O bioma Cerrado está presente em 91% do Estado do Tocantins. Este bioma apresenta elevada riqueza biológica e nele ocorrem importantes mananciais brasileiros. Com o aumento da emissão de gases do efeito estufa por fontes antrópicas, possíveis mudanças climáticas representam uma ameaça para a diversidade biológica e recursos hídricos deste ambiente. Neste âmbito, uma das principais demandas científicas e ambientais da atualidade consiste da estruturação de modelos climáticos que subsidiem a tomada de decisão, visando a atenuação ou mesmo a mitigação de possíveis impactos decorrentes de mudanças climáticas. Tendo-se em vista as incertezas sobre a concentração futura de GEEs, o IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) estruturou diferentes trajetórias para o forçamento radiativo ao longo do século XXI, sendo denominadas RCPs (Representative Concentration Pathways). Os RCPs abordam desde futuros otimistas, nos quais a forçante radiativa decorrentes de ações antrópicas é reduzida (RCP 2.6), até situações pessimistas (RCP 8.5), sendo o RCP 4.5 uma situação considerada intermediária. Assim, Modelos Climáticos Globais (MCGs) vem sendo aplicados para a simulação das mudanças climáticas inerentes aos diferentes RCPs ao longo do século XXI. Entretanto, para a análise regional das mudanças climáticas torna-se necessária a regionalização das informações de macro escala geradas pelos MCGs, através de modelos climáticos regionais, com destaque para o modelo Eta no Brasil. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi a avaliação de cenários climáticos simulados pelos modelos climáticos regionais Eta-HadGEM2-ES e Eta-MIROC5 para o Estado do Tocantins. O presente estudo foi estruturado em dois capítulos com objetivos específicos, sendo: (1) avaliar a qualidade estatística do clima presente ou baseline (1961-2005) projetado pelos modelos climáticos para a localização de cinco estações meteorológicas que dispõe de dados observados (precipitação total anual, precipitação máxima diária anual, temperatura máxima diária anual, temperatura média anual, temperatura mínima diária anual e umidade relativa anual), sendo: Araguaína, Pedro Afonso, Peixe, Porto Nacional e Taguatinga; (2) mapeamento das mudanças climáticas simuladas para o Estado do Tocantins pelos modelos climáticos Eta-HadGEM2-ES e Eta-MIROC5 nos RCPs 4.5 e 8.5, nos períodos seco e chuvoso, para os intervalos de 2007 a 2040 e 2041 a 2070, abrangendo as seguintes variáveis: precipitação, evapotranspiração real, temperatura máxima, temperatura média, temperatura mínima e umidade relativa. Os resultados mostraram necessidade de realização da remoção dos erros sistemáticos dos modelos climáticos previamente à utilização das projeções futuras. Quanto à simulação do clima presente, o modelo Eta-MIROC5 obteve melhor desempenho para a precipitação total anual e umidade relativa anual, enquanto que o modelo Eta-HadGEM2-ES obteve melhor desempenho para a temperatura (máxima diária anual, média anual e mínima diária anual). Na simulação climática futura, de maneira geral, ambos modelos apresentaram prognósticos mais severos para o RCP 8.5 no segundo período futuro avaliado (2041 a 2070) para o Estado do Tocantins. As projeções do modelo Eta-HadGEM2-ES apresentaram maior grau de severidade para a precipitação, temperatura (máxima, média e mínima), evapotranspiração real e umidade relativa, quando comparadas às projeções do Eta-MIROC5. O modelo Eta-HadGEM2-ES projetou para o período de 2041 a 2070 (RCP 8.5) aumento da temperatura média de até 4,9 ºC, enquanto que para o mesmo período e RCP simulado pelo Eta-MIROC5 o aumento projetado foi de 2,9 ºC. Ainda para este período e RCP as reduções simuladas para a precipitação chegou a 462,1 e 383,1 mm, pelos modelos Eta-HadGEM2-ES e Eta-MIROC5, respectivamente. Foram simuladas regiões do Estado com mudanças climáticas mais severas. Destaca-se a região Centro-Sul, nas proximidades da UHE Peixe/Angical para o regime de chuvas e a região Sul da Ilha do Bananal e APA dos Meandros do rio Araguaia para a temperatura. / The Cerrado biome is present in 91% of the State of Tocantins. This biome presents high biological wealth and in it occur important Brazilian springs. With increasing greenhouse gas emissions by anthropic sources, possible climatic change poses a threat to the biological diversity and water resources of this environment. In this context, one of the main scientific and environmental demands of today consist in the structuring of climatic models that subsidize decision making, aiming the attenuation or even mitigation of possible impacts due to climatic change. Given the uncertainties about the future concentration of GHGs, the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) has structured different paths for radiative forcing throughout the XXI century, being called RCPs (Representative Concentration Pathways). The RCPs approach from optimistic futures, in which the radiative forcing due to anthropic actions is reduced (RCP 2.6), to pessimistic situations (RCP 8.5), with RCP 4.5 being considered as an intermediate situation. Thus, Global Climatic Models (MCGs) have been applied to the simulation of the climatic changes inherent in different CPRs throughout theXXI century. However, regional analysis of climate change requires the regionalization of macro-scale information generated by MCGs through regional climate models, with emphasis on the Eta model in Brazil. In this context, the objective of this work was the evaluation of climatic scenarios simulated by the regional climatic models Eta-HadGEM2-ES and Eta-MIROC5 for the State of Tocantins. The present study was structured in two chapters with specific objectives, being: (1) to evaluate the statistical quality of the present or baseline climate (1961-2005) projected by the climatic models for the location of five meteorological stations with observed data (annual total precipitation, annual maximum daily precipitation, annual maximum daily temperature, average temperature Annual, annual minimum daily temperature and annual relative humidity), being: Araguaína, Pedro Afonso, Peixe, Porto Nacional and Taguatinga; (2) mapping of simulated climatic changes for the State of Tocantins by the climatic models Eta-HadGEM2-ES and Eta-MIROC5 in RCPs 4.5 and 8.5, in the dry and rainy periods, for the intervals from 2007 to 2040 and 2041 to 2070, covering the following variables: precipitation, real evapotranspiration, maximum temperature, average temperature, minimum temperature and relative humidity. The results showed the need to perform to remove systematic errors of the climatic models previously to the use of future projections. Regarding the simulation of the present climate, the Eta-MIROC5 model obtained better performance for the annual total precipitation and annual relative humidity, while the Eta-HadGEM2-ES model obtained better performance for temperature (daily maximum annual, annual average and minimum daily Yearly). In the future climatic simulation, both models presented more severe prognoses for RCP 8.5 in the second evaluated future period (2041 to 2070) for the state of Tocantins. The projections of the Eta-HadGEM2-ES model showed a higher degree of severity for precipitation, temperature (maximum, average and minimum), actual evapotranspiration and relative humidity when compared to Eta-MIROC5 projections. The Eta-HadGEM2-ES model projected for the period from 2041 to 2070 (RCP 8.5) an increase in the mean temperature up to 4.9 ° C, whereas for the same period and CPR simulated by Eta-MIROC5 the projected increase was 2, 9 ° C. Also for this period and CPR the simulated reductions for precipitation reached 462.1 and 383.1 mm, by the Eta-HadGEM2-ES and Eta-MIROC5 models, respectively. Were simulated regions of the state with more severe climate changes. The Center-South region, near the Peixe / Angical HPP for the rainfall regime and the Southern region of the Bananal Island and the APA of the Meandros of the Araguaia river for the temperature, stands out.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AdrianoSerckumecka.pdf: 825262 bytes, checksum: 9c527c3f506be1e58cf82ac8117dac67 (MD5) Previous issue date: 2012-07-17 / The main objective of this work is the evaluation of distributed systems based on peer-topeer network and parallel computing techniques to reduce response times of climate simulations. A probabilistic model for simulating wind data was used and two computing applications was implemented and evaluated. The first application was developed by using the framework P2PComp, which is directed to building parallel software and its deploy in P2P networks. The second application was developed without the support of this framework and using straightly the communication infrastructure software. Climatic data of the municipality of Lapa, Paraná comprising the period between 1998 and 2007 were used in the experiments. The results demonstrate the feasibility of using parallel computing and P2P networks for executing climate simulations. Best results, measured by the speedup obtained, were observed when using multiple peers (equal to 26) and when executing simulations for a long period of time ( near to 100 years). In such case, the speedup obtained is near to 7. / O objetivo principal deste trabalho é a avaliação de sistemas distribuídos baseados em redespar-a-par (P2P), juntamente com técnicas de computação paralela, para reduzir os tempos deresposta de simulações climáticas. Um modelo probabilístico específico para simulação de dados de vento foi adotado e duas aplicações computacionais foram implementadas e avaliadas.A primeira aplicação foi desenvolvida com o uso do Framework P2PComp, que permite a criação de programas paralelos e sua execução em redes P2P. A segunda aplicação adotou diretamente uma rede P2P, sem o uso desse framework, como infraestrutura de comunicação.Dados climáticos da região do Município de Lapa-PR, compreendendo o períıodo entre 1998 e 2007 foram empregados nos experimentos. Os resultados obtidos demonstram a viabilidade de utilização de computação paralela em redes P2P, nas simulações climáticas. Os melhores resultados medidos em relação ao fator de aceleração foram observados em situações onde foi utilizado um número maior de pares (igual a 26) e simulações climáticas para um período de tempo igual a 100 anos. Para este caso, o fator de aceleração obtido foi aproximadamente igual a 7.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6084.pdf: 3501431 bytes, checksum: b643f0f575cddd0959602ac4b8c74eb9 (MD5) Previous issue date: 2014-06-13 / Financiadora de Estudos e Projetos / Though urban form affects the thermal environment, there are only a few legal tools that include the thermal issue in the city planning and urban design. This research established a link between urban form and thermal environment, by considering urban indexes such as the occupation coefficient, the floor space index and the vegetation cover index, to characterize the land use and occupation. For this purpose, the study area was an urban fraction of the Brazilian city of São Carlos, in State of São Paulo. Several points of the study area were taken as references for thermal measurements, while others regional data of the climate were registered by the meteorological station situated in the city skirts. The data were collected in periods representing dry weather of winter months. The measurements allowed the validation of a computational model applied for microclimatic simulation of the urban area - the ENVI-met. The best situation performed by the model was determined by comparison of real and simulated data. This process allowed data extraction by simulation of the whole area and the development of thermal maps, considering the real urban situation, a scenario of densification and a scenario of green areas. The results pointed out that the rise of the occupation coefficient causes a slight elevation of the air temperature. Even more significant tendencies were also assessed by the development of a multiple regression model, revealing the potential of the floor space index, the urban green cover and their association with the wind speed. / A forma urbana influi no ambiente térmico das cidades, porém poucas são as ferramentas legislativas urbanas que incluem a questão térmica no planejamento da cidade e no desenho urbano. Esta pesquisa procurou estabelecer uma ligação entre forma urbana e ambiente térmico, a partir dos coeficientes de ocupação, de aproveitamento e de cobertura vegetal, para a caracterização da ocupação do solo. Para isso foi estudada uma fração da cidade de São Carlos, município brasileiro do Estado de São Paulo. Naquela área de estudo foram estabelecidos pontos para realização de medições térmicas, enquanto eram registrados dados disponibilizados pela estação meteorológica localizada em área periférica à cidade. As medições foram realizadas durante períodos representativos de dias secos, nos meses de inverno. As medições serviram de base para a validação de um modelo computacional de simulação do clima urbano, o ENVI-met. Estabelecidas as situações de melhor desempenho do modelo, através de comparações entre dados reais e dados simulados, foi possível realizar simulações para a obtenção de dados e desenvolvimento do mapeamento térmico da situação urbana real, de um cenário adensado e de um cenário arborizado. Os resultados apontaram que existe um leve aumento da temperatura com o aumento do coeficiente de ocupação. Tendências mais significativas foram verificadas pelo desenvolvimento de um modelo de regressão múltipla, revelando o potencial do coeficiente de aproveitamento e da cobertura vegetal urbana, associados ao aproveitamento do vento.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ciro Baron Neto.pdf: 1513768 bytes, checksum: a9f4624d5d9521cfa109fa40a688cbb2 (MD5) Previous issue date: 2014-02-28 / This paper presents an approach of technologies GPGPU (General-Purpose Computing on Graphics Processing Unit) and P2P (peer-to-peer) networks in order to improve the response time of climate data simulations. Thus, an application using CUDA (Compute Unified Device Architecture) architecture and the simulation model of Venthor simulator were initially adopted and integrated into the P2PComp framework. The results indicate an acceleration factor equal to 70 for single computers. Furthermore, the possibility of using a P2P sharing network for processing, higher acceleration factors can be obtained. Computer simulation models usually demand high processing power and this work showed that the use of parallelism in GPUs and P2P networks is an alternative that allows better performance when compared to sequential computing. / Este trabalho apresenta uma avaliação das tecnologias de GPGPU (General-Purpose Computing on Graphics Processing Unit) e de redes P2P (peer-to-peer) para melhorar o tempo de resposta de simulações de dados climáticos. Para isso, uma aplicação utilizando a arquitetura CUDA (Compute Unified Device Architecture) e o modelo de simulação de dados de vento do software Venthor foram inicialmente adotados e após integrados ao framework P2PComp. Os resultados indicam um fator de aceleração igual a 70 para computadores isolados. Além disso, com a possibilidade do uso de uma rede P2P para compartilhamento de processamento, fatores de aceleração maiores podem ser obtidos. Modelos de simulação computacional geralmente demandam alto poder de processamento e este trabalho mostrou que a utilização do paralelismo em redes P2P e GPUs constitui uma alternativa que permite melhor desempenho quando comparado à computação sequencial.