Great Basin bristlecone pine (Pinus longaeva) and foxtail pine (Pinus balfouriana) are valuable paleoclimate resources due to their longevity and climatic sensitivity of their annually-resolved rings. Treeline research has shown that growing season temperatures limit tree growth at and just below the upper treeline. In the Great Basin, the presence of precisely dated remnant wood above modern treeline shows that the treeline ecotone shifts at centennial timescales tracking long-term changes in climate; in some areas during the Holocene climatic optimum treeline was 100 meters higher than at present. Regional treeline position models built exclusively from climate data may identify characteristics specific to Great Basin treelines and inform future physiological studies, providing a measure of climate sensitivity specific to bristlecone and foxtail pine treelines. This study implements a topoclimatic analysis-using topographic variables to explain patterns in surface temperatures across diverse mountainous terrain-to model the treeline position of three semi-arid bristlecone and/or foxtail pine treelines in the Great Basin as a function of growing season length and mean temperature calculated from in situ measurements. Results indicate: (1) the treeline sites used in this study are similar to other treelines globally, and require a growing season length of between 147-153 days and average temperature ranging from 5.5 degrees C-7.2 degrees C, (2) site-specific treeline position models may be improved through topoclimatic analysis and (3) treeline position in the Great Basin is likely out of equilibrium with the current climate, indicating a possible future upslope shift in treeline position.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A região Centro-Oeste do Brasil tornou-se nos últimos 40 anos grande produtora de grãos e carne bovina. As condições edafoclimáticas, o sistema de manejo do solo e o descumprimento de leis ambientais trouxeram conseqüências drásticas à região como o agravamento do processo hídrico erosivo, principalmente na Bacia do Alto Taquari (BAT). Cerca de 90% da BAT localiza-se na porção norte do estado de Mato Grosso do Sul (MS), porém os efeitos do transporte de sedimentos e volume de água são refletidos a jusante dos rios, na Bacia do Pantanal. Utilizando-se pressupostos do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC) foram estabelecidos cenários de mudanças climáticas na Bacia do Alto Taquari, visando identificar áreas com maior vulnerabilidade ao processo erosivo em função de pressões de uso da terra. Usando a modelagem dinâmica no TerraME (Environment Modeling) foram gerados cenários topopluviais até 2100, considerando-se para a temperatura do ar média anual um aumento de 1C, em cenário otimista e, em pessimista, elevações térmicas de 3C. Para a precipitação pluvial média anual um cenário foi com aumento de 15% e outro com reduções de 15%. Os dados foram espacializados no ArcGis 9.2 e exportados para o TerraView 3.2, criando-se espaços celulares e integrando-se com as informações do modelo digital do terreno do Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) para geração dos mapas topoclimáticos e simulações de cenários no TerraMe. Os resultados apontam que 85% da área da BAT nas condições atuais as temperaturas médias variam entre 23,6 a 25,7C. As simulações térmicas no cenário otimista indicam que em 40 anos as temperaturas tendem a superar o maior limite térmico médio nas áreas ao longo do rio Taquari, no sentido Oeste-Leste. Esses valores evidenciam elevações nas taxas evapotranspiratórias de matas ciliares, indicando reduções na vazão do Taquari. Em cenário pessimista essas temperaturas antecipam sua ocorrência, em um prazo de 20 anos. Os cenários com acréscimo de 15% na precipitação pluvial mostram aumentos no volume de água precipitada na parte norte da Bacia, região mais vulnerável aos problemas de erosão hídrica. Cenários do regime térmico-hídrico apontam áreas mais sensíveis às mudanças climáticas na parte oeste da BAT e impactos ambientais também na Bacia do Pantanal. Conclui-se que o TerraME é indicado para gerar cenários de mudanças climáticas em bacias hidrográficas. / Due to agriculture frontier advance in Centre-Western Brazil in the last 40 years, the region became a major grain and meat producer. Soil and Climate particular characteristics, associated to soil management system brought drastic environmental consequences, such as erosion process, mainly in Upper Taquari Basin (UTB). Approximately 86% of UTB is located in North of Mato Grosso do Sul, however the sediment transport effects are reflected downstream, at Pantanal Basin. This study aimed at modeling meteorological variables and simulating climate change scenarios applying dynamic modeling techniques coupled to geoprocessing tools in UTB in order to support land use planning in the region. IPCC assumptions were adopted to simulate two termopluvial scenarios until 2100 applying TerraME (Modelling Environment) tool. An optimistic scenario considers that yearly average air temperature would be increased by 1C, while pessimistic scenario points out 3C as average temperature elevation. Regarding to annual pluvial precipitation means, an optimistic scenario forecasts 15% of precipitation increment. Reductions of 15% in precipitation are waited in pessimistic foreseen. Isolines spatial distribution was calculated using DEM (Digital Elevation Model) based on SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). Scenarios generate different spatial topoclimate patterns in the basin. Prevalent mean temperatures currently vary from 23.6 to 25.7C. After 100 years in simulation, optimistic scenario shows a displacement to thermal range from 22.1 to 23.0C. In the next 40 years, on areas along Taquari river basin, from West to East direction, temperatures will overcome current mean superior thermal limit for the region of UTB, i.e., evapotranspiration rates in riparian zone are likely to increase. This indicates a trend to reduction in stream discharges. In the pessimistic scenarios, these temperatures will be anticipated in 20 years. Scenario with 15% higher pluvial precipitation shows that north part of UTB will receive larger rainfall volumes, what should make erosion problem worse. These scenarios demonstrate spatial-temporal dynamic model potential. Among studied climate variables, air temperature is the most sensitive to express climate change effects in Upper Taquari Basin.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A região Centro-Oeste do Brasil tornou-se nos últimos 40 anos grande produtora de grãos e carne bovina. As condições edafoclimáticas, o sistema de manejo do solo e o descumprimento de leis ambientais trouxeram conseqüências drásticas à região como o agravamento do processo hídrico erosivo, principalmente na Bacia do Alto Taquari (BAT). Cerca de 90% da BAT localiza-se na porção norte do estado de Mato Grosso do Sul (MS), porém os efeitos do transporte de sedimentos e volume de água são refletidos a jusante dos rios, na Bacia do Pantanal. Utilizando-se pressupostos do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC) foram estabelecidos cenários de mudanças climáticas na Bacia do Alto Taquari, visando identificar áreas com maior vulnerabilidade ao processo erosivo em função de pressões de uso da terra. Usando a modelagem dinâmica no TerraME (Environment Modeling) foram gerados cenários topopluviais até 2100, considerando-se para a temperatura do ar média anual um aumento de 1C, em cenário otimista e, em pessimista, elevações térmicas de 3C. Para a precipitação pluvial média anual um cenário foi com aumento de 15% e outro com reduções de 15%. Os dados foram espacializados no ArcGis 9.2 e exportados para o TerraView 3.2, criando-se espaços celulares e integrando-se com as informações do modelo digital do terreno do Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) para geração dos mapas topoclimáticos e simulações de cenários no TerraMe. Os resultados apontam que 85% da área da BAT nas condições atuais as temperaturas médias variam entre 23,6 a 25,7C. As simulações térmicas no cenário otimista indicam que em 40 anos as temperaturas tendem a superar o maior limite térmico médio nas áreas ao longo do rio Taquari, no sentido Oeste-Leste. Esses valores evidenciam elevações nas taxas evapotranspiratórias de matas ciliares, indicando reduções na vazão do Taquari. Em cenário pessimista essas temperaturas antecipam sua ocorrência, em um prazo de 20 anos. Os cenários com acréscimo de 15% na precipitação pluvial mostram aumentos no volume de água precipitada na parte norte da Bacia, região mais vulnerável aos problemas de erosão hídrica. Cenários do regime térmico-hídrico apontam áreas mais sensíveis às mudanças climáticas na parte oeste da BAT e impactos ambientais também na Bacia do Pantanal. Conclui-se que o TerraME é indicado para gerar cenários de mudanças climáticas em bacias hidrográficas. / Due to agriculture frontier advance in Centre-Western Brazil in the last 40 years, the region became a major grain and meat producer. Soil and Climate particular characteristics, associated to soil management system brought drastic environmental consequences, such as erosion process, mainly in Upper Taquari Basin (UTB). Approximately 86% of UTB is located in North of Mato Grosso do Sul, however the sediment transport effects are reflected downstream, at Pantanal Basin. This study aimed at modeling meteorological variables and simulating climate change scenarios applying dynamic modeling techniques coupled to geoprocessing tools in UTB in order to support land use planning in the region. IPCC assumptions were adopted to simulate two termopluvial scenarios until 2100 applying TerraME (Modelling Environment) tool. An optimistic scenario considers that yearly average air temperature would be increased by 1C, while pessimistic scenario points out 3C as average temperature elevation. Regarding to annual pluvial precipitation means, an optimistic scenario forecasts 15% of precipitation increment. Reductions of 15% in precipitation are waited in pessimistic foreseen. Isolines spatial distribution was calculated using DEM (Digital Elevation Model) based on SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). Scenarios generate different spatial topoclimate patterns in the basin. Prevalent mean temperatures currently vary from 23.6 to 25.7C. After 100 years in simulation, optimistic scenario shows a displacement to thermal range from 22.1 to 23.0C. In the next 40 years, on areas along Taquari river basin, from West to East direction, temperatures will overcome current mean superior thermal limit for the region of UTB, i.e., evapotranspiration rates in riparian zone are likely to increase. This indicates a trend to reduction in stream discharges. In the pessimistic scenarios, these temperatures will be anticipated in 20 years. Scenario with 15% higher pluvial precipitation shows that north part of UTB will receive larger rainfall volumes, what should make erosion problem worse. These scenarios demonstrate spatial-temporal dynamic model potential. Among studied climate variables, air temperature is the most sensitive to express climate change effects in Upper Taquari Basin.

O objetivo deste trabalho é avaliar a variação da temperatura e umidade do ar em função: a) das diferentes exposições e declividades de vertentes; b) das diferenças entre a vegetação e o perfil hídrico do solo no espaço tridimensional (vertical e horizontal) da bacia B do núcleo Cunha do Parque Estadual da Serra do Mar, Estado de São Paulo. O estudo foi realizado com base no conceito de ritmo apoiado pelo trabalho de campo buscando relações consistentes entre atributos e controles climáticos. Foi realizado o monitoramento de temperatura e umidade do ar com freqüência de amostragem de 15 minutos durante o inverno de 2008 ao outono de 2009. Os dados registrados foram analisados e relacionados aos controles climáticos de superfície e com os sistemas atmosféricos atuantes para três níveis isobáricos: superfície, 500 hPa e 250 hPa. Dos cruzamentos entre os vários produtos obtiveram-se diversos mapas e diagramas espaço-tempo que representam a estrutura espacial e vertical dos atributos climáticos. Os resultados apontam para a importância do relevo nos ritmos climáticos, relacionados aos processos que são derivados, com as vertentes SW mais frias e úmidas e com ritmos mais lentos em relação às vertentes NE. Os vales apresentam as maiores amplitudes e ritmo mais rápido, enquanto os topos o oposto. Sobre o vale os nevoeiros são freqüentes, bem como a formação de orvalho e geada, enquanto os topos estão normalmente livres desses fenômenos. A comparação dos microclimas revelaram que o dossel mais aberto apresenta ritmos mais variáveis, regulados pela presença-ausência do Sol, enquanto que dentro da floresta o ritmo é mais harmônico, regulado pela biomassa e lentos fluxos de água no solo. Revelou ainda pela análise tridimensional que o perfil vertical dos atributos climáticos é determinado pelas características do dossel, pelo perfil hídrico do solo e da posição topográfica. Sob situações de calor extremo a transpiração das árvores é importante para a manutenção da umidade dentro da floresta, dificultando também a elevação da temperatura nestes ambientes. / The objective of this work was to evaluate air temperature and humidity variations related to: a) different hillslope orientations and gradients; b) differences between vegetation types and soil moisture profile in tridimensional space (vertical and horizontal). The study area was a drainage microbasin called Basin B, located at Núcleo Cunha do Parque Estadual da Serra do Mar, eastern São Paulo state. The study was based on the rhythm concept, supported by field work, in order to find consistent relationship between climatic attributes and controls. It was performed an air temperature and humidity monitoring in a sampling frequency of 15 minutes, from winter of 2008 to fall of 2009. The collected data were analyzed and then associated with climatic surface controls and atmospheric systems at 3 isobaric levels: surface, 500 hPa and 250 hPa. Maps and space-time diagrams, representing the spatial and vertical structure of climatic attributes, were obtained by the crossing analyses of all data. Results pointed out the importance of landforms on the control of climatic rhythms and associated processes. Southwestern hillslopes are colder and more humid, presenting slower rhythms if compared with NE hillslopes. Valleys present higher amplitudes and rhythm speed if compared with tops. Over the valleys, the occurrence of fog, dew and frost are frequent, but these processes arent registered on the tops. Comparison between different microclimates revealed that the opened canopy present more variable rythms, regulated by presence-absence of sunlight. Inside the forest the rhythm are more harmonic, being regulated by biomass and slow subsurface water flows. Also, the tridimensional analysis revealed that the vertical profile of climatic attributes is determined by canopy structure, soil moisture profile and topographical position. Under extreme heat situation, tree transpiration is very important to keep the humidity inside the forest, preventing the elevation of temperatures in these environments.

O objetivo deste trabalho é avaliar a variação da temperatura e umidade do ar em função: a) das diferentes exposições e declividades de vertentes; b) das diferenças entre a vegetação e o perfil hídrico do solo no espaço tridimensional (vertical e horizontal) da bacia B do núcleo Cunha do Parque Estadual da Serra do Mar, Estado de São Paulo. O estudo foi realizado com base no conceito de ritmo apoiado pelo trabalho de campo buscando relações consistentes entre atributos e controles climáticos. Foi realizado o monitoramento de temperatura e umidade do ar com freqüência de amostragem de 15 minutos durante o inverno de 2008 ao outono de 2009. Os dados registrados foram analisados e relacionados aos controles climáticos de superfície e com os sistemas atmosféricos atuantes para três níveis isobáricos: superfície, 500 hPa e 250 hPa. Dos cruzamentos entre os vários produtos obtiveram-se diversos mapas e diagramas espaço-tempo que representam a estrutura espacial e vertical dos atributos climáticos. Os resultados apontam para a importância do relevo nos ritmos climáticos, relacionados aos processos que são derivados, com as vertentes SW mais frias e úmidas e com ritmos mais lentos em relação às vertentes NE. Os vales apresentam as maiores amplitudes e ritmo mais rápido, enquanto os topos o oposto. Sobre o vale os nevoeiros são freqüentes, bem como a formação de orvalho e geada, enquanto os topos estão normalmente livres desses fenômenos. A comparação dos microclimas revelaram que o dossel mais aberto apresenta ritmos mais variáveis, regulados pela presença-ausência do Sol, enquanto que dentro da floresta o ritmo é mais harmônico, regulado pela biomassa e lentos fluxos de água no solo. Revelou ainda pela análise tridimensional que o perfil vertical dos atributos climáticos é determinado pelas características do dossel, pelo perfil hídrico do solo e da posição topográfica. Sob situações de calor extremo a transpiração das árvores é importante para a manutenção da umidade dentro da floresta, dificultando também a elevação da temperatura nestes ambientes. / The objective of this work was to evaluate air temperature and humidity variations related to: a) different hillslope orientations and gradients; b) differences between vegetation types and soil moisture profile in tridimensional space (vertical and horizontal). The study area was a drainage microbasin called Basin B, located at Núcleo Cunha do Parque Estadual da Serra do Mar, eastern São Paulo state. The study was based on the rhythm concept, supported by field work, in order to find consistent relationship between climatic attributes and controls. It was performed an air temperature and humidity monitoring in a sampling frequency of 15 minutes, from winter of 2008 to fall of 2009. The collected data were analyzed and then associated with climatic surface controls and atmospheric systems at 3 isobaric levels: surface, 500 hPa and 250 hPa. Maps and space-time diagrams, representing the spatial and vertical structure of climatic attributes, were obtained by the crossing analyses of all data. Results pointed out the importance of landforms on the control of climatic rhythms and associated processes. Southwestern hillslopes are colder and more humid, presenting slower rhythms if compared with NE hillslopes. Valleys present higher amplitudes and rhythm speed if compared with tops. Over the valleys, the occurrence of fog, dew and frost are frequent, but these processes arent registered on the tops. Comparison between different microclimates revealed that the opened canopy present more variable rythms, regulated by presence-absence of sunlight. Inside the forest the rhythm are more harmonic, being regulated by biomass and slow subsurface water flows. Also, the tridimensional analysis revealed that the vertical profile of climatic attributes is determined by canopy structure, soil moisture profile and topographical position. Under extreme heat situation, tree transpiration is very important to keep the humidity inside the forest, preventing the elevation of temperatures in these environments.

The Valley's Topoclimate and Its Influence on The Vegetation Abstract The thesis as presented deals with specific valley's topoclimate of a chosen example of one particular valley located near the city Jílové u Prahy. The main objective of the thesis which has been defined is to evaluate the topoclimate of the determined area and its influence on the phytogeographical and phenological situation of the valley. The outdoor temperature measurements carried out by using Assmann's psychrometer as well as the observations of the plant's phenological state have been taken in the course of repeated expeditions into the valley in 2011 and 2012. The formations of night valley's inversions have been confirmed. The temperature gradient of 6 řC and three and half an hour long inversion following the sunrise have been recorded as a result of the measurement performed on 28th April 2012. As a consequence of the valley's parts shading the temperature differences have been proven. As a referential meteorological station the faculty's own station situated on the peak of Pecný hill and the automated personal weather station in Okrouhlo were used. The lower temperatures in the valley have a clear impact on the commencement of the plant's phenological stages. A detailed phenological scale was created in order to observe...