Historical changes in hydroclimatic characteristics in four Lower Colorado River sub-basins are examined using the Mann-Kendall test for trends and Kendall's tau-b test for statistical association to better understand the processes taking place in these arid watersheds. During the historical record of 1906-2007, in general, temperatures have increased and streamflows have decreased while there has been no change in precipitation. Streamflow was found to have statistical association with annual maximum temperatures, El Nino/Southern Oscillation (ENSO) and the Pacific Decadal Oscillation (PDO). Using this knowledge, two-year and five-year streamflow predictions are made using climate data to force a statistical model. We find no predictive skill at the two-year range but significant (alpha =.05) predictive skill in two of the basins at the five-year range. The dominant climate predictor for the Paria River Basin is ENSO and for the Little Colorado River Basin it is temperature.

Phosphorous (P) has been found to be the limiting nutrient in freshwater systems, directly affecting rates of planktonic growth. The P circulation is very complex, and its pathways through lake systems are difficult to determine. Motala Ström is the biggest watercourse in the south-east of Sweden and an important source of P to the Baltic Sea. The aim of this study is to conduct a P mass balance analysis of the lakes Roxen and Glan over a period of time. The analysis will also include a quality control of the concentrations data. The P concentration data used in this investigation were collected from the Motala Ström River Association, consisting of seasonal or monthly concentration data of Tot-P during the period 1960-2010. Daily water flow data used in this study were modelled by the Swedish Meteorological and Hydrological Institute (SMHI) using the S-HYPE model. P concentration deviations from monthly averages at each sampling station were calculated, followed by a seasonal Mann Kendall trend analysis. At five out of eight sampling stations, negative trends were detected, indicating decreasing concentrations. The exception was the outflow from lake Glan, Stångån and Finspångsån. Linear interpolation of P concentration data was performed to create daily data for the period 1980-2010. Following interpolation, daily transport values were calculated and summed up to annual values. Lake Roxen has acted as a source of P during the whole period 1980-2010, except for one year. Lake Glan has acted as a source during 22 of the 31 years. There is a tendency of Glan to become more of a source over the years, which is in line with the deviation observations, but variation between years makes it necessary to analyse also future data in order to establish any possible trend in P transports. Before construction of wastewater treatment plants, the lakes were certainly sinks of phosphorus. But at least for Roxen, the switch from sink to source was completed before 1980.

O processo da desertificação é um problema de importância mundial, pois reduz a produtividade das terras como também a função ecológica dos ecossistemas onde acontece este processo. A desertificação é o resultado dos processos de degradação ambiental nas zonas áridas, semiáridas e sub-úmidas secas produto de fatores biofísicos como a variação climática e também das atividades humanas. A região do Vale de Villa de Leyva, Boyacá, Colômbia, tem paisagens em processo de transformação por desertificação porque esta localizada num local seco, pouca precipitação e com solos frágeis. Após da conquista espanhola, esta área teve a maior transformação ambiental iniciando com a sobre exploração dos recursos naturais como as florestas, os solos e os corpos de água, acelerando ainda mais este processo de degradação. Tendo em conta esse contexto, o método de análise das dinâmicas da zona para identificar padrões e processos de desertificação a partir de séries temporais de índices de vegetação, como o NDVI e EVI, foram empregadas técnicas de análise espacial, a traves de Sistemas de Informação Geográfica SIG e ferramentas de Sensoriamento Remoto. Foi feita aquisição das imagens de Índices de vegetação NDVI e EVI do produto MOD13Q1 do sensor MODIS, entre os anos 2001 e 2016. As imagens foram filtradas como o algoritmo Savitzky-Golay para diminuir os erros da informação original, como também os vazios. As series temporais foram analisadas com o intuito de identificar as áreas e os períodos em que ocorreram as mudanças ambientais mais significativas na região com relação à camada vetorial de erosão, elaborada a uma escala 1:100.000 Posteriormente, foi feito uma análise de tendência pelo algoritmo Mann-Kendall para identificar tendências negativas dos índices de vegetação, e fazer uma sobreposição com os índices do último ano, obtendo assim as áreas com maior risco de sofrer processos de degradação ambiental e que podem gerar desertificação. Para validar esses procedimentos, foi feita uma comparação visual com o NDVI do programa Landsat 8 no mesmo período, identificando padrões de distribuição da vegetação muito semelhantes, embora a resolução espacial dos dois tipos de imagens seja muito diferente. Entre os principais resultados, foi possível identificar que as áreas em risco de sofrer processos de desertificação não estão associadas nem obedecem a um processo constante desde sua origem como foi pensado inicialmente, mas as atividades atuais de agricultura não sustentável são as que causam esses processos de degradação. Na atualidade, este processo acontece de forma mais pontual e esta associado a fatores antrópicos, principalmente pelas práticas agrícolas não sustentáveis na região, principalmente pelo incremento dos cultivos de tomate sob estufa. Também existem áreas com tendência a recuperação da vegetação por fatores naturais, por processos de crescimento de gramíneas, como também por processos artificiais, semeadura de arvores e gramado, com o fim de adequar a paisagem nas áreas de expansão urbana que limitam com o “deserto”, gerando novas dinâmicas de ocupação da região que posteriormente precisam ser estudadas. / Desertification process represents a problem of global importance, due to the reduction not only of the productivity of farmlands, but also of the ecological function of ecosystems where this process takes place. Desertification is the result of processes of environmental degradation in the arid, semi-arid and dry sub-humid areas, resulting from biophysical factors such as climatic variation and from human activities, as well. The valley of Villa de Leyva, Boyacá, Colombia, has landscapes in transformation process by desertification because it is located in a dry place, with little precipitation and with fragile soils. After the Spanish conquest, this area had the greatest environmental transformation, starting with overexploitation of natural resources such as forests, soils and bodies of water; all these factors accelerated the process of degradation. Taking into account this context, it is necessary to establish a method of analysis of the dynamics of the zone, in order to identify patterns and processes of desertification through temporal series of vegetation indexes, such as NDVI and EVI, using spatial analysis techniques, through of GIS Geographic Information Systems and Remote Sensing tools. The first step was the acquisition of the vegetation indices NDVI and EVI of the product the images of NDVI and EVI vegetation indices of the MODIS product MOD13Q1 between 2001 and 2016 were acquired. The images were filtered as the Savitzky-Golay algorithm to reduce the errors of the original information as well as the voids. The time series were analyzed in order to identify the areas and periods in which the most significant environmental changes occurred in the region in relation to the vector layer of erosion, elaborated at a scale 1:100.000 Afterwards, a trend analysis was performed by the Mann-Kendall algorithm to identify negative trends of vegetation indexes, and to overlap with the indices of the last year, thus obtaining the areas with the highest risk of environmental degradation processes that can generate desertification. To validate these procedures, a visual comparison was made with the NDVI of the Landsat 8 program in the same period, identifying vegetation distribution patterns very similar, although the spatial resolution of the two types of images is very different. Among the main results, it was possible to identify that the areas at risk of suffering desertification processes are neither associated nor obeyed a constant process since its origin as initially thought, but the current activities of non sustainable agriculture are those that cause these processes of degradation. Nowadays, this process happens in a more punctual way and is associated to anthropic factors, mainly by the unsustainable agricultural practices in the region, mainly by the increase of tomato crops under greenhouse. There are also areas where the vegetation recovers by natural factors, by processes of grass growth, as well as artificial processes, planting trees and pastures, with the purpose of adjusting the landscape in areas of urban expansion that limit with the “desert”, generating new dynamics of occupation in the region that need to be studied further.

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-07-26T17:47:25Z No. of bitstreams: 1 MicejaneDaSilvaCosta_TESE.pdf: 18288920 bytes, checksum: 56d9637b4cdb18f07b9f0ac1a39838e8 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-07-27T20:39:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MicejaneDaSilvaCosta_TESE.pdf: 18288920 bytes, checksum: 56d9637b4cdb18f07b9f0ac1a39838e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-27T20:39:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MicejaneDaSilvaCosta_TESE.pdf: 18288920 bytes, checksum: 56d9637b4cdb18f07b9f0ac1a39838e8 (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / A região do Semiárido do Nordeste do Brasil (SANEB) possui características climáticas complexas o que possibilita uma grande variação na distribuição espacial da precipitação, relacionadas a diferentes regimes de chuvas. Diante disso, estudos sobre os sistemas atmosféricos relacionados à precipitação são relevantes, uma vez que os mesmos estão associados a desastres causadores de grandes impactos sociais e econômicos. Dentro deste contexto a tese de doutoramento está dividida em formato de artigos, assim: (i) O primeiro artigo ficou com a incumbência de verificar se há tendências em eventos de precipitação fraca (EPF) e eventos de precipitação intensa (EPI) para os períodos menos chuvoso e chuvoso durante os anos de 1961 a 2011. Primeiramente, para definir os eventos extremos de precipitação foi utilizado a ferramenta percentil (P) com valores abaixo de P5 representando os EPF e acima de P95 eventos de precipitação intensa (EPI), ficando com limiar de 5% em cada percentil analisado. O teste de Mann-kendall permitiu identificar tendência crescente e/ou decrescente entre os eventos extremos de chuva. Os resultados mostraram tendências significativas para os dois extremos nos dois períodos. A intensidade da precipitação nos EPF e EPI tiveram significância estatística de 5% nos meses de junho, julho, agosto, outubro, novembro e dezembro. (ii) O segundo artigo teve como objetivo definir o início e fim da estação chuvosa para cada sub-região homogênea de precipitação do SANEB durante o período de 1979 a 2013. Para este fim, utilizou-se de análise de cluster a fim de definir regiões homogêneas de precipitação. E em seguida, utilizou-se pêntadas para identificar o início e o fim chuvoso em cada sub-região. Como resultado foram identificadas cinco sub-regiões homogêneas de precipitação, com diferentes períodos de início chuvoso, com exceção as sub-regiões S2 e S3 que coincidem no dia 27 de novembro a 1 de dezembro, possivelmente pela atuação da ZCIT e VCAN. Os meses de novembro a abril são os mais chuvosos em todo o SANEB. Com maiores acumulados por pêntada ocorrerem no mês de março e os menores no mês de setembro. (iii) Na sequência, o terceiro artigo contemplou o tema principal desta tese, identificar diferenças existentes nas características dinâmicas da atmosfera sobre o SANEB, com atuação de cada sistema meteorológico em situações EPF e EPI referente ao período de 1961-2011. Para tanto, adotou-se o Modelo Conceitual (MC) como ferramenta principal para captação dos eventos extremos associados aos diferentes sistemas meteorológicos, levando-se em consideração a duração em dias e os meses de maior atuação de cada sistema. Com intuito de dar suporte à averiguação da metodologia aplicada nesta tese foram utilizados os métodos objetivos de Coutinho 2010 para seleção dos VCAN e ForTraCC para os SCM. Analisaram-se as composições de anomalia para o dia do evento e até quatro dias precedentes ao evento, utilizando variáveis meteorológicas fornecidas pelo NCEP/NCAR, conforme a necessidade de cada sistema. Em resumo, os resultados deste estudo ampliam nossa compreensão global do papel de sete sistemas atmosféricos atuantes em diferentes regiões do SANEB, influenciando ou não, no total de precipitação. Nos compostos de anomalia de cada sistema associados aos dias de EPF e EPI, foi possível identificar a localização de sua atuação como também identificar os sistemas que influenciavam ou atuavam em conjunto. Em relação aos extremos foi percebido que os eventos possuem semelhanças entre si, em relação ao comportamento da atmosfera, e o que difere é a intensidade do evento. Em relação aos SCM foi visto que estão sempre associados a um ou mais sistemas. (iv) Por fim, o quarto artigo estudou os sistemas convectivos de mesoescala atuantes sobre SANEB no período de 2010 a 2011, contribuição diferenciada desta tese, cujo objetivo foi identificar as principais características físicas e morfológicas da atmosfera, quando os SCM associados aos eventos EPF e EPI. Para tal, foi criado um software que rastreou os resultados fornecidos pelo ForTraCC, permitindo separar somente os SCM que estavam atuando sobre a estação localizada dentro do SANEB. Os resultados mostraram que os SCM possuem características físicas e morfológicas semelhantes quando foram classificados como EPF e EPI e ambos os eventos ocorrem com maior frequência no período de OND e JFM. Ao analisar os períodos de cada evento foi possível verificar que os EPI ocorreram com maior frequência em todos os trimestres analisados, possivelmente pela maior intensidade do sistema, ser favorecida pelas características da região SANEB.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-05-10T23:43:12Z No. of bitstreams: 1 JorioBezerraCabralJunior_DISSERT.pdf: 2822841 bytes, checksum: 258c40424306d974d2b680d86d3c7e34 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-05-18T21:55:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JorioBezerraCabralJunior_DISSERT.pdf: 2822841 bytes, checksum: 258c40424306d974d2b680d86d3c7e34 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-18T21:55:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JorioBezerraCabralJunior_DISSERT.pdf: 2822841 bytes, checksum: 258c40424306d974d2b680d86d3c7e34 (MD5) Previous issue date: 2015-06-29 / A variabilidade/mudan?a clim?tica tem gerado grandes preocupa??es em n?vel mundial, sendo uma das grandes quest?es o aquecimento global, que pode est? afetando a disponibilidade dos recursos h?dricos em per?metros irrigados. No semi?rido do Nordeste brasileiro sabe-se que h? predomin?ncia de d?ficit h?drico, por?m pouco se conhece sobre tend?ncias em s?ries climatol?gicas da perda conjunta de ?gua por evapora??o e transpira??o (evapotranspira??o). Por isso, neste trabalho procurou-se analisar se h? ind?cios de aumento e/ou diminui??o no regime da evapotranspira??o de refer?ncia (ETo), nas escalas mensal, anual e interdecadal no polo irrigado das localidades de Juazeiro, BA (9?24?S; 40?26?W e 375,5m) e Petrolina, PE (09?09?S, 40?22?W e 376m), sendo essa an?lise o objetivo principal. De posse dos dados meteorol?gicos di?rios, disponibilizados pela EMBRAPA Semi?rido, no per?odo de 01.01.1976 a 31.12.2014, estimou-se a ETo di?ria utilizando-se o m?todo padr?o de Penman-Monteith (EToPM) parametrizado por Smith (1991). Outros m?todos de estimativas mais simplificados foram calculados e comparados ? EToPM, sendo: Radia??o Solar (EToRS), Linacre (EToL), Hargreaves e Samani (EToHS) e o m?todo do Tanque Classe A (EToTCA). As principais an?lises estat?sticas foram os testes n?o param?tricos de homogeneidade (Run), de tend?ncia (Mann-kendall), magnitude da tend?ncia (Sen) e detec??o de in?cio da tend?ncia (Mann-Whitney), a signific?ncia estat?stica adotada foi de 5 e/ou 1%. A t?cnica de An?lise de Vari?ncia - ANOVA foi aplicada para averiguar se h? diferen?a significativa nas m?dias interdecadais. Para efeitos comparativos entre os m?todos de ETo, foram utilizados a correla??o (r), o teste t-student e Tukey aos n?veis de 5% de signific?ncia. E por fim, as estat?sticas de Willmott et al. (1985) foi utilizada para avaliar o ?ndice de concord?ncia e de desempenho dos m?todos simplificados comparados ao m?todo padr?o. Obteve-se como principais resultados que houve diminui??o na s?rie temporal da EToPM nos per?metros irrigados de Juazeiro, BA e Petrolina, PE, significativos respectivamente a 1 e 5%, com uma magnitude anual de -14,5 mm (Juazeiro) e -7,7 mm (Petrolina) e in?cio da tend?ncia em 1996. Os m?todos de melhor concord?ncia com a EToPM foi a EToRS com desempenho muito bom, nas duas localidades, seguido pelo m?todo da EToL com desempenho bom (Juazeiro) e mediano (Petrolina). A EToHS obteve o pior desempenho (p?ssimo), para as duas localidades. ? sugerido neste que a diminui??o da EToPM pode est? associado ao aumento das ?reas agr?colas irrigadas e da constru??o do lago de Sobradinho ? montante dos per?metros. / The variability / climate change has generated great concern worldwide, is one of the major issues as global warming, which can is affecting the availability of water resources in irrigated perimeters. In the semiarid region of Northeastern Brazil it is known that there is a predominance of drought, but it is not enough known about trends in climate series of joint water loss by evaporation and transpiration (evapotranspiration). Therefore, this study aimed to analyze whether there is increase and / or decrease evidence in the regime of reference evapotranspiration (ETo), for the monthly, annual and interdecadal scales in irrigated polo towns of Juazeiro, BA (9 ? 24'S, 40 ? 26'W and 375,5m) and Petrolina, PE (09 ? 09'S, 40 ? 22'W and 376m), which is the main analysis objective. The daily meteorological data were provided by EMBRAPA Semi?rido for the period from 01.01.1976 to 31.12.2014, estimated the daily ETo using the standard method of Penman-Monteith (EToPM) parameterized by Smith (1991). Other methods of more simplified estimatives were calculated and compared to EToPM, as the ones following: Solar Radiation (EToRS), Linacre (EToL), Hargreaves and Samani (EToHS) and the method of Class A pan (EToTCA). The main statistical analysis were non-parametric tests of homogeneity (Run), trend (Mann-kendall), magnitude of the trend (Sen) and early trend detection (Mann-Whitney). The statistical significance adopted was 5 and / or 1%. The Analysis of Variance - ANOVA was used to detect if there is a significant difference in mean interdecadal mean. For comparison between the methods of ETo, it were used the correlation test (r), the Student t test and Tukey levels of 5% significance. Finally, statistics Willmott et al. (1985) statistics was used to evaluate the concordance index and performance of simplified methods compared to the standard method. It obtained as main results that there was a decrease in the time series of EToPM in irrigated areas of Juazeiro, BA and Petrolina, PE, significant respectively at 1 and 5%, with an annual magnitude of -14.5 mm (Juazeiro) and -7.7 mm (Petrolina) and early trend in 1996. The methods which had better for better agreement with EToPM were EToRS with very good performance, in both locations, followed by the method of EToL with good performance (Juazeiro) and median (Petrolina). EToHS had the worst performance (bad) for both locations. It is suggested that this decrease of EToPM can be associated with the increase in irrigated agricultural areas and the construction of Sobradinho lake upstream of the perimeters.

O processo da desertificação é um problema de importância mundial, pois reduz a produtividade das terras como também a função ecológica dos ecossistemas onde acontece este processo. A desertificação é o resultado dos processos de degradação ambiental nas zonas áridas, semiáridas e sub-úmidas secas produto de fatores biofísicos como a variação climática e também das atividades humanas. A região do Vale de Villa de Leyva, Boyacá, Colômbia, tem paisagens em processo de transformação por desertificação porque esta localizada num local seco, pouca precipitação e com solos frágeis. Após da conquista espanhola, esta área teve a maior transformação ambiental iniciando com a sobre exploração dos recursos naturais como as florestas, os solos e os corpos de água, acelerando ainda mais este processo de degradação. Tendo em conta esse contexto, o método de análise das dinâmicas da zona para identificar padrões e processos de desertificação a partir de séries temporais de índices de vegetação, como o NDVI e EVI, foram empregadas técnicas de análise espacial, a traves de Sistemas de Informação Geográfica SIG e ferramentas de Sensoriamento Remoto. Foi feita aquisição das imagens de Índices de vegetação NDVI e EVI do produto MOD13Q1 do sensor MODIS, entre os anos 2001 e 2016. As imagens foram filtradas como o algoritmo Savitzky-Golay para diminuir os erros da informação original, como também os vazios. As series temporais foram analisadas com o intuito de identificar as áreas e os períodos em que ocorreram as mudanças ambientais mais significativas na região com relação à camada vetorial de erosão, elaborada a uma escala 1:100.000 Posteriormente, foi feito uma análise de tendência pelo algoritmo Mann-Kendall para identificar tendências negativas dos índices de vegetação, e fazer uma sobreposição com os índices do último ano, obtendo assim as áreas com maior risco de sofrer processos de degradação ambiental e que podem gerar desertificação. Para validar esses procedimentos, foi feita uma comparação visual com o NDVI do programa Landsat 8 no mesmo período, identificando padrões de distribuição da vegetação muito semelhantes, embora a resolução espacial dos dois tipos de imagens seja muito diferente. Entre os principais resultados, foi possível identificar que as áreas em risco de sofrer processos de desertificação não estão associadas nem obedecem a um processo constante desde sua origem como foi pensado inicialmente, mas as atividades atuais de agricultura não sustentável são as que causam esses processos de degradação. Na atualidade, este processo acontece de forma mais pontual e esta associado a fatores antrópicos, principalmente pelas práticas agrícolas não sustentáveis na região, principalmente pelo incremento dos cultivos de tomate sob estufa. Também existem áreas com tendência a recuperação da vegetação por fatores naturais, por processos de crescimento de gramíneas, como também por processos artificiais, semeadura de arvores e gramado, com o fim de adequar a paisagem nas áreas de expansão urbana que limitam com o “deserto”, gerando novas dinâmicas de ocupação da região que posteriormente precisam ser estudadas. / Desertification process represents a problem of global importance, due to the reduction not only of the productivity of farmlands, but also of the ecological function of ecosystems where this process takes place. Desertification is the result of processes of environmental degradation in the arid, semi-arid and dry sub-humid areas, resulting from biophysical factors such as climatic variation and from human activities, as well. The valley of Villa de Leyva, Boyacá, Colombia, has landscapes in transformation process by desertification because it is located in a dry place, with little precipitation and with fragile soils. After the Spanish conquest, this area had the greatest environmental transformation, starting with overexploitation of natural resources such as forests, soils and bodies of water; all these factors accelerated the process of degradation. Taking into account this context, it is necessary to establish a method of analysis of the dynamics of the zone, in order to identify patterns and processes of desertification through temporal series of vegetation indexes, such as NDVI and EVI, using spatial analysis techniques, through of GIS Geographic Information Systems and Remote Sensing tools. The first step was the acquisition of the vegetation indices NDVI and EVI of the product the images of NDVI and EVI vegetation indices of the MODIS product MOD13Q1 between 2001 and 2016 were acquired. The images were filtered as the Savitzky-Golay algorithm to reduce the errors of the original information as well as the voids. The time series were analyzed in order to identify the areas and periods in which the most significant environmental changes occurred in the region in relation to the vector layer of erosion, elaborated at a scale 1:100.000 Afterwards, a trend analysis was performed by the Mann-Kendall algorithm to identify negative trends of vegetation indexes, and to overlap with the indices of the last year, thus obtaining the areas with the highest risk of environmental degradation processes that can generate desertification. To validate these procedures, a visual comparison was made with the NDVI of the Landsat 8 program in the same period, identifying vegetation distribution patterns very similar, although the spatial resolution of the two types of images is very different. Among the main results, it was possible to identify that the areas at risk of suffering desertification processes are neither associated nor obeyed a constant process since its origin as initially thought, but the current activities of non sustainable agriculture are those that cause these processes of degradation. Nowadays, this process happens in a more punctual way and is associated to anthropic factors, mainly by the unsustainable agricultural practices in the region, mainly by the increase of tomato crops under greenhouse. There are also areas where the vegetation recovers by natural factors, by processes of grass growth, as well as artificial processes, planting trees and pastures, with the purpose of adjusting the landscape in areas of urban expansion that limit with the “desert”, generating new dynamics of occupation in the region that need to be studied further.

The Intertropical Convergence Zone (ITCZ) is a feature that results from the ocean-atmosphere interactions in the tropics around the world. The ITCZ is characterized by surface wind convergence, tall storm clouds, and it forms a belt of high time-averaged precipitation around the globe. The ITCZ undergoes seasonal migrations between 5°S and 15°N roughly following the subsolar point on Earth with the seasons, with a mean annual position located slightly above the Equator, between 2° and 5°N. This study tested the hypothesis that there was a northward shift in the median position of the ITCZ in the first decade of the 2000’s relative to the 1900’s. This hypothesis has been posed in the literature given a weakening in the intensity of the Trade Winds observed in the southern Caribbean Sea during the first decade of the 2000’s, with concomitant ecological impacts due to weakening in coastal wind-driven upwelling. The hypothesis was tested by analyzing variations in the monthly latitudinal position of the ITCZ over the Atlantic Ocean relative to the median position computed for the period 1987-2011. The position of the ITCZ was derived from satellite-derived ocean surface wind measurements collected from 1987 to 2011. A Mann-Kendall analysis and a Monte Carlo simulation were used to test for trends in the median cross-basin latitudinal position of the ITCZ. The study included an analysis of regional changes across the tropical central Atlantic (50°W to 15°W), the Western Atlantic (50°W to 30°W), and the Eastern Atlantic (30°W to 15°W) within the tropics. The results show a slight southward trend in the median position of the ITCZ over the central Atlantic and also in the Eastern Atlantic in the first decade of the 2000’s relative to the 1990’s. While this trend is barely significant, it is likely simply due to interannual variation in the average annual position of the ITCZ. The data were also examined for the timing and persistence of a double ITCZ in the Atlantic. The double ITCZ over the Atlantic appeared every year in February or March, with the largest separation between the northern and southern branches of the ITCZ observed in June and July. The possible effects of changes in the average latitudinal position of the ITCZ on the upwelling in the Cariaco Basin (southeastern Caribbean Sea off Venezuela) were also examined. Anomalies of the median of the latitudinal position of the ITCZ in the Atlantic were compared with anomalies of in-situ temperature collected during the 1990’s and the first decade of the 2000’s by the CARIACO Ocean Time-Series program and with anomalies of satellite SST (from the Advanced Very High Resolution Radiometer satellite; AVHRR) from 1995 to 2016. Correlation analysis were performed between anomalies of water temperatures at various depths and anomalies of satellite SST with anomalies of the monthly mean ITCZ position with lags up to 3 months for the time series, and also just for the Cariaco basin upwelling months (December-April). For the whole Cariaco time series there were no significant correlations between the anomalies of the ITCZ position and anomalies in subsurface temperatures in the Cariaco Basin. However, during the upwelling period, the central Atlantic and Western Atlantic ITCZ position anomalies were directly correlated with Cariaco Basin temperature anomalies with no-lag (r = 0.20), and the central and Eastern Atlantic ITCZ position anomalies were inversely correlated with Cariaco Basin temperatures (r ~ -0.22 to -0.28) with ITCZ leading Cariaco temperatures by 3 months. However, these correlations were low, indicating that other factors than the position of ITCZ latitudinal position play bigger role on the Cariaco basin upwelling variability. Interannual variability in oceanographic and meteorological characteristics of the Atlantic Ocean are expected as a result of large-scale changes in other regions of the world, including due to changes such as the El Niño Southern Oscillation (ENSO) and the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO). Six oceanic-atmospheric variables are used to monitor ENSO over the tropical Pacific, while the AMO is determined by monitoring SST over the Atlantic. Correlations with lags of up to ± 6 months were conducted with those climate indices and the anomalies of the median monthly latitudinal position of the ITCZ. Significant direct correlations with ENSO (Multivariate ENSO Index) were seen in the Atlantic and Western Atlantic (r = 0.15), with ENSO leading the position of the ITCZ anomalies by 3 months. This implies that within three months after an El Niño event (warm ENSO anomaly in the Pacific) the ITCZ over the mid-Atlantic and Western Atlantic Ocean tends to shift to a more northerly position. The AMO also had a direct influence on the anomalies of the ITCZ position (r = 0.13) in the Central and the Western Atlantic, with the AMO leading ITCZ anomalies by 1 month (i.e. a warming of the North Atlantic led to a northward shift in the ITCZ one month later). Correlations between AMO and the ITCZ anomalies in the Eastern Atlantic were also direct but with no lag. Although significant, these correlations were low. An inverse correlation (~ -0.35) was found between ENSO and anomalies of water temperature of the Cariaco Basin. ENSO lagged ocean temperature anomalies by 3 to 4 months for both the whole Cariaco time series and for the upwelling months of CARIACO data. Correlations with AMO were direct (~ 0.4); for the whole time series AMO led Cariaco temperature anomalies by 3 months, but for the upwelling months AMO lagged Cariaco temperature anomalies by one month.

O processo da desertificação é um problema de importância mundial, pois reduz a produtividade das terras como também a função ecológica dos ecossistemas onde acontece este processo. A desertificação é o resultado dos processos de degradação ambiental nas zonas áridas, semiáridas e sub-úmidas secas produto de fatores biofísicos como a variação climática e também das atividades humanas. A região do Vale de Villa de Leyva, Boyacá, Colômbia, tem paisagens em processo de transformação por desertificação porque esta localizada num local seco, pouca precipitação e com solos frágeis. Após da conquista espanhola, esta área teve a maior transformação ambiental iniciando com a sobre exploração dos recursos naturais como as florestas, os solos e os corpos de água, acelerando ainda mais este processo de degradação. Tendo em conta esse contexto, o método de análise das dinâmicas da zona para identificar padrões e processos de desertificação a partir de séries temporais de índices de vegetação, como o NDVI e EVI, foram empregadas técnicas de análise espacial, a traves de Sistemas de Informação Geográfica SIG e ferramentas de Sensoriamento Remoto. Foi feita aquisição das imagens de Índices de vegetação NDVI e EVI do produto MOD13Q1 do sensor MODIS, entre os anos 2001 e 2016. As imagens foram filtradas como o algoritmo Savitzky-Golay para diminuir os erros da informação original, como também os vazios. As series temporais foram analisadas com o intuito de identificar as áreas e os períodos em que ocorreram as mudanças ambientais mais significativas na região com relação à camada vetorial de erosão, elaborada a uma escala 1:100.000 Posteriormente, foi feito uma análise de tendência pelo algoritmo Mann-Kendall para identificar tendências negativas dos índices de vegetação, e fazer uma sobreposição com os índices do último ano, obtendo assim as áreas com maior risco de sofrer processos de degradação ambiental e que podem gerar desertificação. Para validar esses procedimentos, foi feita uma comparação visual com o NDVI do programa Landsat 8 no mesmo período, identificando padrões de distribuição da vegetação muito semelhantes, embora a resolução espacial dos dois tipos de imagens seja muito diferente. Entre os principais resultados, foi possível identificar que as áreas em risco de sofrer processos de desertificação não estão associadas nem obedecem a um processo constante desde sua origem como foi pensado inicialmente, mas as atividades atuais de agricultura não sustentável são as que causam esses processos de degradação. Na atualidade, este processo acontece de forma mais pontual e esta associado a fatores antrópicos, principalmente pelas práticas agrícolas não sustentáveis na região, principalmente pelo incremento dos cultivos de tomate sob estufa. Também existem áreas com tendência a recuperação da vegetação por fatores naturais, por processos de crescimento de gramíneas, como também por processos artificiais, semeadura de arvores e gramado, com o fim de adequar a paisagem nas áreas de expansão urbana que limitam com o “deserto”, gerando novas dinâmicas de ocupação da região que posteriormente precisam ser estudadas. / Desertification process represents a problem of global importance, due to the reduction not only of the productivity of farmlands, but also of the ecological function of ecosystems where this process takes place. Desertification is the result of processes of environmental degradation in the arid, semi-arid and dry sub-humid areas, resulting from biophysical factors such as climatic variation and from human activities, as well. The valley of Villa de Leyva, Boyacá, Colombia, has landscapes in transformation process by desertification because it is located in a dry place, with little precipitation and with fragile soils. After the Spanish conquest, this area had the greatest environmental transformation, starting with overexploitation of natural resources such as forests, soils and bodies of water; all these factors accelerated the process of degradation. Taking into account this context, it is necessary to establish a method of analysis of the dynamics of the zone, in order to identify patterns and processes of desertification through temporal series of vegetation indexes, such as NDVI and EVI, using spatial analysis techniques, through of GIS Geographic Information Systems and Remote Sensing tools. The first step was the acquisition of the vegetation indices NDVI and EVI of the product the images of NDVI and EVI vegetation indices of the MODIS product MOD13Q1 between 2001 and 2016 were acquired. The images were filtered as the Savitzky-Golay algorithm to reduce the errors of the original information as well as the voids. The time series were analyzed in order to identify the areas and periods in which the most significant environmental changes occurred in the region in relation to the vector layer of erosion, elaborated at a scale 1:100.000 Afterwards, a trend analysis was performed by the Mann-Kendall algorithm to identify negative trends of vegetation indexes, and to overlap with the indices of the last year, thus obtaining the areas with the highest risk of environmental degradation processes that can generate desertification. To validate these procedures, a visual comparison was made with the NDVI of the Landsat 8 program in the same period, identifying vegetation distribution patterns very similar, although the spatial resolution of the two types of images is very different. Among the main results, it was possible to identify that the areas at risk of suffering desertification processes are neither associated nor obeyed a constant process since its origin as initially thought, but the current activities of non sustainable agriculture are those that cause these processes of degradation. Nowadays, this process happens in a more punctual way and is associated to anthropic factors, mainly by the unsustainable agricultural practices in the region, mainly by the increase of tomato crops under greenhouse. There are also areas where the vegetation recovers by natural factors, by processes of grass growth, as well as artificial processes, planting trees and pastures, with the purpose of adjusting the landscape in areas of urban expansion that limit with the “desert”, generating new dynamics of occupation in the region that need to be studied further.

In the southern of the Amazon basin, extensive deforestation associated with global climate change have impacted the regional water cycle. Predictions indicate that future alteration might cause even higher pressure over regional water resources. The goal of this study was to perform a detailed evaluation of past changes in the water resources of the upper Xingu basin, a region which is broadly representative of southern Amazon. The evaluation consisted of characterizing alterations in medium and long-term time series of rainfall, river discharge, evapotranspiration and total water storage change. The study employed not only in situ measurements, but also remotely sensed data. Remote sensing products including rainfall, evapotranspiration and water storage change were employed in the evaluation of the regional water balance. A thirteen years\' time series derived from RS products was submitted to a trend analysis, to detect significant variations in the water balance. Furthermore, uncertainties in each remote sensing product were retrieved, mostly comparing in situ measurements with RS estimates. To describe limitations of such products to evaluate the regional water balance, river discharge was calculated as the residual of the water balance. Later on, the estimated river discharge was compared to in situ measurements and uncertainties in the water balance were defined. The analysis of long-term alterations considered in situ measurements of rainfall and river discharge, from the period of 1976-2015. In this case, a group of hydro-climatological indicators was derived and then submitted to Mann-Kendall and Petit test. Due to the relevance of forest cover on river flow regulation, land use changes (LUC) were mapped every five years from 1985 to 2015. LUC results were then compared to the hydro-climatological data, to identify similarities in changing patterns. The evaluation of water balance components based on remote sensing products described fairly well the spatial variability in the study site. The uncertainties in P, ET and TWSC products corresponded to 41, 25 and 18 mm month-1, respectively. Due to these uncertainties, it was not possible to perform the water balance closure based on RS data. No significant changes were observed in the time series derived from these products. Contrastingly, the evaluation of a 40-years\' time series presented a decrease of 245 mm in rainfall, with intensity and number of rainy events being reduced. This phenomenon is most likely resultant from two process, the reduction in water recycling due to deforestation, as well as the Pacific Ocean decadal oscillation, which influences the large-scale atmospheric circulation. Although deforestation tends to increase river discharge, the reduction in rainfall in the Upper Xingu Basin was high enough to mask this effect. / O desmatamento em larga escala na região sul da bacia amazônica brasileira, associado às mudanças climáticas globais, tem impactado o ciclo hidrológico regional. Previsões futuras indicam uma pressão ainda maior sobre os recursos hídricos regionais. O objetivo deste estudo foi realizar uma avaliação detalhada das possíveis alterações nos recursos hídricos da bacia do Alto Xingu, uma região extremamente representativa do sul da Amazônia. Para tanto, foram empregadas séries temporais de longa e média duração, correspondentes à precipitação (P), vazão (Q), evapotranspiração (ET) e variação do armazenamento de água (TWSC). O estudo empregou medições in situ, bem como dados de sensoriamento remoto (SR). As estimativas de sensoriamento remoto foram empregadas na avaliação do balanço hídrico regional. As séries temporais de treze anos derivadas de produtos de SR foram submetidas a uma análise de tendência, com o objetivo de detectar variações significativas nos componentes do balanço hídrico. Além disso, as incertezas em cada produto foram obtidas comparando-se medições in situ com as estimativas de SR. Com o objetivo de descrever as limitações de tais produtos para a realização do balanço hídrico regional, a vazão do rio Xingu foi estimada com base na fórmula do balanço hídrico. Posteriormente, tal estimativa foi comparada com as medições in situ, gerando um indicativo da incerteza no fechamento do balanço hídrico. Já a análise das alterações a longo prazo considerou as medidas in situ da precipitação e vazão, no período de 1976-2015. Neste caso, um grupo de indicadores hidro-climatológicos foi calculado e posteriormente submetido aos testes de Mann-Kendall e Pettit. Devido à relevância das florestas na regulação da vazão dos rios, as mudanças no uso e ocupação da terra foram mapeadas a cada cinco anos, durante 1985-2015. Os resultados foram comparados aos dados hidro-climatológicos, buscando assim semelhanças nos padrões de alteração. Os produtos de sensoriamento remoto descreveram razoavelmente bem a variabilidade espacial dos componentes do balanço hídrico. As incertezas nas estimativas de P, ET e TWSC corresponderam a 41, 25 e 18 mm mês-1. Devido a incertezas nos produtos de SR, não foi possível realizar o fechamento do balanço hídrico. Com relação as séries temporais derivadas dos dados de SR, nenhuma mudança significativa foi observada. Por outro lado, a avaliação das séries temporais de longa duração, apresentaram diminuição de 245 mm na precipitação, com as chuvas tendo intensidade e número de eventos reduzidos. Este fenômeno é provavelmente resultante de dois processos, sendo um deles a redução na ciclagem da água devido ao desmatamento. O segundo corresponde a oscilação decadal na temperatura da superfície do Oceano Pacífico, a qual influencia a circulação atmosférica em grande escala. Embora o desmatamento cause aumento na vazão do rio, a redução da precipitação na Bacia do Alto Xingu foi suficientemente alta para mascarar esse efeito. Os dados aqui apresentados não só apresentam um diagnóstico sobre os recursos hidrícos do Alto Xingu, como também são extremamente relevantes para a compreensão da interação entre a paisagem e os componentes do balanço hídrico.

In the southern of the Amazon basin, extensive deforestation associated with global climate change have impacted the regional water cycle. Predictions indicate that future alteration might cause even higher pressure over regional water resources. The goal of this study was to perform a detailed evaluation of past changes in the water resources of the upper Xingu basin, a region which is broadly representative of southern Amazon. The evaluation consisted of characterizing alterations in medium and long-term time series of rainfall, river discharge, evapotranspiration and total water storage change. The study employed not only in situ measurements, but also remotely sensed data. Remote sensing products including rainfall, evapotranspiration and water storage change were employed in the evaluation of the regional water balance. A thirteen years\' time series derived from RS products was submitted to a trend analysis, to detect significant variations in the water balance. Furthermore, uncertainties in each remote sensing product were retrieved, mostly comparing in situ measurements with RS estimates. To describe limitations of such products to evaluate the regional water balance, river discharge was calculated as the residual of the water balance. Later on, the estimated river discharge was compared to in situ measurements and uncertainties in the water balance were defined. The analysis of long-term alterations considered in situ measurements of rainfall and river discharge, from the period of 1976-2015. In this case, a group of hydro-climatological indicators was derived and then submitted to Mann-Kendall and Petit test. Due to the relevance of forest cover on river flow regulation, land use changes (LUC) were mapped every five years from 1985 to 2015. LUC results were then compared to the hydro-climatological data, to identify similarities in changing patterns. The evaluation of water balance components based on remote sensing products described fairly well the spatial variability in the study site. The uncertainties in P, ET and TWSC products corresponded to 41, 25 and 18 mm month-1, respectively. Due to these uncertainties, it was not possible to perform the water balance closure based on RS data. No significant changes were observed in the time series derived from these products. Contrastingly, the evaluation of a 40-years\' time series presented a decrease of 245 mm in rainfall, with intensity and number of rainy events being reduced. This phenomenon is most likely resultant from two process, the reduction in water recycling due to deforestation, as well as the Pacific Ocean decadal oscillation, which influences the large-scale atmospheric circulation. Although deforestation tends to increase river discharge, the reduction in rainfall in the Upper Xingu Basin was high enough to mask this effect. / O desmatamento em larga escala na região sul da bacia amazônica brasileira, associado às mudanças climáticas globais, tem impactado o ciclo hidrológico regional. Previsões futuras indicam uma pressão ainda maior sobre os recursos hídricos regionais. O objetivo deste estudo foi realizar uma avaliação detalhada das possíveis alterações nos recursos hídricos da bacia do Alto Xingu, uma região extremamente representativa do sul da Amazônia. Para tanto, foram empregadas séries temporais de longa e média duração, correspondentes à precipitação (P), vazão (Q), evapotranspiração (ET) e variação do armazenamento de água (TWSC). O estudo empregou medições in situ, bem como dados de sensoriamento remoto (SR). As estimativas de sensoriamento remoto foram empregadas na avaliação do balanço hídrico regional. As séries temporais de treze anos derivadas de produtos de SR foram submetidas a uma análise de tendência, com o objetivo de detectar variações significativas nos componentes do balanço hídrico. Além disso, as incertezas em cada produto foram obtidas comparando-se medições in situ com as estimativas de SR. Com o objetivo de descrever as limitações de tais produtos para a realização do balanço hídrico regional, a vazão do rio Xingu foi estimada com base na fórmula do balanço hídrico. Posteriormente, tal estimativa foi comparada com as medições in situ, gerando um indicativo da incerteza no fechamento do balanço hídrico. Já a análise das alterações a longo prazo considerou as medidas in situ da precipitação e vazão, no período de 1976-2015. Neste caso, um grupo de indicadores hidro-climatológicos foi calculado e posteriormente submetido aos testes de Mann-Kendall e Pettit. Devido à relevância das florestas na regulação da vazão dos rios, as mudanças no uso e ocupação da terra foram mapeadas a cada cinco anos, durante 1985-2015. Os resultados foram comparados aos dados hidro-climatológicos, buscando assim semelhanças nos padrões de alteração. Os produtos de sensoriamento remoto descreveram razoavelmente bem a variabilidade espacial dos componentes do balanço hídrico. As incertezas nas estimativas de P, ET e TWSC corresponderam a 41, 25 e 18 mm mês-1. Devido a incertezas nos produtos de SR, não foi possível realizar o fechamento do balanço hídrico. Com relação as séries temporais derivadas dos dados de SR, nenhuma mudança significativa foi observada. Por outro lado, a avaliação das séries temporais de longa duração, apresentaram diminuição de 245 mm na precipitação, com as chuvas tendo intensidade e número de eventos reduzidos. Este fenômeno é provavelmente resultante de dois processos, sendo um deles a redução na ciclagem da água devido ao desmatamento. O segundo corresponde a oscilação decadal na temperatura da superfície do Oceano Pacífico, a qual influencia a circulação atmosférica em grande escala. Embora o desmatamento cause aumento na vazão do rio, a redução da precipitação na Bacia do Alto Xingu foi suficientemente alta para mascarar esse efeito. Os dados aqui apresentados não só apresentam um diagnóstico sobre os recursos hidrícos do Alto Xingu, como também são extremamente relevantes para a compreensão da interação entre a paisagem e os componentes do balanço hídrico.