Durant longtemps la spectroscopie RMN en solution a été limitée à de petits objets biologiques. Aujourd'hui, il est clairement reconnu que la stratégie du marquage isotopique spécifique de groupements méthyle dans une protéine perdeutérée a considérablement repoussé la frontière de cette technique. En effet, des protéines aussi grande que 1 MDa ont pu être récemment étudiées par RMN. Cependant, cette stratégie présente un inconvénient important lié au nombre réduit de sondes protonées. Dans ce contexte, le projet de thèse vise a développer de nouvelles méthodes pour faire face à cette rareté d'information structurale, en s'appuyant sur le marquage simultané (combinatoire) de plusieurs groupements méthyle afin d'augmenter le nombre de sondes. Pour un marquage combinatoire optimal, le choix des acides aminés à marquer et les précurseurs à utiliser ainsi que le protocole de leur incorporation doit être judicieusement étudié. Dans le présent travail, un nouveau protocole a été mis en place pour un marquage AbId1(LV)proS optimisé, exempt de toutes fuites isotopiques. En comparaison avec le marquage “AbId1LV standard", le modèle proposé permet la diminution d'un facteur de 2 le nombre de signaux RMN des Leu et Val et améliore par un facteur de 4 l'intensité des nOes à long portée qui sont expérimentalement détectable. Par ailleurs, ce protocole permet également la suppression des corrélations parasites, particulièrement nocives pour les études structurales basées sur la détection / analyse de nOes. Afin d'exploiter les spectres RMN obtenus en utilisant le protocole ci-dessus mentionné, l'attribution des signaux des méthyles est obligatoire. Deux stratégies ont été donc proposées. La première s'applique aux systèmes dont le poids moléculaire ne dépasse pas les 100 kDa (e.g. MSG). Elle se repose sur la linéarisation du marquage isotopique des acides aminés permettant ainsi l'utilisation de l'expérience 13C-TOCSY pour attribuer de manière régio et stéréo-spécifique les méthyles de l'isoleucine, leucine et valine en une seule étape. En ce qui concerne la seconde, adaptée aux protéines supra-moléculaire (> 100 kDa), c'est une optimisation de l'approche SeSAM (Sequence-Specific Assignment of Methyl groups by Mutagenesis) précédemment décrite dans la littérature. En effet, grâce au milieu de culture enrichi, mit au point pour le marquage spécifique de l'Ala, le volume minimal de culture requis a été considérablement diminué. Ceci a permis par conséquence de produire les protéines dans des plaques de 24 puits et de les purifier dans des plaques de 96 puits, raccourcissant ainsi le temps global de préparation des échantillons. Il a été estimé que l'utilisation de cette version améliorée de SeSAM offre la possibilité d'attribuer environ 100 méthyles en 2 semaines, dont 4 jours de temps de RMN, en consommant moins de 2 k € de matériaux isotopiques. Pour illustrer la pertinence du marquage isotopique et la protonation sélectifs des méthyles, de façon combinée ou pas, de nombreuses applications ont été présentés, à savoir l'étude en temps réel des processus d'auto-assemblage d'une protéine supramoléculaire (PhTET-2, ~ 0,5 MDa) par RMN. Le marquage combinatoire des protéines (82 kDa et 0,5 MDa) pour la détection de nOes longue portée (jusqu'à 10 Å et 8 Å respectivement) a également été étudié. Cette même approche a également été utilisée pour le filtrage de nOes inter-monomères à long portée, qui sont particulièrement importants pour le calcul de structure, dans des systèmes symétrique et homo-oligomèriques (PhTET-2). / Solution NMR spectroscopy has been limited to small biological objects for a long time. Nowadays, it is unequivocally recognized that the strategy of specific isotope labeling of methyl groups in a perdeuterated protein has significantly extended the frontier of this technique. Indeed, proteins as large as 1 MDa could be investigated by NMR. Conversely, this strategy presents an important drawback consisting of the drastically reduced number of protonated probes. The project of this thesis falls within the framework of developing new methodologies to cope with this scarce structural information, relying on the simultaneous labeling of several methyl groups to increase the number of probes. For optimized combinatorial labeling, the choice of the ensemble of amino acids to label simultaneously and the precursors as well as the protocol for their incorporation have to be carefully studied. In this work, a new protocol was introduced for the scrambling-free and optimized isotopic labeling of AbId1(LV)proS methyl groups. In comparison to the “standard AbId1LV” labeling scheme, the proposed pattern induces a 2-fold decrease of number of Leu and Val NMR signals and enhances the intensity of detectable long-range nOes by a factor 4. The described protocol also permits the suppression of spurious correlations, especially harmful for structural studies based on detection/analysis of nOes. To make an efficient use of the obtained high quality NMR spectra using this protocol, assignment of the methyl groups signals is mandatory. Two strategies were then proposed. The first is suitable for systems whose molecular weight does not exceed 100 kDa. It relies on the use of isotopically linearized precursors (with different isotope topologies to discriminate each methyl group) to assign in a regio- and stereo-specific manner the isoleucine, leucine and valine methyl groups in a single step, employing an optimized “out and back” 13C-TOCSY pulse sequence. While the second, adapted to supra-molecular proteins (> 100 kDa), consists of optimizing the previously reported SeSAM approach (Sequence-Specific Assignment of Methyl groups by Mutagenesis). Indeed, thanks to the developed enriched culture medium for the specific labeling of Ala, the minimal required culture volume was significantly decreased, enabling the proteins expression in 24 well plates and their parallel purification in 96 well plates. This improved SeSAM version was estimated to allow the assignment of ca. 100 methyl cross-peaks in 2 weeks, including 4 days of NMR time and less than 2 k€ of isotopic materials. To illustrate the pertinence of using selectively protonated methyl groups, either in a single or combined fashion, several applications were presented, namely the real-time NMR study of self-assembly process of a ~0.5 MDa supra-molecular protein (PhTET-2). The use of combinatorial labeling for the detection of long-range nOes to up to 10 Å (8 Å) in proteins of 82 kDa (respectively 0.5 MDa) was also investigated. This same approach was exploited for the filtering of inter-monomeric long-range nOes in the same symmetrical and homo-oligomeric PhTET-2 protein.

Condensação de Bose-Einstein é um fenômeno quântico que pode ser observado macroscopicamente. Para a sua obtenção são necessários aprisionamentos externos, porém a presença desses leva ao colapso da função de onda. As interações de longo alcance são propostas como uma forma alternativa ao confinamento externo, um vez que podem prevenir o colapso da função de onda. Neste trabalho será apresentada uma revisão sobre os estudos de condensados de Bose-Einstein. Também, será buscada a solução aproximada da equação de Schrödinger não linear e não-local, a qual descreve condensados de Bose-Einstein com auto-interações de longo alcance. Para isso, será suposta uma forma espacial da função de onda, permitindo o tratamento analítico do sistema dinâmico resultante. Ao fim, por meio do método variacional dependente do tempo, será demonstrado que existem soluções estáveis para a função de onda sujeito a interações de longo alcance na forma gaussiana e gravitacional. / Bose-Einstein condensation is a quantum phenomenon that can be observed macroscopically. External trappings are required to obtain them, however the presence of these leads to the collapse of the wave function. Long-range interactions are proposed as an alternative to external confinement, since they can prevent the collapse of the wave function. In this work a review will be presented on the Bose-Einstein condensate studies. Also, we review the approximate solution of the non-linear and non-local Schrödinger equation, which describes Bose-Einstein condensates with long-range auto-interactions. For this, a spatial form of the wave function will be assumed, allowing the analytical treatment of the system. Finally, through the time-dependent variational method, it will be demonstrated that there are stable solutions for the wave function subject to long-range interactions in gaussian and gravitational form.

Sistemas cujos componentes interagem por meio de forças de longo alcance não-blindadas por exemplo, sistemas estelares e plasmas não-neutros têm algumas características anô- malas em relação a sistemas com forças blindadas ou de curto alcance. Além de apresentarem características termodinâmicas peculiares como calor especí co negativo e inequivalência de ensembles, sua dinâmica é predominantemente não-colisional e leva à estados quasiestacion ários fora de equilíbrio. Esses estados são notoriamente difíceis de prever dada uma condição inicial qualquer, e ainda não existe uma teoria uni cada para tratá-los. O equilíbrio termodinâmico é atingido somente após tempos longos que escalam com o tamanho do sistema, muitas vezes excedendo o tempo de vida do universo. A relaxação para o equilíbrio, portanto, tem duas escalas de tempo: uma, curta, que leva a estados quasi-estacionários fora de equilíbrio, e a segunda, longa, que leva ao equilíbrio termodinâmico. Nesta tese de doutorado, examinamos esses fenômenos aplicando modelos teóricos e simulação numérica para diferentes sistemas de interação de longo-alcance, incluindo um modelo de spins clássicos tipo XY com longo alcance, e o sistema auto-gravitante em três dimensões. Em uma segunda etapa, estudamos a relaxação para o equilíbrio termodinâmico, a relaxação colisional, através de equações cinéticas e simulação numérica. Desta forma, buscamos esclarecer os mecanismos por trás dos estados quasi-estacionários e da relaxação colisional. / Systems whose components interact by unscreened long-range forces for example, stellar systems and non-neutral plasmas have characteristics that are anomalous with respect to systems with shielded or short-range forces. Besides presenting unique thermodynamic properties such as negative speci c heat and inequivalence of ensembles, their dynamics is predominantly collisionless and leads to out-of-equilibrium quasi-stationary states. These states are notoriously di cult to predict given an arbitrary initial condition, and there is still no uni ed theory to treat them. Thermodynamic equilibrium is reached only after long timescales that increase with the system size and often exceed the lifetime of the universe. Relaxation to equilibrium, therefore, has two timescales: one short, leading to outof- equilibrium quasi-stationary states, and a second, longer, which leads to thermodynamic equilibrium. In this thesis, we examine these phenomena by applying theoretical models and numerical simulation for di erent long-range interacting systems, including a model of classical XY-type spins with long-range interactions, and the self-gravitating system in three dimensions. In a second stage we study the collisional relaxation to thermodynamic equilibrium through kinetic equations and numerical simulation. We thus seek to clarify the mechanisms behind the quasi-stationary states and collisional relaxation.

Neste trabalho estudamos algumas interações entre átomos de Rydberg em uma armadilha ótica de dipolo do tipo QUEST. Com esta armadilha obtemos uma amostra de 1,2 × 106 átomos de 85Rb no estado fundamental, à uma densidade de ∼ 1012 átomos/cm3 e temperatura média de 60 µK. Os átomos de Rydberg foram preparados utilizando uma transição de dois fótons a partir do estado fundamental 5S1/2, passando pelo estado intermediário 5P3/2 e em seguida para o estado de Rydberg desejado. Estudamos a interação entre pares de átomos, em diferentes níveis energéticos, através de duas técnicas diferentes. Na primeira, monitoramos os efeitos de transferência de população em estados nD oriundas de uma ressonância Förster. Estudamos a ressonância nD5/2 + nD5/2 → (n+2)P3/2 + (n2)F7/2 onde 37 ≤ n ≤ 47, em função da densidade da amostra atômica; e para o estado 37D5/2 manipulamos a mesma ressonância com a aplicação de um campo elétrico externo. Os resultados mostraram que este é um processo binário, evidenciado pela dependência quadrática da população no estado produto com relação ao estado excitado. Num outro experimento, estudamos a interação entre estados nS através do monitoramento, e controle, do efeito de bloqueio de excitação. Aqui mostramos que é possível controlar as interações interatômicas em uma amostra quasi-unidimensional de átomos de Rydberg variando a orientação de um campo elétrico externo. Mostramos que ao polarizar uma amostra de átomos no estado 50S1/2 com um campo, esta passa a interagir de modo semelhante ao de dipolos elétricos clássicos, onde a interação pode ser controlada com a variação da orientação dos dipolos atômicos. Tal interação pode, inclusive, ser cancelada quando os dipolos elétricos são alinhados em um ângulo de 54,7° com relação ao eixo internuclear. / In this work we have studied some interactions between Rydberg-atoms in a QUEST type optical dipole trap. With this trap we obtained a sample of 1,2 × 106 85Rb atoms in the ground state, in a density of ∼ 1012 atoms/cm3 and average temperature of 60 µK. The Rydberg-atoms were prepared using a two-photon transition from the ground state 5S1/2, through an intermediate state 5P3/2 and then to the desired Rydberg state. We have studied interactions between pairs of atoms at several energy levels, using two different techniques. In the first one, we have monitored the effects of the population transfer in nD states derived from a Förster resonance. We have studied the resonance nD5/2 + nD5/2 → (n + 2)P3/2 + (n 2)F7/2 for states of 37 ≤ n ≤ 47 as a function of of the samples atomic density. For the 37D5/2 state we have also manipulated the same resonance with the application of an external electric field. Our results have shown that this is a binary process, indicated by the quadratic dependence of the transferred population in relation with the excited state. In another experiment, we have studied the interaction between nS1/2 states by monitoring, and controlling, the excitation blockade effect. Here we have shown that it is possible to control the inter-atomic interactions in a quasi-one-dimensional sample of Rydberg-atoms by varying the orientation of an external electric field. We have demonstrated that when polarizing a sample of atoms, in the 50S1/2 state with a field, it starts to interact in a similar way as classic electric-dipoles, where the interaction can be controlled by varying the orientation of the atomic dipoles. Such interaction may even be canceled when the electric dipoles are aligned at an angle of 54,7° related to the internuclear axis.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-05-25T14:39:16Z No. of bitstreams: 1 Barbara Camboim Lopes de Figueiredo.pdf: 2032958 bytes, checksum: d463c6ab534a96f1ce5aac33c2dde210 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-25T14:39:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbara Camboim Lopes de Figueiredo.pdf: 2032958 bytes, checksum: d463c6ab534a96f1ce5aac33c2dde210 (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The study of climate has great importance, given that a variation of climatic elements affect the economy of a certain region and life of the inhabitants. Climate variables temperature, humidity, atmospheric pressure, solar radiation, precipitation and wind can be affected by geophysical and environmental factors such as latitude, altitude, air mass, proximity to sea, sea currents and vegetation. Wind is the most complex climate element representing the natural phenomenon of turbulence, it is characterized by high temporal and spatial variability. Wind is generated by atmospheric air mass movement, and has influence on various environmental phenomena such as soil erosion, pollutant dispersal and transport of pollen and seeds. Knowing wind speed temporal and spatial distribution is crucial to evaluate the potential for generation of eolic energy. In this work we study long-term correlations in wind speed temporal series registered at twelve meteorological stations in the state of Pernambuco, Brazil. To this end we apply Multifractal Detrended Fluctuation Analysis (MF-DFA) on hourly wind speed data for the period 2008-2011. All the analyzed series exhibit multifractal properties with generalized Hurst exponents above 0.5 indicating persistent temporal dynamics for both, small and large fluctuations. We also calculate other multifractal measures Rényi exponent and singularity spectrum, and complexity parameters, position of maximum, width and asymmetry of multifractral spectrum. No correlation was detected between complexity parameters and the geographic parameters longitude, latitude and altitude of the station, except for asymmetry of multifractal spectrum: negative correlation with longitude for maximum wind speed and negative correlation with latitude for average wind speed. However for all stations the strength of multifractality (indicated by width of multifractal spectrum) is greater for maximum wind speed then for average wind speed. These results contribute to a better understanding of the nature of stochastic processes governing wind dynamics which is necessary for development of more accurate predictive models for wind speed temporal variability and diverse phenomena influenced by wind. / O estudo do clima tem grande importância visto que a variação em elementos climáticos afeta a economia de uma região e a vida das pessoas que ali habitam. As variáveis climáticas temperatura, umidade, pressão atmosférica, radiação solar, precipitação e vento podem ser influenciadas por diversos fatores, geofísicos e ambientais, tais como latitude, altitude, massas de ar, continentalidade e maritmidade, relevo e vegetação. Um dos mais complexos elementos do clima é o vento, pelo fato de representar um fenômeno natural de turbulência, caracterizado por uma grande variabilidade temporal e espacial. O vento é gerado pelo movimento das massas de ar e pode influenciar vários fenômenos ambientais como erosão do solo, dispersão de poluentes e transporte de pólen e sementes. O conhecimento da distribuição temporal e espacial da velocidade do vento é crucial para avaliação do potencial eólico de uma região. Neste trabalho estudaram-se correlações de longo alcance das séries temporais de velocidade do vento registradas em 12 estações meteorológicas durante o período de 2008 a 2011 no estado de Pernambuco aplicando-se o método Multifractal Detrended Fluctuation Analysis (MF-DFA) nas séries temporais horárias. Todas as séries analisadas mostram as propriedades multifractais com valores de expoente generalizado de Hurst acima de 0,5 indicando uma dinâmica persistente para pequenas e grande flutuações. Foram calculadas também as outras medidas multifractais, o expoente Rényi e o espectro multifractal bem como os parâmetros de complexidade: posição do máximo, largura e assimetria do espectro multifractal. Não foram encontradas correlação entre os parâmetros de complexidade e as coordenadas geográficas: longitude, latitude e altitude, exceto a medida de assimetria do espectro multifractal: correlação negativa entre a rajada e longitude e entre velocidade e latitude. Para todas estações as larguras do espectro multifractal foram maiores para a rajada que para a velocidade, indicando uma multifractalidade mais forte. Estes resultados contribuem para uma melhor compreensão da natureza dos processos estocásticos geradores da dinâmica do vento, necessária para o desenvolvimento de modelos confiáveis para predição da variabilidade temporal do vento e dos diversos fenômenos influenciados pelo mesmo.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-07-05T15:38:42Z No. of bitstreams: 1 Erinaldo Leite Batista Almeida.pdf: 3620819 bytes, checksum: b2532ef7524f47d5417d01445fec797b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T15:38:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Erinaldo Leite Batista Almeida.pdf: 3620819 bytes, checksum: b2532ef7524f47d5417d01445fec797b (MD5) Previous issue date: 2009-08-10 / Financial markets are complex systems that contain large numbers of interacting units, including interactions among various units in the same market and interactions between units in different markets. Various methods of economics, statistics and econophysics have been developed to analyze financial temporal series (such as price returns, share volume, number of transactions), and serve to establish theoretical models for underlying stochastic processes. The availability of financial data on the internet and increasing computational power have enabled researchers to conduct a large number of empirical studies on financial markets. These studies have shown some universal properties: the risk function of price returns is scale invariant, with power-law behavior and similar value of exponent for different markets; the absolute values of returns (volatility) exhibit long-range power-law correlations. In this work, we use methods if econophysics to study the statistical properties of Brazilian financial markets. We analyze and compare scale properties of risk functions and correlations in temporal series of price returns of agricultural commodities and stocks of various companies traded at Bovespa. We analyze the daily prices of five commodities and twenty stocks traded in the period 2000-2008. For both commodities and stocks, the risk function of daily price returns shows powerlaw behavior with the exponent outside the Levy stable region. The values of exponents are higher for stocks than for commodities. We use Detrended Fluctuation Analysis (DFA) to study correlations in daily time series of absolute values of returns (volatility). This method was developed to quantify long range correlations in non-stationary temporal series.All analyzed series show persistent behavior, meaning that large (small) values are more likely to be followed with large (small) values. The value of the DFA exponent is higher for commodities than for stocks. We also use Detrended Cross Correlation Analysis (DCCA) to study cross-correlations between two series. The values of DCCA exponents are above 0.5 for all series, indicating the existence of long range cross-correlations. This means that each stock or commodity has long memory of its own previous values and of previous values of other stocks or commodities studied. These results are in agreement with results obtained for American financial markets. / Mercados financeiros são caracterizados por um grande número de unidades e interações complexas, incluindo as interações internas (entre diferentes elementos de um mercado) e fatores externos (influência de outros mercados). Vários métodos de economia, estatística e recentemente econofísica foram desenvolvidos para analisar as séries temporais de variáveis financeiras (retorno de preços de ações, mercadorias e taxas de cambio, índice de mercado, volume de negociação, etc.), com objetivo de estabelecer os modelos teóricos para processos estocásticos que estão em base desses fenômenos. A disponibilidade de dados financeiros de vários mercados e crescente poder computacional resultaram em um grande número de estudos empíricos cujos resultados mostraram algumas propriedades universais: a função risco de retornos de preços segue uma lei de potência com o valor de expoente similar para os vários mercados; os valores absolutos de retornos possuem correlações de longo alcance. Neste trabalho foram usados os métodos de econofísica para estudar as propriedades estatísticas do mercado financeiro brasileiro. Foram analisadas e comparadas as propriedades de escala de função risco e de correlações em séries temporais de retornos de preços de mercadorias agrícolas e preços de ações de várias empresas negociadas na Bolsa de Valores de São Paulo (BOVESPA). Foram analisados os preços diários de cinco mercadorias: açúcar, algodão, café, soja e boi, registrados em período 2000-2008. Para ações, analisamos as características seguintes: preços de abertura, fechamento, valores máximo e mínimo, volume e montante. Todas as séries são diárias, registradas no período de 2000-2008. São estudadas 20 empresas divididas em 4 grupos: bancos, energia, telecomunicações e siderurgia (5 empresas de cada grupo). Para todas as séries estudadas a função risco de retornos de preços segue uma lei de potência com os valores de expoente maiores para ações do que para mercadorias. As correlações são analisadas para os valores absolutos de retornos de preços (volatilidade). Foi usado o método Detrended Fluctuation Analysis (DFA), desenvolvido para quantificar as correlações de longo alcance em séries temporais não estacionárias. Todas as séries mostraram um comportamento persistente, significando que os valores grandes (pequenos) tem maior probabilidade de serem seguidos por valores grandes (pequenos). Os valores de expoente DFA são maiores para mercadorias do que para as ações. Foi utilizada uma generalização de DFA, Detrended Cross Correlation Analysis (DCCA) para analisar as correlações cruzadas entre duas séries. Os valores de expoente DCCA para todas as séries estudadas indicam a existência de correlações cruzadas de longo alcance significando que os valores de cada série possuem memória de longo alcance de seus valores anteriores e também de valores anteriores de outras série. Os resultados estão em acordo com os resultados obtidos para mercado americano.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-08-02T15:32:53Z No. of bitstreams: 1 Luciano Rodrigues da Silva.pdf: 1477739 bytes, checksum: e1ea61981eacbff2c9319865f5504f91 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T15:32:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciano Rodrigues da Silva.pdf: 1477739 bytes, checksum: e1ea61981eacbff2c9319865f5504f91 (MD5) Previous issue date: 2009-10-20 / Vegetation fires represent a natural hazard with severe ecological, social, health and economic consequences. Every year fires burn millions of hectares of forest worldwide and their number have been increasing, principally because of the increase in population and combustion material. The preservation of the environment depends on global and regional policies and methods of prevention and suppression of fires. To establish these methods it is necessarily to know the profile of fires: spatial location, time of occurrence, burned area, why they occur, and how they initiate and propagate. Recently, various methods of Statistical Physics (including data analysis and computational models) have been applied to provide additional information about spatial and temporal distribution of fire sequences, which is crucial for assessing various consequences of burning, such as emissions of gasses and particulates to the atmosphere, loss of biodiversity, loss of wildlife habitat, soil erosion etc. Several satellite systems (with different capabilities in terms of spatial resolution, sensitivity, spectral bands, and times and frequency of overpasses) are currently available for monitoring different fire characteristics: dry areas that are susceptible to wild fire outbreak, actively flaming fires, burned area and smoke, and trace gas emissions. Hotspots are satellite image pixels with infrared intensity corresponding to burning vegetation. A hotspot may represent one fire, or be one of several hotspots representing a larger fire. Together with other satellite data, thenumber of hot-spots can be used to estimate the burned area. In this work we study the dynamics of hotspots using the Detrended Fluctuation Analysis (DFA) method, which serves to quantify correlations in non stationary time series. We analyze daily hotspot temporal series detected in Brazil by various satellites during the period 1998-2008. The results show the existence of power-law long-range correlations that represent an important property of the underlying stochastic process. This property, also found in climatic phenomena, should be incorporated in theoretical models and computer simulations of the fire dynamics. / Incêndios em vegetação é um tipo de desastre natural com conseqüências ambientais, sociais econômicas, etc. Todos os anos incêndios destroem milhões de hectares das florestas e aumentam em número como conseqüência de vários fatores, principalmente de crescimento populacional e acúmulo de material combustível. A preservação de meio ambiente depende das políticas protecionistas globais e regionais adequadas às características de cada região. Para estabelecer essas políticas de controle e prevenção é necessário conhecer o perfil dos incêndios florestais: onde, quando e porque ocorrem. Além das estatísticas de ocorrências de incêndios os métodos emergentes da Física Estatística incluindo análise de dados e modelos computacionais, providenciam as informações adicionais sobre a distribuição e agrupamento espaço-temporal dos incêndios, que são cruciais para o estudo de várias conseqüências de fogo, como emissão de gases e partículas em atmosfera, perda de biodiversidade, erosão de solo, etc. Vários satélites (com características diferentes em termos de resolução espacial, bandas espectrais, tempo e freqüência de escaneamento) são disponíveis para monitoramento das varias características de fogos: áreas de risco, incêndios atualmente ativos, área queimada, fumaça, emissão de poluentes etc. Focos de calor são pixels na imagem de satélite com intensidade infravermelha correspondente a vegetação queimada. Um foco pode representar uma queimada, parte de um incêndio maior ou outras fontes de calor como, por exemplo, a reflexão de luz da superfície de um lago. O número de focos junto com outras informações providenciadas pelos satélites podem ser usados para estimar a área queimada, para detecção e monitoramento dos incêndios florestais, estimação de risco de fogo, e para avaliação da influencia de outros fatores ambientais. Neste trabalho estudamos a dinâmica de focos de calor no Brasil usando o método Detrended Fluctuation Analysis (DFA), desenvolvido para quantificar as correlações em séries temporais não estacionárias. Analisamos séries temporais diárias de focos de calor detectados no Brasil pelo vários satélites, durante o período 1998-2008. Os resultados mostram a existência de correlações de longo alcance persistentes, que representa uma propriedade importante dos processos estocásticos geradores desse fenômeno. Esta propriedade, também presente em fenômenos climáticos deveria ser incorporada em modelos teóricos e simulações computacionais de dinâmica de incêndios.

Submitted by Caroline Falcao (caroline.rfalcao@ufpe.br) on 2017-05-22T16:32:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE_Juliana Ivar do Sul_SEM assinaturas.pdf: 5438964 bytes, checksum: 3a47f8c982e48dec47ae2a5fbae63c0b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-22T16:32:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE_Juliana Ivar do Sul_SEM assinaturas.pdf: 5438964 bytes, checksum: 3a47f8c982e48dec47ae2a5fbae63c0b (MD5) Previous issue date: 2014-05-16 / Recentemente, a comunidade científica especializada vem concentrando seus esforços na identificação, caracterização e quantificação dos microplásticos, definidos pela literatura como partículas plásticas menores que 5 milímetros. Microplásticos então presentes na superfície dos oceanos, em praias arenosas e ambientes lamosos, desde o Equador até os Pólos, em praias urbanas e regiões remotas do globo, e ainda depositados em sedimentos profundos (>2.000m). Experimentos de laboratório indicam que estas partículas plásticas podem ser ingeridas por organismos de todos os níveis da teia trófica marinha. Poluentes orgânicos, como DDTs e PCBs, e inorgânicos presentes na água do mar podem estar adsorvidos a estes plásticos, transportando contaminantes químicos para diversas regiões do globo, ou sendo liberados quando no trato gastrointestinal de vertebrados e invertebrados se ingeridos, podendo ainda ser transportados ao longo da teia trófica marinha. Há mais de 10 anos relata-se que no Oceano Pacífico Norte microplásticos estão presentes principalmente no centro do giro subtropical, aparentemente influenciados por variáveis oceanográficas. Para o Oceano Atlântico tropical, evidências sobre a presença de microplásticos existiam apenas para as praias arenosas do Arquipélago de Fernando de Noronha (3°S, 32°W), e para as águas adjacentes ao Arquipélago de São Pedro e São Paulo. Para preencher esta lacuna, microplásticos foram o foco da amostragem em três importantes ambientes insulares no oeste do Oceano Atlântico tropical: Arquipélago de Fernando de Noronha, Arquipélago de Abrolhos (17°S, 38°W) e a Ilha da Trindade (20°S, 29°W) em 4 expedições científicas realizadas entre dezembro de 2011 e março de 2013. Plásticos flutuantes foram amostrados através de arrastos planctônicos (neuston) nas áreas marinhas adjacentes a estes ambientes. Um total de 160 arrastos foi realizado. Em Trindade, mais de 90% dos arrastos estavam contaminados por microplásticos, identificados como fragmentos duros, fragmentos moles, paint chips, linhas e fibras. Em Noronha e Abrolhos aproximadamente metade dos arrastos estava contaminada. Fragmentos plásticos duros foram os tipos de itens mais amostrados assim como em outros estudos de microplásticos em amostras de plâncton. Entre os fragmentos, >75% tinham 5mm ou menos. A contaminação média foi de 0,03 partículas por m3, inferior às quantidades previamente conhecidas no Oceano Pacífico. As amostras de microplásticos depositados na superfície do sedimento foram coletadas nas praias arenosas em cada uma das ilhas através de quadrantes. As amostras coletadas também foram analisadas quanto a granulometria predominante, já que estas informações ainda eram inexistentes para as ilhas estudadas. Em Abrolhos nenhuma partícula plástica foi amostrada. Fragmentos plásticos duros e esférulas plásticas foram identificados somente em Fernando de Noronha e Trindade, sendo que o lado mais exposto à ação de ventos e corrente superficias predominantes estava mais contaminado, quando comparado ao lado relativamente mais protegido nas ilhas estudadas. Estes resultados são os primeiros indícios da contaminação do oeste do Oceano Atlântico tropical em relação à contaminação por microplásticos. A presença destes microplásticos alerta para a vulnerabilidade destas ilhas e sua biota em relação á contaminação por plásticos. / Recently, the scientific community is focussed on the identification, characterization e quantification of microplastics, defined in the literature as those plastic particles with less than 5 millimetres. Microplastics are widespread on the ocean’s surface, on sand beaches and mud sediments, from the equator to the poles, on urban beaches and remote regions in the globe, and even deposited on deep sediments (>2,000m). Laboratory experiments indicate that organisms from every level of the marine food web potentially ingest microplastic particles. Organic, such as DDTs and PCBs, and inorganic pollutants available in seawater may adsorbed onto microplastics, transporting chemical contaminants to diverse regions in the globe, or being released in the gastrointestinal tract of vertebrates and invertebrates if ingested, when they are even transported along the marine food web. For more than 10 years, there were reports on the occurrence of microplastics in the North Pacific Ocean, mainly in the centre of the subtropical gyre, probably influenced by oceanographic variables. To the tropical Atlantic Ocean, however, evidences on the presence of microplastics were available only to sandy beaches in the Fernando de Noronha Archipelago (3°S, 32°W), and to waters around the São Pedro e São Paulo Archipelago. To fulfil this gap, microplastics were studied in three important insular environments in the western Atlantic Ocean: the Fernando de Noronha Archipelago, the Abrolhos Archipelago (17°S, 38°W) and the Trindade island (20°S, 29°W), during four scientific expeditions between December 2011 and March 2103. Floating plastics were collected by plankton tows (neuston) on the sea surface in the adjacent region to these environments. A total of 160 tows were conducted. In Trindade Island, more than 90% of the tows were contaminated with microplastics, identified as hard plastic fragments, soft fragments, paint chips, lines and fibres. In Fernando de Noronha and Abrolhos, approximately half of the tows were contaminated. Hard plastic fragments were the majority of the sampled items, as well as reported in other studies with plankton samples. Among plastic fragments, >75% had 5mm or less. The mean contamination pattern was 0.03 particles/m3, less than previously reported on the Pacific Ocean. Microplastics sampled on sediments were collected on sandy beaches in each island by quadrants dispoded in the strandline. Samples were also analysed in the relation to the main grain size of sediments because these information was still non-existent to the studied islands. In Abrolhos, no plastic particle was sampled. Hard plastic fragments and plastic pellets were identified in Fernando de Noronha and Trindade, where the windward side of the islans were significantly more contaminated when compared to the leeward side. These results are the first results indicating the occurrence of microplastic debris particles in the Western tropical Atlantic Ocean. The occurrence of microplastics highlights the vulnerability of these islands and their biota in relation to microplastic pollution.

Este trabalho visa dar uma contribuição para o aumento de eficiência no fluxo de projeto de sistemas integrados, especificamente na avaliação de desempenho da comunicação entre os seus blocos componentes. É proposto o uso de modelagem e simulação de hardware em alto nível, no nível de transações, denominado TLM, para aproveitar a redução de esforço e tempo que se pode oferecer ao projeto de sistemas integrados, diferentemente de enfoques convencionais em níveis mais baixos de descrição, como o nível de registradores (RTL). É proposta uma forma de análise do tráfego intrachip produzido na comunicação de elementos do sistema, visando-se o uso dos resultados obtidos para descrição de geradores de tráfego. A principal contribuição deste trabalho é a proposta da análise de séries de tráfego obtido durante simulação de plataformas de hardware descritas no nível TLM usando-se métodos estatísticos conhecidos da área de estudo de séries temporais. A análise permite ao projetista ter maior compreensão da natureza estatística do tráfego intrachip, denominada dependência de curta ou longa duração (SRD e LRD), para o posterior ajuste de modelos usados na geração de séries sintéticas que representem tal natureza. Os resultados da análise mostraram que o tráfego obtido por simulação TLM tem natureza similar em relação ao da do tráfego obtido por simulação num nível mais baixo de abstração, do tipo de precisão por ciclos, indicando que o tráfego TLM pode ser usado para a representação do tráfego intrachip. Outra contribuição deste trabalho é a proposta de ajuste de modelos paramétricos autossimilares usando-se a decomposição da série de tráfego original, tendo sido feita uma comparação dos resultados desta com o ajuste convencional feito a modelos sem decomposição. Estas contribuições foram agrupadas dentro de uma metodologia detalhada, apresentada neste documento, para a qual experimentos foram realizados. Os resultados a partir das séries sintéticas autossimilares geradas pelos modelos estimados, apresentaram semelhança nos indicadores de SRD e LRD em relação às séries originais TLM, mostrando ser favorável o uso futuro destas séries sintéticas na implementação de geradores de tráfego. / It is objective of this work to make a contribution to improve the efficiency of the integrated systems design flow, specifically on the evaluation of communication performance between component blocks. The use of high level hardware modeling and simulation, at the transaction level, known as TLM, is proposed, in order to take advantage of the reduction of effort and time for the integrated system design; that in contrast to the traditional approaches, which use lower hardware description level, such as register transfer level (RTL). A methodology to evaluate the intra-chip traffic produced by the communication between system elements is proposed. The main contribution of this work is the analysis of traffic time series obtained by simulation of hardware platforms modeled in TLM, using well-known statistical methods for time series analysis. The analysis allows the system developer to understand the statistical nature of the intra-chip traffic, also known as short and long range dependence (SRD and LRD), for later adjustment and accurate representation of the traffic nature in synthetic series. The analysis results have shown that traffic traces obtained by TLM simulation has similar statistical nature as the traffic traces obtained at lower abstraction level, as cycle accurate type, which indicates that TLM traffic could be used to represent intrachip traffic. Another contribution of this work is a fitting procedure to auto similar parametric models thought the decomposition of the original traffic, and its comparison to the results of the conventional fitting, when applied to models that are not decomposed. These contributions were grouped and included in the detailed methodology presented in this document, being a series of experiments carried out. The results related to self-similar synthetic series, obtained from the fitted models, have shown similarity to the SRD and LRD indicators of the original TLM series, what favors the use of synthetic series future for the implementation of traffic generators.

Lors des réponses immunitaires, les lymphocytes B diversifient leur répertoire par l’hypermutation somatique (HMS) et la commutation isotypique (CI). Ces deux mécanismes sont dépendant de l’activité de « activation-induced cytidine deaminase » (AID), une enzyme qui déamine les cytosines de l’ADN en uraciles générant des mésappariements qui sont processés différemment dans le cas de l’HMS et de la CI. Au cours de la CI, le locus de la chaîne lourde des immunoglobulines subit un changement de conformation qui rapproche les promoteurs, les enhancers et les régions de switch afin de permettre la recombinaison des régions de switch. Cependant, les mécanismes moléculaires sous-jacents n’ont pas encore été identifié. Dans le but de comprendre les mécanismes de régulation d’AID, nous avons réalisé un criblage protéomique et identifié CTCF ainsi que les complexes médiateur et cohésine qui constituent des facteurs préalablement impliqués dans les interactions longues distances. Au cours de ce travail de thèse, nous avons montré que le complexe médiateur est requis pour la transcription de la région de switch acceptrice, pour l’interaction de cette dernière avec l’enhancer Eµ et pour le recrutement d’AID au locus des IgH. D’un autre côté, nous avons montré que le complexe cohésine est impliqué dans la réparation des cassures induites par AID et qu’il pourrait être impliqué dans la recombinaison des régions de switch. / During immune responses, B cells diversify their repertoire through somatic hypermutation (SHM) and class switch recombination (CSR). Both of these mechanisms are dependent on the activity of activation-induced cytidine deaminase (AID), an enzyme that deaminates cytosines into uracils generating mismatches that are differentially processed to result in SHM and CSR. During CSR, the Ig heavy chain (IgH) locus undergoes dynamic three-dimensional structural changes in which promoters, enhancers and switch regions are brought into close proximity. Nevertheless, little is known about the underlying mechanisms. To gain insight into the molecular mechanism responsible for AID regulation during CSR, we performed a proteomic screen for AID partners and identified CTCF, cohesin and mediator complexes, which are factors previously implicated in long-range interactions. We showed that during CSR, the mediator complex is required for acceptor switch region transcription, long-range interaction between the enhancer and the acceptor switch region and AID recruitment to the IgH locus whereas the cohesin complex is required for proper AID-induced breaks repair and might favor switch regions synapsis.