de concentração coletados no experimento mencionado. / This thesis aims to present a mathematical model to simulate the dispersion of pollutants in the atmosphere, which considers the temporal variation of the wind field and the eddy diffusivity. Moreover, it represents a moving source through point sources. To reach this goal, it uses the idea of the Adomian decomposition method together with the GILTT technique (Generalized Integral Laplace Transform Technique) in order to solve the advection-diffusion equation, which describes the phenomenon. It further implements the model proposed with the dataset of OLAD (Dispersion Over Land Alongwind) experiment and finally the results obtained and the concentration observed are compared.

A perda e degradação de habitats são os principais fatores que geram diminuição da biodiversidade. A silvicultura é um dos maiores agentes de distúrbio ambiental para aves. Mudanças na diversidade de espécies entre ambientes podem ser geradas por dois mecanismos: aninhamento e/ou substituição (turnover) de espécies. As comunidades animais variam em relação às mudanças na composição dos ambientes, onde a distribuição das espécies responde aos arranjos espaciais dos elementos da paisagem. Assim, os objetivos deste trabalho foram: 1) descrever a assembleia de aves em talhões de Eucalyptus sp. 2) avaliar a composição da assembleia durante o ciclo silvicultural e a relação com a composição das assembleias de aves das matas ripárias nativas, distinguindo entre aninhamento e turnover e 3) verificar a influência do tipo de uso do solo adjacente aos plantios na riqueza das assembleias de aves. O estudo foi realizado em talhões de Eucalyptus sp. em diferentes estágios de desenvolvimento e em porções de florestas ripárias no Bioma Pampa, sendo coletado informações sobre riqueza e composição das assembleias de aves, através de pontos de contagem. Para a composição de espécies, foram realizadas análises de diversidade beta, distinguindo entre aninhamento e turnover, mostrando que a maior semelhança da composição das assembleias de aves ocorreu entre os diferentes estágios do plantio do que destes com a floresta ripária, e que a semelhança da assembleia de aves dos plantios com a assembleia da floresta nativa é menor em estágios avançados de desenvolvimento. Para as variáveis do entorno, foram feitas regressões múltiplas, indicando que a presença de ambiente florestal nativo, influencia na riqueza de espécies de aves dos plantios de Eucalyptus sp., apesar de poucas espécies de interior de floresta contribuírem para composição da assembleia de aves deste ambiente antrópico. / Habitat loss and degradation are the major factors driving biodiversity loss. Silviculture is a relevant environmental disruption agent to birds. Changes in species diversity among environments can be generated by two mechanisms: nestedness and/or turnover. Animal communities vary in relation to changes of environment composition, where the species distribution respond to spatial arrangements of landscape elements. The goals of this study were: 1) describe the birds assembly in Eucalyptus sp. stands, 2) avaluate the assembly composition during the silvicultural cycle, relating to the composition of birds in the native riparian forests, distinguishing between nestedness and turnover, and 3) verify the influence of adjacent land use, on the birds assembly richness. The study took place in stands of Eucalyptus sp. in different development stages and in riparian forests portions in the Pampa Biome, and was collected information about richness and birds assembly composition by counting points. For species composition, were carried out beta diversity analyzes, distinguishing between nestedness and turnover, showing that the greatest similarity of the birds assembly composition was between the differents plantation stages than those compared to riparian forest, and the similarity of the composition of plantations birds assembly between the native forest assembly, it is smaller in Eucalyptus sp. advanced development stages. For the environmental variables, multiple regression analysis was made, indicating that the presence of surrounding native forest environments hold the richness of bird species in Eucalyptus sp. plantations, despite a few of forest interior species contribute to the man-made environmental birds assembly composition.

Híbridos poliuretano-acrílicos foram sintetizados via polimerização em emulsão, utilizando uma dispersão de poliuretano base poliol poliéster como semente para a polimerização dos monômeros acrílicos, no caso, acrilato de butila e ácido metacrílico. As propriedades das dispersões híbridas resultantes foram avaliadas por espalhamento dinâmico de luz, teor de sólidos, pH e potencial Zeta. Os polímeros resultantes da secagem das dispersões aquosas foram caracterizados por cromatografia por exclusão de tamanho, calorimetria exploratória de varredura, análise dinâmico-mecânica, dureza, microscopia ótica do processo de cristalização, microscopia de força atômica, microscopia eletrônica de transmissão. A influência do método de síntese na morfologia dos híbridos foi avaliada. / PU-acrylic hybrids were prepared via emulsion polymerization, using an aqueous polyurethane dispersion as a seed for the acrylic monomers polymerization. Different quantities of acrylic monomers (butyl acrylate and methacrylic acid) were polymerized. The properties of the resulting hybrid dispersions were evaluated through dynamic light scattering, solid content, pH and Zeta potential. The resulting polymers obtained from dried dispersions were characterized via size exclusion chromatography, differential scanning calorimetry, dynamic mechanical analysis, optical microscopy of the crystallization process, atom force microscopy and transmission electron microscopy. The influence of the synthetic method on the morphology of the hybrids was evaluated.

Questões ambientais estão no centro das discussões nas últimas décadas. A poluição atmosférica, causada pela expansão pós-revolução industrial fez surgir a necessidade de aprender a descrever, usando modelos matemáticos, esse fenômeno. Com esse conhecimento pode-se propor soluções que mitiguem a poluição e os danos colaterais causados ao ambiente. A dispersão de poluentes modelada por soluções analíticas, a partir das equações de advecção-difusão oferecem um conhecimento sobre cada componente que constrói a equação, característica inexistente em outras abordagens, como a numérica. Entretanto ela era incapaz de descrever propriedades que se referem à turbulência, as estruturas coerentes, causadas por componentes não-lineares suprimidas por construção das equações governantes do modelo. Este trabalho estudou uma forma de recuperar características associadas à turbulência através de uma componente fundamental em estruturas coerentes, a fase. Essa é incluída no modelo que passa a descrever manifestações da turbulência em processos de dispersão através de flutuações de pequena escala na concentração da solução do modelo sesquilinear, que é determinístico-estocástico. No decorrer do trabalho há um estudo através de variações de parâmetros para compreender os efeitos da fase no modelo. Ele também foi aplicado ao experimento de Copenhagen e a dois cenários reais com a intenção de compreender o modelo frente à variáveis micrometeorológicas assim como aprimorá-lo para simular a dispersão de poluentes oriundos de fontes de forma realística. / Environmental issues have been at the center of discussions in the last few decades. Atmospheric pollution, caused by post-industrial revolution, has increased the necessity to describe, using mathematical models, this phenomenon. With this knowledge is possible to propose solutions mitigating the pollution and collateral damages caused in the environment. The pollutant dispersion modeled by analytical solutions, from advection-diffusion equations, offers a knowledge about each component that constructs the equation, a characteristic that does not exist in other approaches, such as numerical. However it was unable to describe properties that refer to turbulence, coherent structures, caused by nonlinear components suppressed by constructing the model governing equations. This work studied a way to recover characteristics associated with turbulence through a fundamental component in coherent structures, the phase. This is included in the model which describes manifestations of turbulence in the dispersion process through the presence of small-scale concentration fluctuations in the sesquilinear model, which is deterministicstochastic. In the course of this work there is a study through variations of parameters to understand the phase effects in the model. It was also applied to Copenhagen experiment and to two real scenarios with the intention of understanding the model regarding micrometeorological variables as well as improving it to simulate the pollutant dispersion from sources in a realistic way.

Submitted by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2014-10-22T19:40:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese.Texto. Harerton.pdf: 10233888 bytes, checksum: 07430cd5d095105bce4d05998744e1f7 (MD5) / Approved for entry into archive by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2014-11-19T18:11:25Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese.Texto. Harerton.pdf: 10233888 bytes, checksum: 07430cd5d095105bce4d05998744e1f7 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-19T18:11:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese.Texto. Harerton.pdf: 10233888 bytes, checksum: 07430cd5d095105bce4d05998744e1f7 (MD5) Previous issue date: 2013 / O presente trabalho investigou o problema da modelagem da dispersão de compostos odorantes em presença de obstáculos (cúbicos e com forma complexa) sob condição de estabilidade atmosférica neutra. Foi empregada modelagem numérica baseada nas equações de transporte (CFD1) bem como em modelos algébricos baseados na pluma Gausseana (AERMOD2, CALPUFF3 e FPM4). Para a validação dos resultados dos modelos e a avaliação do seu desempenho foram empregados dados de experimentos em túnel de vento e em campo. A fim de incluir os efeitos da turbulência atmosférica na dispersão, dois diferentes modelos de sub-malha associados à Simulação das Grandes Escalas (LES5) foram investigados (Smagorinsky dinâmico e WALE6) e, para a inclusão dos efeitos de obstáculos na dispersão nos modelos Gausseanos, foi empregado o modelo PRIME7. O uso do PRIME também foi proposto para o FPM como uma inovação. De forma geral, os resultados indicam que o uso de CFD/LES é uma ferramenta útil para a investigação da dispersão e o impacto de compostos odorantes em presença de obstáculos e também para desenvolvimento dos modelos Gausseanos. Os resultados também indicam que o modelo FPM proposto, com a inclusão dos efeitos do obstáculo baseado no PRIME também é uma ferramenta muito útil em modelagem da dispersão de odores devido à sua simplicidade e fácil configuração quando comparado a modelos mais complexos como CFD e mesmo os modelos regulatórios AERMOD e CALPUFF. A grande vantagem do FPM é a possibilidade de estimar-se o fator de intermitência e a relação pico-média (P/M), parâmetros úteis para a avaliação do impacto de odores. Os resultados obtidos no presente trabalho indicam que a determinação dos parâmetros de dispersão para os segmentos de pluma, bem como os parâmetros de tempo longo nas proximidades da fonte e do obstáculo no modelo FPM pode ser melhorada e simulações CFD podem ser usadas como uma ferramenta de desenvolvimento para este propósito. Palavras chave: controle de odor, dispersão, fluidodinâmica computacional, modelagem matemática, modelagem gaussiana de pluma flutuante, simulação de grandes vórtices (LES). / The present work investigated odour dispersion modelling in the presence of obstacles (cubical and complex-shaped buildings) under neutral atmospheric conditions employing numerical modelling based on the transport equations (CFD8) as well as on algebraic Gaussian- based models (AERMOD9, CALPUFF10 and FPM11) and using field and wind tunnel data to validate the models results and evaluate the models performance. To include atmospheric turbulence effects on dispersion, two different subgrid scale models associated to the Large Eddy Simulation (LES) technique were investigated (Dynamic Smagorinsk and WALE12) and to include the building effects on dispersion in the Gaussian-based models, PRIME13 was used. The use of PRIME was also proposed for FPM as a novelty. Overall, results indicate the use of the CFD/LES might be a useful tool for assessment of odour dispersion and impact in the presence of obstacles and also for the development of Gaussian models. Results also indicate that the proposed FPM, which included the effects of the obstacle based on the PRIME model, is a very useful tool in odour dispersion modelling, due to its simplicity and easy set up if compared to the more complex CFD modelling and even regulatory models AERMOD and CALPUFF. The great advantage of FPM is the possibility of estimating intermittency and also the peak-to-mean (P/M) concentration ratio, which are useful parameters for odour impact assessment. Results obtained in the present work indicate the determination of the plume segments dispersion parameters, as well as the long term dispersion parameters in the near field of the source and obstacle in FPM might be improved and CFD could be used as development tool for this purpose. Key words: Odour control, dispersion, computational fluid dynamics (CFD), mathematical modelling, fluctuating plume Gaussian modelling, Large Eddy Simulation (LES).

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study is propose a new mathematical expression to describe the observed meandering autocorrelation functions in low-wind speed. The analysis utilizes a large number of the data to show that the new proposed theoretical function reproduces the experimental behavior of the fit curves, well as the negative lobes that characterizing the autocorrelation function for meandering condition. Furthermore, the good agreement of the measured autocorrelation curves with the proposed algebraic autocorrelation function allows to calculate the magnitudes of the meandering period and of the loop parameter. In adition, the parameters founded in this study can be used to simulate the dispersion of contaminant during low wind episodes. The results agree with the values presented and discussed in the literature. / O presente estudo propõe uma nova expressão matemática para descrever as funções de autocorrelação observadas sob condições de meandro do vento horizontal. A análise utiliza um grande número de dados para demonstrar que a função proposta reproduz o comportamento da curva experimental, bem como os lóbulos negativo que caracterizam a função de autocorrelação para a situação de meandro. Além disso, a boa concordância entre as curvas de autocorrelação observadas e a nova função de autocorrelação algébrica, proposta neste trabalho, permitiu realizar o cálculo de grandezas físicas como o parâmetro de oscilação e o período de meandro. Um resultado adicional, foi empregar os valores médios encontrados para os parâmetros do meandro na simulação da dispersão de contaminante durante episódios de vento fraco. Os resultados encontrados estão de acordo com os valores apresentados e discutidos na literatura.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this dissertation, it was estimated contaminants concentration in different stability conditions of the Planetary Boundary Layer. In order to do this, it was used the Lagrangian stochastic model. The experiments by Copenhagen and Prairie Grass were simulated, and to the last one it was used only experiments in which the wind speed was higher than 6m/s. In these simulations it was adopted the turbulence parameterization by Hanna (1982). The results were compared with the concentration field measured and simulated by Timm (2007), who used the turbulence parameterization achieved by Degrazia et al. (2000). The analysis of the results shows a better performance by the Lagrangian particles model when it is implemented the parameterization proposed by Degrazia et al. (2000). / Nesta dissertação, estimou-se a concentração de contaminantes em diferentes condições de estabilidade da Camada Limite Planetária. Para tanto, utilizou-se um modelo de partículas estocástico Lagrangeano. Os experimentos de Copenhagen e Prairie Grass foram simulados, de modo que para o último usou-se apenas experimentos em que a velocidade do vento foi maior que 6m/s. Nestas simulações foi utilizada a parametrização da turbulência proposta por Hanna (1982). Os resultados foram comparados com o campo de concentração medido e simulado por Timm (2007), a qual utilizou a parametrização da turbulência obtida por Degrazia et al. (2000). A análise dos resultados mostra um melhor desempenho do modelo de partículas Lagrangeano quando utilizada a parametrização proposta por Degrazia et al. (2000).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-05-23Bitstream added on 2014-06-13T19:21:46Z : No. of bitstreams: 1 tercionetto_n_dr_jabo.pdf: 2777355 bytes, checksum: f61f3dfa0040cb7d42df00390237a91a (MD5) / Estudos recentes revelaram a estruturação de diversas populações de vertebrados a um nível local. Essa estruturação tem sido relacionada aos sistemas de acasalamento e padrões de filopatria-dispersão das espécies. Esse estudo objetivou estudar como a organização espacial contribui para a estruturação genética de uma população. Avaliamos os papéis da filopatria e da dispersão a partir do comportamento espacial e da estrutura genética de uma população de mouflons mediterrâneos. Localizações obtidas por radiotelemetria foram utilizadas para descrever o comportamento espacial de ambos os sexos durante o período reprodutivo. Fêmeas mostraram-se filopátricas e revelaram uma estruturação sócio-espacial em unidades de população. Parte dos machos manteve-se fiel ao domínio reprodutivo de um ano a outro, enquanto outros dispersaram para outro domínio. Domínios reprodutivos de machos não sobrepõem apenas uma unidade de fêmeas. Inferimos sobre os fluxos gênicos promovidos pelos machos que se deslocam entre as unidades, a partir do polimorfismo de microsatélites. O teste de Hardy-Weinberg sugeriu uma população em desequilíbrio. Os testes de diferenciação gênica e genotípica e o FST confirmaram a estruturação genética da população. Mas não houve perda de heterozigose a nível da população ou no interior das unidades. O comportamento individual dos animais aparece como um fator importante da estruturação genética da população. Fêmeas mostram-se fortemente filopátricas e a aleatoriedade dos acasalamentos parece assegurada por um sistema reprodutivo baseado na promiscuidade. O fluxo gênico é mantido pela dispersão de parte dos machos, mantendo a panmixia no interior das unidades / Recent studies revealed the presence of fine-scale genetic structure in wild vertebrate populations. This structure has been related to breeding systems and specie’s philopatry-dispersal pattern. The objective of this study was to examine how the spatial organization contributes to the genetic structure of a population. The role of philopatry and dispersion was evaluated from the spatial behaviour and genetic structure of a mouflon sheep population. Radio-tracking data was used to describe spatial behavior for both sexes during rut. Ewes were found to be partitioned in sociospatial units o which they were faithful. Movements patterns of rams were much more variable: some males remain faithful to the breeding area from one year to another, while others dispersed to other domain. Male rutting range can overlap more than once unit. We can infer about the male gene flow promoted by moving between the units from the polymorphism of microsatellites. Hardy-Weinberg test suggested disequilibrium in population. Genic and genotypic differentiation tests and FST confirmed the genetic structure of population. But there was no loss of heterozigosys neither at the population level nor within the units. The individual behavior of animals appears an important factor of population genetic structuring. Females are strongly phylopatrics. Randomness of matings would be assured by a reproductive system based on promiscuity. The gene flow between units and panmixia inside the units are maintained by some dispersal males