Orientadores: Jansle Vieira Rocha, Rubens Augusto Camargo Lamparelli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-19T17:37:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Johann_JerryAdriani_D.pdf: 49162183 bytes, checksum: 407391759a8e7315491a3e601e3a1530 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O caráter subjetivo dos levantamentos oficiais de produção não permite uma análise quantitativa dos erros envolvidos nem o conhecimento da sua distribuição espacial. Soluções visando à definição de metodologias mais eficazes, com menor custo, e que permitam um estudo em escala regional das estimativas agrícolas (área cultivada e produtividade) têm sido estudadas com o uso de geotecnologias. Neste trabalho, foram utilizadas imagens multitemporais do índice de vegetação EVI/MODIS, entre os anos-safra 2004/05 e 2007/08 no estado do Paraná, com o objetivo de mapear/estimar as áreas (máscaras) com as culturas de verão mais importantes (soja e milho) e estimar a produtividade da soja com modelos espectrais e mistos regionais. Também foram utilizados dados decendiais da radiação solar global, evapotranspiração de referência, temperatura média do ar e precipitação pluvial do ECMWF e de Superfície (SIMEPAR, INMET, SUDERSHA) para calibração entre as duas fontes, a fim de utilizá-los nos modelos mistos de estimativa de produtividade. Para geração dos modelos de produtividade espectrais e mistos foram selecionados 40 municípios. Para os modelos espectrais, as variáveis foram geradas ao longo do ciclo produtivo, a partir dos perfis temporais de EVI médios municipais. Para os modelos mistos, foram geradas variáveis dos dados calibrados do ECMWF por fase fenológica da soja. A seleção das variáveis deu-se pelo método estatístico stepwise para posteriormente, serem modeladas por regressão. Como resultados, foram geradas máscaras anuais destas culturas de verão, que comparadas por município, com os dados oficiais do IBGE, mostraram bons ajustes (R²>0,84; d >0,95; c>0,85) e ótima exatidão espacial (EG>92,8% e IK>0,86) utilizando com referência terrestre, imagens LANDSAT 5/TM e AWiFS/IRS. O procedimento de calibração dos 303 pixels do ECMWF sobre o estado foi realizado por meio de modelos de regressão linear simples de 10 anos de dados (2000 a 2009). Todas as variáveis agrometeorológicas estudadas, com exceção de precipitação pluvial, apresentaram elevada acurácia (d, MAE, RMSE) e precisão (R2, r) e pequena tendência (ou viés) (Es). A variável com melhor ajuste foi a temperatura média do ar, seguida pela evapotranspiração de referência e radiação solar global, com valores de c iguais a 0,83; 0,81 e 0,76, respectivamente. A calibração dos dados do ECMWF em relação à precipitação pluvial não foi significativa provavelmente devido à alta variabilidade espacial mensurados na superfície. As estimativas de produtividade de soja, obtidas por meio dos modelos espectrais, apresentaram menor acurácia (MAE, RMSE, MAPE) e precisão (r, R²) quando comparados aos obtidos pelos modelos mistos, corroborando com os resultados da literatura que indicam melhora no desempenho dos modelos de produtividade com a inserção de dados agrometeorológicos. Comparado aos dados oficiais, as estimativas realizadas pelos modelos espectrais e mistos não apresentaram tendência de subestimação e superestimação de produtividade. Como conclusões, verificou-se que a metodologia proposta para geração das máscaras foi eficiente e pode ser utilizada para um mapeamento em escala estadual, dentro das limitações da resolução espacial que caracteriza as imagens EVI/MODIS (250m). Foi possível e necessária a calibração dos dados estimados pelo ECMWF para as variáveis radiação solar global, evapotranspiração de referência e temperatura média do ar no Paraná. Não foi possível a calibração dos dados de precipitação pluvial devido à elevada variabilidade espacial mensurada pelas estações de superfície / Abstract: The subjective approach of official crop production surveys doesn't allow the quantification of errors and spatial distribution of crop areas. Studies have been carried out to find solutions for new, more efficient and lower cost methodologies for regional scale crop forecast (area and yield) using geotechnologies. In this study multitemporal EVI/MODIS images were used for the 2004/2005 and 2007/2008 cropping seasons in the Paraná State, Brazil, aiming at mapping/estimating area (masks) of summer crops (soybean and corn) and estimate soybean yield with spectral and regional agrometeorological/spectral (combined) models. Dekadal data of global solar radiation, reference evapotranspiration, mean air temperature and rainfall from the ECMWF model and surface (ground stations) were intercalibrated in order to use in the combined models of yield estimation. The models were applied to 40 municipalities. For the spectral models the variables were generated throughout the crop cycle from the mean EVI temporal profile by municipality. For the combined models the ECMWF calibrated variables were generated for each phenological phase of soybean. The variables selection were carried out using Stepwise method followed by regression. As results summer crop masks were generated by municipality and, comparing to official IBGE figures, reached good fitting (R² > 0,84; d > 0,95; c > 0,85) and very good spatial accuracy (Global Accuracy > 92,8% e Kappa index > 0,86) using as reference Landsat5/TM and AWiFS/IRS images. The calibration procedure of the 303 pixels of the ECMWF data over the state was done by simple linear regression models of 10 year period of data (2000-2009). All agrometeorological variables studied, except rainfall, showed high accuracy (d, MAE, RMSE) and precision (R2, r) and low trend (bias) (Es). The best fit variable was mean air temperature, followed by reference evapotranspiration and global solar radiation, with c values of 0.83; 0.81 and 0.76, respectively. The ECMWF calibration of rainfall were not significant probably due to high spatial variability of surface measurements. The soybean yields estimation obtained using the spectral models showed the worst accuracy (MAE, RMSE, MAPE) and precision (r, R²) compared to combined (spectral and agrometeorological) model approach, in agreement with the literature results that indicate better performance in yield models with the inclusion of agrometeorological data. Estimates by spectral and combined models showed no systematic error compared to official data, once Willmott agreement [d] values were, for all models, near 1, almost on the line 1:1. As conclusions, the proposed methodology for mask generation was efficient and can be used at state level scale, within the limitation of the EVI/MODIS images spatial resolution (250m). It was possible and necessary the calibration of data estimated by ECMWF model for the variables global solar radiation, reference evapotranspiration, and mean air temperature. It was not possible to calibrate rainfall data due to high spatial variability of surface data measured by meteo ground stations / Doutorado / Planejamento e Desenvolvimento Rural Sustentável / Doutor em Engenharia Agrícola

Orientador: Maria Alvina Krahenbuhl / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T13:24:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mafra_MarcosRogerio_D.pdf: 5218448 bytes, checksum: 82785bbe534f8328a5b2d6c5c2a8c306 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O estudo dos fenômenos físico-químicos presentes nos processos químicos industriais é de extrema relevância, desde o projeto ata a operação das unidades que compõem a planta. Dentre as etapas do processo, a separação e purificação costumam concentrar os maiores custos do projeto. Um importante segmento da indústria petroquímica é a produção de fenol, empregando na fabricação de resinas. Nesse processo duas colunas de destilação e um decantador são responsáveis pela purificação do fenol e recuperação da matéria-prima (cumeno). O equilíbrio de fases é um dos fenômenos mais importantes dessas unidades, havendo a possibilidade de ocorrer em alguns pratos o equilíbrio trifásico (LLV). Embora termodinamicamente possível, as tentativas de descrever essa forma de equilíbrio, utilizando dados exclusivamente bifásicos (LL /ou LV), não apresentam bons resultados. Este trabalho teve como objetivo o estudo termodinâmico do equilíbrio líquido-líquido e líquido-vapor na região próxima ao equilíbrio líquido-líquido-vapor de sistemas que compõem as etapas de separação do processo de produção fenol (água, acetona, 'alfa¿-metil estireno, cumeno e fenol), de forma a contribuir com o estudo do equilíbrio trifásico, presente nesse processo. Foram obtidos dados isotérmicos de equilíbrio líquido-líquido a 50 e ¿60 GRAUS¿C e dados isobáricos de equilíbrio líquido-vapor à 760 mmHg... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Studies concerning physical and chemical phenomena are very important for the chemical industry, form the early stages of design up to full plant operation. Among the many units that make up a chemical plant, the last steps of separation and purification stands as the most expensive. Phenol, used to produce resins as well as other products, is an important feedstock to petrochemical industries. Two distillations columns and one decanter are used to purify phenol and separate cumene in the phenol production process, in which phase equilibrium plays an important role. In a tray distillation tower, one may find two liquid phases and one vapor phase in equilibrium (VLLE). Although possible, attempts to describe this equilibrium condition from two phase equilibrium conditions, either liqui-liquid (LLE) or vapor-liquid (VLE), haven¿t succeed. The objective of this work was to study the LLE and VLE of systems comprising components of the phenol production process, i.e., water, acetone, cumene, phenol and 'alfa¿-methyl styrene, at conditions close to the liquid-liquid-vapor equilibrium. Equilibrium data were successfully obtained at ¿50 DEGREES¿C and ¿60 DEGREES¿C and at 760 mmHg for a variety of compositions. Unfortunately data at high acetone contents could not be obtained due to the high pressure generated in the experimental apparatus... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Submitted by Biblioteca Central (biblioteca@unicap.br) on 2018-06-05T17:18:37Z No. of bitstreams: 2 vicente_natanael_lima_silva.pdf: 2871330 bytes, checksum: 1730e0371d28b2975de3c999a484a82b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-05T17:18:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 vicente_natanael_lima_silva.pdf: 2871330 bytes, checksum: 1730e0371d28b2975de3c999a484a82b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-04-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES# / #2075167498588264571# / #600 / In the State of Pernambuco, as well as throughout the Northeast region of Brazil, the expressive interaction between climate elements and human activities is evident. Numerous scientific studies have already demonstrated a significant correlation between climate behavior with social, economic, cultural, etc. This work served as a case study of the application of the multivariate statistical technique of Principal Components Analysis (PCA) in the making of socioeconomic diagnoses, where the elements of the climate were used as independent variables on the socioeconomic responses (Gross Domestic Product and Municipal Development Index) Of some municipalities that presented significant development in the State of Pernambuco - Brazil, between 1999 and 2013. Even considering the climatic, socioeconomic and essential dependence of water for the economic development of the municipalities studied, the PCA showed that the socioeconomic indexes of the municipalities located in the Sertão (Petrolina and Arcoverde) will present a higher correlation with the indices of temperature and Insulation, in the Agreste and Zona da Mata (Garanhuns and Surubim) evaporation and temperatures, in the Litoral (Recife) precipitation and humidity. The PCA was also effective in allowing the removal or disposal of variables that presented low variability or were redundant because they were correlated with those of greater importance for the first two main components. Understanding the behavior of climate elements and their consequences on human activities is of fundamental importance in helping public policies to mitigate the adverse effects of environmental change. / No Estado de Pernambuco, assim como em toda a região do Nordeste do Brasil, é evidente a expressiva interação existente entre os elementos do clima e as atividades humanas. Inúmeros estudos científicos já demostraram uma significativa correlação entre o comportamento climático com os aspectos sociais, econômicos, culturais, etc. Este trabalho serviu como estudo de caso da aplicação da técnica estatística multivariada de Análise de Componentes Principais (ACP) na confecção de diagnósticos socioeconômicos, onde foram utilizados os elementos do clima como independentes sobre as variáveis respostas socioeconômicas (Produto Interno Bruto e Índice de Desenvolvimento Municipal) de alguns municípios que apresentaram expressivo desenvolvimento no Estado de Pernambuco – Brasil, entre os anos de 1999 e 2013. Mesmo considerando as diferenças climáticas, socioeconômicas e a imprescindível dependência da água para o desenvolvimento econômico dos municípios estudados, a ACP demostrou que os índices socioeconômicos dos municípios localizados no Sertão (Petrolina e Arcoverde) apresentarão maior correlação com os índices de temperaturas e Insolação, no Agreste e Zona da Mata (Garanhuns e Surubim) a evaporação e temperaturas, no Litoral (Recife) a precipitação e umidade. ACP mostrou-se também efetiva em permitir a retirada ou descarte de variáveis que apresentaram baixa variabilidade ou foram redundantes por estarem correlacionadas com as de maior importância para dois primeiros componentes principais. A compreensão do comportamento dos elementos do clima e de suas consequências sobre as atividades humanas é de fundamental importância no auxílio às políticas públicas, que visem à mitigação de efeitos adversos provocados pelas alterações ambientais.

A pós-genômica surgiu como um próspero campo para que as infinidades de seqüências provenientes dos projetos genoma tenham os seus significados biológicos elucidados. Um dos mecanismos descritos na literatura capaz de gerar surpreendente diversidade protéica é o splicing alternativo (AS). Próximo de 22% das proteínas com estruturas tridimensionais resolvidas por difração de raios-X ou ressonância magnética nuclear (RMN) são humanas e pouco se sabe dos efeitos de eventos de splicing alternativo em suas funções. Uma vez que estas estruturas tridimensionais (3D) protéicas humanas são de alguma forma redundantes, o conjunto de genes humanos únicos que as correspondem é muito reduzido, em torno de 1%. Hoje em dia ainda são escassos os exemplos de duas isoformas de splicing alternativo de um mesmo gene com estruturas tridimensionais experimentais disponíveis. A variedade de proteínas que este evento pode potencialmente produzir é demasiado grande para que projetos de genômica estrutural em andamento consigam determinar suas estruturas. Isto tem inviabilizado, ainda que temporariamente, estudos sobre implicações funcionais de splicing alternativo no proteoma quando se utilizando dados estruturais experimentais. Entretanto, a bioinformática possibilita estudos deste porte com base nos dados de mapeamento no genoma, tanto de transcritos como de proteínas com estrutura tridimensional (3D) determinada. Torna-se possível, então, a prospecção de genes com isoformas de AS com estruturas 3D contendo informação adicional quando comparada à isoforma de AS. Produzimos para tal finalidade uma nova metodologia para detecção de eventos de AS no transcriptoma humano utilizando matrizes binárias para cada transcrito e estrutura de proteína 3D. Selecionadas as isoformas protéicas putativas, foram construídas 73 estruturas 3D utilizando conceitos de modelagem molecular por homologia. Foram escolhidas aleatoriamente 21 isoformas de AS para simulações por dinâmicas moleculares (SDM), e que cerca de 80% destes modelos se apresentaram estruturalmente estáveis. A anotação biológica relativa a cada fragmento não inserido na seqüência da proteína devido à sua remoção no mRNA resultante do evento de AS foi obtida e mostrou que mais de 80% delas possuem algum tipo de relevância funcional para a proteína. Concluímos que, para o nosso conjunto de dados, os eventos de splicing alternativo produzem isoformas que podem atuar como dominantes negativas, antagonistas ou atenuadoras da sua atividade biológica. / The post-genomic era has emerged as one prosper field to deal with the huge amount of sequences produced by genome projects and increase the understanding of its biological meaning. One of the most surprising mechanisms capable to generate a lot of protein diversity is alternative splicing in immature mRNAs. No more than 22% of the known protein structures elucidated by X-ray diffraction or nuclear magnetic resonance (NMR) were made using human proteins and the knowledge about alternative splicing functional implications is weak. Since those human protein three-dimensional structures (3D) are redundant, the unique number of human genes represented by them is estimated around 1%. Nowadays there are only a few cases describing two isoforms that have their own protein 3D structures done experimentally. The variety that alternative splicing can produce is large enough to structural genome projects undergoing could determinate its structures, fact that have negating, at least for a while, large-scale studies about functional implications of alternative splicing using experimental data. However, bioinformatics turn possible this kind of projects using the mapping onto the genome of transcripts and the sequence of the known protein 3D structures. Using this approach we searched for alternative splicing isoforms which have at least one known protein structure with additional biological information when compared against the isoform. We have produced a new methodology for detecting alternative splicing in the human transcriptoma using binary matrices for each transcript and known 3D protein structure. After the selection of putative isoforms, there were constructed 73 3D protein using concepts of molecular modelling by homology. There were randomly selected 21 of them to the submitted to molecular dynamics simulations and 80% of them showed that they were structurally stable. The biological annotation of each non-inserted fragment due to alternative splicing shows that 80% of them have in some degree functional importance. Then, we conclude that, for our dataset, the alternative splicing events produce isoforms that can act as negative dominants, antagonists or even regulators of their biological activity.

Com a intensificação e expansão da produção agrícola brasileira, seguidas da crescente preocupação ambiental, surge a necessidade da adoção de novas tecnologias para o monitoramento e avaliação em larga escala dos recursos naturais, em especial o solo. Nesse sentido a espectroscopia de reflectância, aliada as bibliotecas espectrais, atende estas expectativas por ser uma técnica eficiente, rápida, barata e não poluente, pois não usa reagentes e nem gera resíduos, porém sua aplicação nos solos tropicais brasileiros ainda é incipientes e carece de mais estudos. Sendo assim, o objetivo principal do trabalho foi comparar as informações espectrais obtidas por espectroscopia de reflectância nas faixas do visível, infravermelho próximo e, principalmente, no infravermelho médio com análises convencionais de solo a fim entender as relações existentes entre o comportamento espectral e os atributos físicos, químicos e mineralógicos dos solos estudados, ainda quantificar e caracterizar a variabilidade desses atributos e dos solos com base no comportamento espectral. Para tanto, foram utilizadas 1288 amostras de solo correspondentes a diferentes horizontes de 458 perfis da região central brasileira (GO, MS, MG e SP), sobre as quais foram procedidas análise granulométrica e química, para fins de levantamento de solos, e mineralógica. Os espectros VisNIR foram adquiridos com o sensor FieldSpec Pro, enquanto que espectros Mid-IR com o sensor Nicolet 6700 Fourier Transform Infrared (FT-IR) e, após isso, os dados foram transformados com os seguintes préprocessamentos: remoção do espectro contínuo, absorbância e correção da linha base. As diferentes faixas espectrais também foram combinadas pela outer product analysis. A distribuição dos dados espectrais e a influência de cada atributo nos comportamentos espectrais dos solos foram avaliadas através de análises estatísticas multivariadas, tais como correlação multivariada, análise por componentes principais, seguidas das análises de agrupamento kmédias, para a avaliação entre amostras, e distância taxonômica, para avaliação entre perfis. A predição dos atributos dos solos com base nos dados espectrais foi determinada pelos algoritmos de regressão multivariada: mínimos quadrados parciais (PLSR), árvores de regressão ampliadas (BT) e máquina de vetor suporte (SVM); sendo que a qualidade das predições foi definida pelos R2, RMSE, RPD e RPIQ. O comportamento espectral das principais classes de solos tropicais brasileiros, em ambas as faixas espectrais, foi apresentado juntamente com as principais feições de absorção diagnosticadas (minerais 2:1, caulinita, óxidos de Fe e Al), assim como a contribuição de cada atributo do solo na variação dos espectros. Foi possível estabelecer a formação de grupos de solo com base no grau de intemperismo das amostras, enquanto que os perfis das principais classes de solos puderam ser discriminados com base na variação do comportamento espectral em profundidade. Grande parte dos atributos estudados pode ser quantificada nas duas faixas espectrais pelo menos com um nível de qualidade razoável (RPD > 1,40), sendo que o principal algoritmo de predição foi o SVM com os espectros em valores de absorbância. A espectroscopia de reflectância, principalmente na faixa Mid-IR, apresenta-se como uma tecnologia eficaz de alta potencialidade e aplicabilidade nas análises qualitativa e quantitativas dos solos, principalmente para fins de levantamento e mapeamento. / Considering the intensification and expansion of Brazilian agricultural production followed by the growing environmental concern, there is the necessity of adopting new technologies to monitor on a large scale the natural resources, in particular, the soil. In this sense, reflectance spectroscopy, integrated with spectral libraries, meets that expectation as an alternative for proximal soil sensing because its more efficient than other techniques being cheaper and faster than conventional analyses, besides, it doesnt produce waste. However, its application on Brazilian tropical soils is still incipient and needs more studies. The main aim of this research was to compare spectral information acquired by reflectance spectroscopy in the visible, near infrared and, mainly, in the mid infrared ranges with conventional soil analyses in order to understand the relationships among spectral behavior and physical, chemical, and mineralogical attributes of the studied soils, also, to quantify and characterize the variability of these attributes and soils based on their spectral behavior. For that, a dataset with 1288 soil samples referring to different horizons from 458 soil profiles from the central region of Brazil (States of Goiás, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais e São Paulo) was used, and convetional analyses (granulometric, chemical and mineralogical) for soil survey were applied over them. VisNIR reflectance data were acquired by the FiledSpec Pro sensor whereas Mid-IR spectral data were acquired by the Nicolet 6700 (FT-IR) sensor and, after that, both data were transformed by the following pre-processing: continuum removal, absorbance and baseline correction. The different spectral ranges were also combined by outer product analysis. The data distribution and the influence of each attribute on soil spectral behavior were evaluated by multivariate statistical analyses, such as, multivariate correlations, principal component analysis followed by k-means clustering, for assessment among soil samples, and by taxonomic distance, for assessment among soil profiles. Predictions of soil attributes based on spectral data were modeled by following multivariate regression algorithms: partial least square regression (PLSR), boosted regression trees (BT) and support vector machine (SVM) and quality of modeling were evaluated by R2, RMSE, RPD and RPIQ. Spectral behavior of the main soil classes, in both ranges, were showed along with the absorption features of the major tropical minerals (2:1 minerals, kaolinite, Fe and Al oxides), as well as, the contribution of each soil attribute on spectra variations. Sample clustering based on different weathering levels of soils was possible regarding differences in absorbance intensities and features whereas profiles of the main soil classes could be discriminated based on variation of spectral behavior in depth. Much of the studied attributes could be predicted in both spectral range at least in a reasonable level of quality (RPD > 1,40), and SVM was considered the principal prediction algorithm as well as absorbance transformation as the major pre-processing. Reflectance spectroscopy, especially in the Mid-IR range, shows up as a high potential technique for qualitative and quantitative analysis of Brazilian soils, in particular for soil survey or mapping.

A energia radiante absorvida pelas copas tem aplicação em estudos de fotossíntese e transpiração de plantas arbóreas. Sua determinação não é simples. Nas últimas duas décadas tem sido realizados trabalhos sobre interceptação de radiação por espécies arbóreas isoladas ou em renques, envolvendo tanto radiação de ondas curtas como de ondas longas (saldo de radiação, Rn). Uma técnica de medida de Rn utiliza radiômetros movendo-se em torno da copa de uma árvore (geometria esférica de medida) ou ao longo de copas de um renque (geometria cilíndrica). Uma alternativa é o uso de modelagem físico-matemática para estimativa de Rn, que também exige medidas para testar modelos. Considerando os poucos trabalhos nessa linha de pesquisa, o presente estudo objetivou: a) avaliar o desempenho de sistemas móveis de integração espaçotemporal de medidas de Rn em renque de um cafezal e de um pomar de limeira ácida localizados no Campus Luiz de Queiroz, USP, Piracicaba, SP; b) estabelecer relações do saldo de radiação das copas de cafeeiros (Rnc) e limeiras ácidas (Rnl) com o saldo de radiação de gramado (Rng) e irradiância solar global (Rg); c) avaliar o desempenho de três modelos físicomatemáticos de estimativa de Rn por comparação com as medidas realizadas com varredura da copa pelos saldo-radiômetros movimentando-se ao longo dos renques (geometria cilíndrica de medidas). Os estudos foram realizados nas quatro estações do ano e em três no pomar, iniciandose respectivamente no outono e no verão de 2008. Os sistemas integradores forneceram valores diários de magnitude coerentes com os de calor latente de vaporização da copa determinados por medidas de transpiração de uma árvore. O desempenho do sistema de grande porte utilizado no pomar exige testes adicionais. O curso diário de Rn em cada posição dos radiômetros em torno da copa mostraram padrões diferenciados conforme orientação do renque e época do ano. No cafezal foram encontradas muito boas relações de Rnc com Rg e Rng nas escalas de 15min, horária e diurna, exceto no verão para 15min e horária e no inverno, na escala diurna, para Rng. Para o pomar, as relações de Rnl com Rg e Rng foram boas nas três escalas temporais, exceto no verão para 15min e horária e no outono na escala diurna. Para o cafezal o modelo de Beer apresentou altos índices de confiabilidade nas épocas do ano, nas escalas horária e diurna; e no pomar se mostrou confiável para inverno, mas não no verão na escala diurna e na escala horária apresentou menor confiabilidade. O modelo de Pilau apresentou boa confiabilidade para o cafezal no outono e menor confiabilidade nas demais estações, enquanto na escala horária verificou-se boa confiabilidade no outono e inverno; para o pomar, o desempenho foi satisfatório para inverno nas duas escalas temporais e insatisfatório para verão na escala diurna. Para o cafezal o modelo de Oyarzun mostrou-se confiável na escala diurna, e menos confiável na escala horária no verão; para o pomar, apresentou boa confiabilidade em ambas escalas temporais no inverno e baixa confiabilidade no verão. / The amount of radiant energy absorbed by the canopy of trees has great application in photosynthesis and transpiration research. Studies of radiation interception by the canopies of an isolated or a sequence of trees in hedgerows have been carried out by a technique which employs moving radiometers around an isolated tree (spherical geometry of measurement) or along a part of a hedgerow (cylindrical geometry). This technique allows spatiotemporal integration of the values. Crop Modeling is an alternative approach to estimate the radiation balance of canopies (Rn). The present study had the following objectives: a) to evaluate the performance of systems for spatiotemporal integration of Rn measurements in hedgerows of a coffee and an acid lime crops at the Luiz de Queiroz Campus of the University of São Paulo, in Piracicaba, SP, Brazil; b) to establish relations of the net radiation of the coffee (Rnc) and of acid lime plants (Rnl) canopies with grass net radiation (Rng) and incoming solar radiation (Rg); c) to evaluate the performance of three models of Radiation Balance (Rn), by comparing modem results with measurements by the moving radiometers along the planting row (cylindrical geometry). The coffee experiment was carried out all year long starting in the fall of 2008 while for the orchard only three seasons were tested starting in the summer 2008. Measurements of Rn by the moving systems were considered reliable, but it is recommended further testing of that of the orchard. The daily course of Rn for each measurement around the canopy showed different patterns for the two crops, in agreement with planting row orientation and season. Concerning to relations of Rnc with Rg and Rng integrated for 15min, hourly and diurnal periods, they were very good for the coffee crop in the three timescales, excepting for the 15min and hourly timescales in the summer and for the Rng for the diurnal period in the winter. For the orchard, the relations of Rnl with Rg and Rng were good, excepting for the summer in the 15min and hourly and in autumn for the diurnal timescales. The Beer´s model showed good reliability for the coffee crop; while for the orchard it showed to be reliable in the winter, but not in the summer for the diurnal period; for the hourly periods it was less reliable. The Pilau´s model showed good reliability for the coffee crop for both the diurnal and hourly periods during the fall, but less reliability in the other seasons; for the orchard, its performance was reliable for the winter in the two timescales and not reliable for the summer in the diurnal scale. The Oyarzun´s model showed to be reliable in the diurnal timescale and less reliable in the hourly timescale for the summer; for the orchard, it showed good reliability for the winter and little reliability for the summer.

Os modelos de distribuição de espécies (MDEs) utilizam dados de ocorrência de campo e variáveis ambientais para indicar locais adequados para a ocorrência de uma espécie. Apesar dos inúmeros trabalhos que avaliam diversos aspectos deste tipo de modelagem, a aplicação desses métodos para predição do distribuição potencial de espécies de aves em escala local para o Parque Estadual da Serra do Mar (PESM) São Paulo, ainda não foi avaliada. Este trabalho analisa o potencial dos MDEs para o referido parque a partir das variáveis ambientais disponíveis para modelagem da área. Para isso, foram desenvolvidos modelos para 23 espécies de aves a partir de dados coletados em levantamento sistemático da avifauna do Núcleo São Sebastião um dos 8 núcleos que integram o PESM. Numa primeira etapa foi utilizado o algoritmo Maxent, por ser um dos mais utilizados segundo a literatura e por sua habilidade em realizar predições a partir de informações incompletas. A seguir a performance do Maxent foi comparada com as performances dos algoritmos GARP e Enviromental Distance. O parâmetro utilizado para analisar o desempenho e definir os melhores modelos preditivos foi a analise do valor de AUC. Os modelos ainda foram avaliados através da matriz de confusão, para estabelecer a taxa de omissão, e realizar o Teste Binomial Duas proporções do BioEstat 5.0 a fim de estabelecer a probabilidade dos acertos destes modelos serem diferentes do acaso. E finalmente foi determinada a área mínima estimada, baseado na premissa que um bom modelo deve prever a menor área possível com o maior numero de acertos ao mesmo tempo. Apesar de existir um número reduzido de camadas disponíveis para modelagem da área em escala local 8 mapas - O Maxent, teve o melhor desempenho entre os algoritmos testados, esse algoritmo se mostrou capaz de gerar mapas estatisticamente bons e biologicamente confiáveis para aves, nas áreas estudadas. São necessários cuidados específicos com relação a escolha das espécies a serem modeladas, assegurando que os camadas disponíveis representem premissas das necessidades ecológicas dessas espécies. Estudos posteriores sobre as respostas do algoritmo a diferentes quantidades e padrões de distribuição dos dados de ocorrência podem elucidar a aplicabilidade do algoritmo como ferramenta para auxiliar nos trabalhos de conservação. / Species Distribution Models (SDM) use Field occurrence data and environmental variables to indicate adequate places for the presence of a species. Despite a number of papers evaluate various aspects on these methodologies, the application of such models in order to predict the potential niche for bird species in Parque Estadual da Serra do Mar (PESM) in Sao Paulo, hasnt been analyzed yet. This paper examines the potential of SDM for the referred park from available variable to the modelling of the area. In order to do so, models were developed for 23 bird species form data collected in a systematic survey in the avifauna in Núcleo Sao Sebastião which is one of the 8 centers that are part of PESM. At first, Maxent algorithm was used as it is one of the most used algorithms according to current literature and due to its ability to accomplish predictions from incomplete information. Maxent performance was then compared to GARP and Environmental Distance algorithms performances. The parameter used to analyze skill and define the best predicting models was AUC value analyses. They were also evaluated though the confusion matrix as to establish the omission rate and take the binomial test of two proportions in order to define the correctness of such models as being different from chance and finally the estimated minimum area was determined based on the premise that a good model must predict the smallest possible area with the biggest number of correctness allowed. Although there are a few number of layers for modelling the area in local scale (just 8 maps), maxent results to be potentially useful for generating maps for potential distribution of the birds from the park. It was the best result shown by the 3 algorithms methods tried out. More studies are necessary as to evaluate the algorithms behavior from a smaller number of records occurrences well as different patterns en these records for the definition of the best method of distribution modelling of the avifauna in the park. Maxent proved itself to be capable of generating maps that are mathematically good and ecologically reliable for the birds in studied areas, It was the best result shown shown by the 3 algorithms methods tried out. Specific care is necessary in relation to the species to be modeled so as to assure the feasible layers represent premises of the ecological needs for such species. Further studies on the algorithm responses to different quantities and distributions patterns of occurrence data may elucide its applicability as a tool to help conservation work.

Este trabalho relata o procedimento utilizado na obtenção de um banco de dados contínuo de precipitação diária de estações meteorológicas localizadas no Estado do Paraná. O banco de dados é composto por 484 séries históricas com dados entre janeiro de 1975 a dezembro de 2009. Para preencher os dados faltantes do banco de dados foram testados três métodos de imputação: o vizinho mais próximo, distância inversa ponderada e regressão linear. A raiz do erro quadrático médio (REQM) foi utilizada para comparar os métodos e o método da distância inversa ponderada proporcionou o melhor resultado. Após a imputação, os dados passaram por um processo de controle de qualidade que teve como objetivo identificar possíveis erros como precipitação idêntica em sete dias consecutivos (não aplicados a dados de precipitação zero) e valores de precipitação que diferem significativamente dos valores em estações meteorológicas vizinhas. Neste processo foram substituídos 1,21% valores de precipitação. Com o banco de dados contínuo, o interesse foi utilizar a teoria de valores extremos para modelar o período seco (número máximo de dias consecutivos com precipitação abaixo de 7mm para o período entre janeiro e fevereiro) crítico para a fase de enchimento de grãos da soja nas cinco principais mesorregiões (Centro Ocidental, Centro Sul, Norte Central, Oeste e Sudoeste) produtoras do Estado do Paraná. Pelo teste de Kolmogorov-Smirnov, ao nível de 5% de significância, a distribuição Gumbel foi a que melhor se ajustou aos dados de cada mesorregião e assim, a probabilidade de ocorrência de valores extremos de seca acima de 5, 25, 35 e 45 dias, o período de retorno para os maiores valores registrados em cada mesorregião e os níveis de retorno para o período de 5, 25, 50 e 75 anos foram calculados. / This paper describes the procedure used to obtain a continuous database of daily precipitation from weather stations located in the state of Parana. The database consists of 484 time series with data from January 1975 to December 2009. To complete missing data from the database were tested three imputation methods: the nearest neighbour, inverse distance weighting and linear regression. The root mean square error (RMSE) was used to compare the methods and the inverse distance weighting method yielded better results. After imputing the data went through a process of quality control that aimed to identify possible errors as precipitation identical in seven consecutive days (not applied to precipitation data zero) and precipitation values that dier signicantly from the values in neighboring meteorological stations. In this process were replaced 1.21 % values of precipitation. With a continuous database, the interest was to use the Extreme Value Theory to model the dry period (maximum number of consecutive days with precipitation less than 7mm for the period between January and February) for the critical grain lling stage of soybean in ve main regions (Central West South Central, North Central, West and Southwest) producing state of Parana. Through the Kolmogorov-Smirnov, at 5 % level of signicance, the Gumbel distribution was best tted the data of each regions and therefore the probability of extreme values of drought over 5, 25, 35 and 45 days, the return period for the highest values in each and levels return for the period of 5, 25, 50 and 75 years were calculated.

A maioria dos modelos matemáticos desenvolvidos para eventos raros são baseados em modelos probabilísticos para extremos. Embora as ferramentas para modelagem estatística de extremos univariados e multivariados estejam bem desenvolvidas, a extensão dessas ferramentas para modelar extremos espaciais integra uma área de pesquisa em desenvolvimento muito ativa atualmente. A modelagem de máximos sob o domínio espacial, aplicados a dados meteorológicos é importante para a gestão adequada de riscos e catástrofes ambientais nos países que tem a sua economia profundamente dependente do agronegócio. Uma abordagem natural para tal modelagem é a teoria de extremos espaciais e o processo max-stable, caracterizando-se pela extensão de dimensões infinitas da teoria de valores extremos multivariados, podendo-se então incorporar as funções de correlação existentes na geoestatística e consequentemente, verificar a dependência extrema por meio do coeficiente extremo e o madograma. Neste trabalho descreve-se a aplicação de tais processos na modelagem da dependência de máximos espaciais de precipitação máxima mensal do estado do Paraná, com base em séries históricas observadas em estações meteorológicas. Os modelos propostos consideram o espaço euclidiano e uma transformação denominada espaço climático, que permite explicar a presença de efeitos direcionais, resultantes de padrões meteorológicos sinóticos. Essa metodologia baseia-se no teorema proposto por De Haan (1984) e nos modelos de Smith (1990) e de Schlather (2002), verifica-se também o comportamento isotrópico e anisotrópico desses modelos via simulação Monte Carlo. Estimativas são realizadas através da máxima verossimilhança pareada e os modelos são comparados usando-se o Critério de Informação Takeuchi. O algoritmo utilizado no ajuste é bastante rápido e robusto, permitindo-se uma boa eficiência computacional e estatística na modelagem da precipitação máxima mensal, possibilitando-se a modelagem dos efeitos direcionais resultantes de fenômenos ambientais. / The most mathematical models developed for rare events are based on probabilistic models for extremes. Although the tools for statistical modeling of univariate and multivariate extremes are well-developed, the extension of these tools to model spatial extremes data is currently a very active area of research. Modeling of maximum values under the spatial domain, applied to meteorological data is important for the proper management of risks and environmental disasters in the countries where the agricultural sector has great influence on the economy. A natural approach for such modeling is the theory of extreme spatial and max-stable process, characterized by infinite dimensional extension of multivariate extreme value theory, and we can then incorporate the current correlation functions in geostatistics and thus, check the extreme dependence through the extreme coefficient and the madogram. This thesis describes the application of such procedures in the modeling of spatial maximum dependency of monthly maximum rainfall of Paraná State, historical series based on observed meteorological stations. The proposed models consider the Euclidean space and a transformation called climatic space, which makes it possible to explain the presence of directional effects resulting from synoptic weather patterns. This methodology is based on the theorem proposed by De Haan (1984) and Smith (1990) models and Schlather (2002), checking the isotropic and anisotropic behavior these models through Monte Carlo simulation. Estimates are performed using maximum pairwise likelihood and the models are compared using the Takeuchi information criterion. The algorithm used in the fit is very fast and robust, allowing a good statistical and computational efficiency in monthly maximum rainfall modeling, allowing the modeling of directional effects resulting from environmental phenomena.

No contexto da atual busca por alternativas ao consumo de combustíveis fósseis, a cultura da cana-de-açúcar tem sido apontada como uma das mais viáveis fontes de combustível renovável a partir da biomassa. A tradicional colheita manual, feita após a queima da palhada para facilitar o corte e o transporte, vem sendo substituída pela colheita mecanizada, sem queima, por razões econômicas, legais e ambientais. Sabe-se que a manutenção da palhada sobre o solo influencia a dinâmica de água, nutrientes e matéria orgânica do solo, mas seus efeitos ainda não são suficientemente conhecidos, principalmente no longo prazo. O objetivo esta pesquisa é simular, através de modelagem matemática, a dinâmica do carbono do solo no agrossistema canade- açúcar. Medidas no campo foram efetuadas em uma das áreas a mais tempo sob cultivo de cana-de-açúcar no Brasil, localizada nas terras da Usina São Martinho, em Pradópolis, São Paulo. Foram analisadas duas cronossequências em talhões reformados e plantados com cana há 2, 4, 6 e 8 anos, com e sem queima pré-colheita, em áreas com histórico de cultivo de cana-de-açúcar por cerca de 50 anos. Os efeitos da queima e da manutenção da palhada sobre o carbono total, carbono da matéria orgânica particulada e carbono da biomassa microbiana foram avaliados. As determinações de carbono da biomassa microbiana e da matéria orgânica particulada mostraramse mais sensíveis à mudança de manejo da palhada do que o carbono total. A área com maior tempo de adoção do sistema de manejo sem queima, oito anos, na camada superficial, apresentou maiores teores de carbono total (30% maior), carbono da biomassa microbiana (2,5 vezes maior), e carbono da matéria orgânica particulada (3,8 vezes maior). O estoque de carbono total, corrigido para diferenças de densidade entre as áreas, foi maior nas áreas sem queima, principalmente na área com oito anos. A aplicação do modelo CENTURY, requereu adaptação para a dinâmica de decomposição da palhada de cana-de-açúcar. Para tanto, o modelo foi testado em cinco áreas diferentes no Brasil e na Austrália, com dados de experimentos de decomposição de palhada. A principal adaptação feita ao modelo CENTURY foi a definição da espessura da camada de palha mais próxima do solo, mais vulnerável à decomposição. Essa camada, que anteriormente era considerada praticamente ilimitada (5.000 g C m-2) no modelo, foi fixada em 110 g C m-2. Esta modificação proporcionou melhora na correlação entre dados medidos e simulados, aumentando o R2 de 0,79 para 0,93. Uma vez adaptado para simular a decomposição da palhada, o modelo CENTURY foi aplicado na simulação da dinâmica temporal da produção de colmos e do carbono do solo. Foram usados dados de experimentos conduzidos por períodos de 12 meses a 60 anos, provenientes de Goiana e Timbaúba (PE), Brasil; Pradópolis (SP), Brasil; e Mount Edgecombe, Kwazulu-Natal, África do Sul. O modelo CENTURY foi capaz de simular de forma satisfatória a dinâmica temporal do carbono do dos colmos (R2=0,76) e do solo (R2 =0,89). Em seguida, o modelo foi usado para fazer predições em longo prazo do estoque de carbono nos dois sistemas de manejo de palhada estudados. As predições realizadas a partir dos dados dos experimentos de campo revelam que a há, em longo prazo, uma tendência de maiores estoques de carbono no manejo sem queima da palhada. Este acréscimo no estoque é condicionado por fatores como condições climáticas, textura do solo, tempo de implantação do sistema sem queima e manejo da adubação nitrogenada. / Sugarcane has been considered one of the most feasible renewable fuel crops, in the current search for alternatives to fossil fuel. The crop has been traditionally burned to make manual harvest easier, but there has been an increase in the area harvested mechanically and without burning, due to economic, legal and environmental issues. The maintenance of sugarcane litter on the soil affects water, nutrient and organic matter dynamics, but the long term effects of this practice are still not sufficiently understood, especially in the long term. The goal of this work is to simulate, through mathematical modeling, soil carbon dynamics under sugarcane. Soil samples were collected in one of the areas with a long term history of unburned sugarcane in Brazil, at the Sao Martinho farm in Pradopolis, Sao Paulo. Two chronosequences, composed by sugarcane fields that were reformed and planted 2, 4, 6 and 8 years with and without burning, in areas that had been cultivated with sugarcane for close to 50 years. Total carbon, particulate organic matter carbon and microbial biomass carbon were evaluated in the burned and unburned cane plots. The soil microbial biomass carbon and particulate organic matter carbon were more sensitive to litter management changes that total carbon. The area with the longest period of adoption of the unburned management, eight years, had higher content of total carbon (30% higher), microbial biomass carbon (by a factor of 2.5), particulate organic matter carbon (by a factor of 3.8) than the area where the residues were burned. The total carbon stocks, after correction for density differences, were also higher in the unburned treatment, markedly in the area with eight years of green cane management. In order to adapt the CENTURY model to simulate sugarcane litter decomposition, data from five experiments in Brazil and Australia were used. The main adaptation performed in the model was setting the limit for the mass of litter closer to the soil, more vulnerable to decomposition, to 110 gCm-2. This parameter was previously set at a high value, 5.000 gCm-2. This change caused an improvement in the correlation between simulated and observed data, with an R2 of 0.79 before the change, and 0.93 after the change. Once the changes were made to the model, CENTURY was used to simulate the temporal dynamics of stalk production and soil carbon. Data from experiments with different durations, from 12 months to 60 years, were used. The experiment sites were: Goiana and Timbauba, Pernambuco, Brazil; Pradopolis, Sao Paulo, Brazil; and Mount Edgecombe, Kwazulu- Natal, South Africa. The CENTURY model was able to simulate well the temporal dynamics of the stalk (R2=0.76) and of the soil carbon (R2 =0.89). Finally, the model was used to simulate long term scenarios considering the two litter management systems studied. The predictions made from the field experiments data reveal that there is, in the long term, a trend for higher carbon stocks in the unburned system. This increment in stock is conditioned by factors such as climate, soil texture, time of adoption of the unburned system, and nitrogen fertilizer management.