O objetivo deste estudo foi analisar a variabilidade climática espectral da temperatura da superfície do mar, TSM, global associada a oscilações de 1-12 meses, 1-2 anos, 2-4 anos, 4-8 anos e 8-12 anos, entre1854 e 2014, e, as possíveis relações com a variabilidade climática na América do Sul. A análise espectral da TSM foi obtida com a aplicação da técnica de ondeletas a dados mensais. Em termos globais, as bacias tropicais do Pacífico Norte e Sul apresentam os sinais mais intensos da variância de TSM, em todas as faixas espectrais consideradas, e, portanto, valores mais próximos da média global para os trópicos, indicando a importância do oceano Pacífico no clima global. Nesta ordem, as bacias do Pacífico Sul, Pacífico Norte, Atlântico Norte, Indico e Atlântico Sul apresentam valores decrescente de variância da TSM. A análise da tendência linear ao longo do período considerado mostra que, globalmente, fenômenos tropicais com oscilações nas escalas de frequências mais altas, 1-12 meses, 1-2 anos e 2-4 anos, têm apresentado decréscimo de energia e que fenômenos com oscilações nas escalas de frequências mais baixas, 4-8 e 8-12 anos, têm apresentado aumento de energia, o que sugere a troca de energia entre fenômenos de alta e baixa frequência . As oscilações de 2-4 anos e de 4-8 anos na região equatorial do Pacífico são as que apresentam os maiores valores de energia, em especial nas regiões de Ninõ1+2, Niño3, Niño3.4 e Niño4. Os resultados permitem verificar que eventos fortes de El Niño sempre estiveram associados a sinais intensos da variância de TSM nas faixas espectrais de 2-4 anos e 4-8 anos e que os eventos mais fracos de El Niño estiveram associados à faixa de oscilações mais rápidas, 1-2 anos. O início do aumento do valor da variância de TSM para oscilações de 2-4 anos e 4-8 anos na região equatorial do Pacífico apresenta, em todos os casos, antecedência significativa em relação à ocorrência de um evento de El Niño forte, indicando a possibilidade de usar este sinal como preditor da ocorrência de eventos quentes de ENOS. A associação entre a variabilidade da variância espectral de TSM e a variabilidade climática na América do Sul foi verificada com base nos dados precipitação do GPCC, dados de vento das reanálises I e II do NCEP-NCAR e da reanálise do JRA-55. A análise de ondeletas da TSM tropical para a faixa de oscilações de 4-8 anos possibilitou a divisão do período todo em fases distintas: fases positivas, 1948 a 1960 e 1982 a 2003 e fases negativas, 1961 a 1981 e 2004 a 2014. Observou-se que as fases positivas e negativas apresentam um padrão bipolar da precipitação entre as regiões nordeste e sudeste da América do Sul, o que está associado a anomalias contrárias da circulação atmosférica em altos e baixos níveis sobre a região central do continente, constituindo um resultado inédito na área de climatologia. As fases positivas da variância de TSM para oscilações de 4-8 anos estão associadas a anomalias negativas e positivas de precipitação, respectivamente, sobre as regiões nordeste e sudeste da América do Sul enquanto que as fases negativas estão associadas a padrões contrários. O padrão do 4º modo da Análise de Componentes Principais aplicada aos dados de vento em 200 hPa contribui para explicar fisicamente o padrão bipolar da precipitação observado no setor leste do continente na escala decadal, por meio da propagação de ondas de baixa frequência entre o Pacífico Sul e a América do Sul. / The aim of this study is to analyze the global SST spectral climate variability for 1-12 month, 1-2 year, 2-4 year, 4-8 year, and 8-12 year oscillations, in the period from 1854 to 2014, and the possible relations with the climatic variability in South America. The spectral analysis of SST was obtained with the application of the wavelet technique to the monthly data. In global terms, the North and South Pacific basins show the most intense signs of SST variance in all the spectral ranges considered, and therefore, values closer to the global average, indicating the importance of the Pacific Ocean in the global climate. Then, in order of importance, come the basins of the South Pacific, the North Pacific, the North Atlantic, the Indian Ocean and the South Atlantic. The analysis of the linear trend throughout the period considered shows that globally within the tropical range, phenomena with oscillations in the scales of higher frequencies, 1-12 months, 1-2 years, and 2-4 years, have decreased energy and that phenomena with oscillations at lower frequency scales, 4-8 and 8-12 years, have presented increased energy through the course of time, suggesting energy exchange between high frequency phenomena and low frequency phenomena. The 2-4 year and 4-8 year oscillations in the equatorial Pacific region are those with the highest energy values, especially in the Nin1 + 2, Niño3, Niño3.4 and Niño4 regions. It is also possible to verify that strong El Niño events have always been associated with intense SST variance signals in the 2-4 year and 4-8 year spectral bands, and the weaker El Niño events were associated with the 1-2 year spectral bands. The beginning of the increase in the SST variance value for 2-4 year and 4-8 year oscillations in the equatorial region of the Pacific presents, in all cases, significant antecedence in relation to the occurrence of a strong El Niño event, indicating the possibility of using this signal as a predictor of the occurrence of hot ENSO events. The association between SST spectral variance variability and climatic variability in South America was verified based on GPCC precipitation data and wind data from NCEP-NCAR I and II reanalyses and of the JRA-55 reanalysis. The analysis of tropical SST wavelets for the 4-8 year oscillation range allowed the division of the whole period into distinct phases: positive phases, 1948 to 1960 and 1982 to 2003; and negative phases, 1961 to 1981 and 2004 to 2014. It was observed that positive and negative phases present a bipolar precipitation pattern between the Northeast and Southeast regions of the AS, which is associated with anomalies of atmospheric circulation at high and low levels over the central region of the continent, which is an unprecedented result area of climatology. The positive phases of the SST variance for 4-8 year oscillations are associated with negative and positive precipitation anomalies respectively over the northeast and southeast regions of South America while the negative phases are associated with contrary precipitation patterns. The 4th mode pattern of the Principal Component Analysis applied to wind data at 200 hPa contributes to physically explaining the bipolar pattern of precipitation observed in the eastern sector of the continent on the decadal scale by propagating low frequency waves between the South Pacific and South America.

O objeto desta pesquisa é o desempenho térmico de edifícios residenciais na cidade de São Paulo, tendo em vista as mudanças climáticas previstas e a maior vulnerabilidade da população idosa. O objetivo é a avaliação de desempenho térmico e de conforto ambiental de edifícios residenciais no cenário RCP 8.5 do Quinto Relatório do IPCC - IPCC AR5 e durante a onda de calor ocorrida em janeiro e fevereiro de 2014. Este trabalho se utiliza de estudos de casos reais e de simulações computacionais. O método é indutivo, por meio de levantamentos de campo, e dedutivo, por meio de comparações entre os resultados das medições e das simulações computacionais; o trabalho apresenta, ao final, estudos preditivos do comportamento térmico e do conforto ambiental dos usuários nos edifícios estudados. Para tanto, foram levantadas e monitoradas seis residências de idosos voluntários, além de uma residência de controle, e foram realizadas simulações com o modelo EDSL/Bentley TAS (Thermal Analysis Software). Para a simulação computacional foram utilizados dados climáticos simulados e medidos. Os dados climáticos simulados foram tratados a partir de dados cedidos pelo Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas/IAG-USP representando os períodos presente (1975 a 2005), futuro próximo (2015 a 2044), futuro intermediário (2045 a 2074) e futuro distante (2076 a 2096). Os dados medidos foram os registrados pela estação meteorológica do IAG-USP, localizada na zona sul de São Paulo, para três períodos distintos: o ano de 2013, quando foram monitoradas as residências, o ano de 1972, selecionado como representativo do período de construção das residências estudadas, e também o ano de 2014, para fins de estudo dos efeitos da onda de calor ocorrida em janeiro e fevereiro desse mesmo ano. Os resultados foram analisados comparativamente entre os diferentes cenários climáticos e também entre as unidades habitacionais estudadas, adotando-se os índices de conforto adaptativo De Dear et al. (1997) / ASHRAE 55 (2013) e Humphreys et al. (2010), considerados os mais adequados para a avaliação térmica da operação em modo passivo no clima local, dentre os índices já existentes. As análises revelaram que, com a progressão dos cenários climáticos futuros, há tendência de alteração na condição de conforto dos usuários com aumento da sensação de calor e redução da sensação de frio, expressos aqui em número de horas e de graus-hora de desconforto. Além disso, sob a ocorrência de ondas de calor, o aumento abrupto e persistente da temperatura do ar tende a tornar as condições de desconforto térmico ainda mais acentuadas. Dentre todos os cenários estudados, e aplicando-se os dois modelos de conforto, foi encontrado um valor médio de aumento da condição de calor de 271%, variando de 83% a 694%, e uma redução média da condição de frio de 51%, variando de 24% a 70%. Os resultados mostram que a conjugação desses dois fenômenos, mudança climática e onda de calor, pode provocar um efeito potencializador para o desconforto térmico por calor, tornando as condições inóspitas para o conforto humano, além de implicar em maior consumo de energia para climatização artificial. / The subject of this research is the residential buildings performance in the city of São Paulo, taking into account the climate changes predicted for the next decades and the greater vulnerability of the elderly related to the environmental conditions. The aim is the evaluation of thermal performance and comfort in residential buildings under the RCP 8.5 scenario from the IPCC Fifth Assessment Report - IPCC AR5, as well as under the heat wave occurred in January and February 2014. This work is based on real case studies and computer simulations. The method is inductive, by field surveys, and deductive, though the comparison between measurements and computer simulation; finally, predictive studies of thermal performance and comfort are presented. For this purpose, six elderly dwellings, besides a control one, were surveyed and monitored, and computer simulations were carried out using EDLS/Bentley TAS (Thermal Analysis Software). For the computer simulations, simulated and measured climate data were employed. The simulated data were treated starting from data provided by the Institute of Astronomy, Geophysics and Atmospheric Sciences/IAG-USP representing the periods present (1975 to2005), near future (2015 to 2044), intermediate future (2045 to 2074 and far future (2076 to 2096). Measured data were recorded by the IAG-USP meteorological station, located in southern São Paulo, for three different periods: 2013, when the residences were monitored; 1972, selected as representative of the buildings\' construction period, and also 2014, to study the January and February heat wave effects. Results were analyzed comparing comfort conditions in the different climate scenarios and also among the case studies, following the adaptive comfort indices De Dear et al. (1997) / ASHRAE 55 (2013) and Humphreys et al. (2010), which were considered the two most appropriate ones, among the existing indexes, for the passive mode operation in the local climate. Analysis revealed a tendency of change in comfort conditions throughout the progression of future climate scenarios, showing an increase in heat sensation and a decrease in cold sensation, which were expressed in number of hours and degree-hours of discomfort. Furthermore, in the occurrence of heat waves, the unexpected and persistent increase in air temperature tends to make thermal discomfort even more pronounced. Among all the studied scenarios, and applying both comfort models, in average, discomfort by heat increased 271%, ranging from 83% to 694%, and discomfort by cold decreased 51%, ranging from 24% to 70%. The results show that the combination of both phenomena, climate change and heat wave, may lead to a potential effect of heat discomfort, making thermal conditions inhospitable for human comfort, besides implying a higher energy consumption for air conditioning.

A atividade agrícola é essencialmente importante para o estado do Paraná, onde a região deste estudo é a porção Norte e Noroeste, representadas pelos municípios de Cambé e Mirador. Regiões estas localizadas sob solos distintos, argilosos e arenosos, respectivamente. Nessas se destacam o cultivo da cana-de-açúcar, objeto deste estudo, por apresentar condições climáticas mais favoráveis ao seu ciclo vegetativo, que tem duração que varia de 12 a 18 meses. Sendo a variabilidade dos controles do clima um fator influenciador principalmente da sua produtividade. Essa cultura exige duas estações meteorológicas bem definidas, uma quente e úmida no estádio de desenvolvimento vegetativo e outra seca ou fria no estádio de maturação. As necessidades térmicas e hídricas são em torno de 20º a 30º C e em torno de 1000 milímetros. Assim, esta tese teve por objetivo determinar a relação entre a variabilidade térmica, hídrica e produtividade do cultivo da cana-de-açúcar para o período de 1981/82 a 2005/06. Os procedimentos metodológicos destinaram-se a evolução espaço-temporal da cana-de-açúcar; à dinâmica climática dos controles chuva e temperatura; à contabilização do Balanço Hídrico (BH Normal, Sequencial e de Cultura) para EXC, DEF, e Extrato do BH; e à correlação dos dados climáticos com a produtividade da cana-de-açúcar. Os dados de chuva e temperatura, período de 30 anos, foram fornecidos pelo IAPAR. Os dados de produção da cana-de-açúcar foram obtidos por meio do PAM/IBGE para um período de 17 anos para todos os municípios paranaenses e por meio dos anuários de produção agrícola do IBGE para um período de 25 anos apenas para os municípios de Cambé e Mirador. Os dados de produtividade foram submetidos à verificação da tendência tecnológica. Os dados de clima foram mensurados por meio das médias aritméticas do período, anual e mensal e juntamente com os dados de produtividade efetuaram-se análises dos desvios em relação à média e análise de correlação e regressão. Por meio desses procedimentos identificou-se que a evolução espaço-temporal da produtividade nos anos de 1990 a 2006, analisada de quatro em quatro anos em escala de mesorregiões, microrregiões e municípios, apresentaram maiores produtividades no ano de 1998 seguido de 2002. As médias das produtividades foram de 82,4 ton/ha em Cambé e de 76,2 ton/ha em Mirador. As médias de chuvas foram de 1604,0 mm em Cambé e de 1485,0 mm em Mirador. As temperaturas médias variaram de 21,0º C em Cambé e de 22,2º C em Mirador. Com a análise dos desvios em relação à média obteve-se para Cambé, que o percentual de anos com desvios coincidentes entre a variável hídrica (chuva e EXC) versus produtividade esteve entre 66,0% a 76%. E para a DEF versus produtividade o percentual foi de 36,0% a 44,0%. Em Mirador esses valores ficaram entre 40,0% a 60,0% para a variável hídrica e produtividade e entre 28,0% a 48,0% para DEF e produtividade. A correlação entre os dados das variáveis analisadas foi significativa ao nível de 5% e 10% para: chuva e produtividade; DEF no estádio de maturação (BH Sequencial) e produtividade; EXC e DEF no estádio de desenvolvimento (BH de Cultura); temperatura na série temporal estudada em anos de La Niña e em anos ENOS (BH Cultura) em Cambé; em Mirador a correlação significativa para EXC do BH Sequencial Decendial para o período de vinte e cinco anos e para DEF do BH Cultura em anos de La Niña no estádio de desenvolvimento. A temperatura apresentou correlação significativa na série temporal (BH Cultura) no estádio de Estabelecimento e para anos ENOS (BH de Cultura) nos estádio de Estabelecimento em EL Niño e desenvolvimento em La Niña. Assim, anos com chuva acima da média (El Niño) e anos com chuva na média do período (Neutro), apresentam correlação pouco significativa com a produtividade da cana-de-açúcar que em anos com chuva abaixo da média (La Niña). / Agricultural activity is essentially very important to the state of Paraná. The study area of this work is located in the north and northwest region (municipalities Cambé and Mirador, respectively). The former has basalt soil and the latter has Caiuá sandstone soil. The cultivation of sugarcane, the object of this study, predominates due to climatic conditions that are favorable to its vegetative cycle, which varies from 12 to 18 months. The variability of the climate controls is an influential factor on productivity. The culture requires two well-defined meteorological seasons: one hot and humid in the state of vegetative development and the other dry or cold in the state of maturation. The temperature and water requirements are about 20o C to 30o C and about 1000 millimeters. This work had as its objective the determination of the relationship between the temperature and water variability and the productivity of the sugarcane cultivation from 1981/82 to 2005/06. The methodological procedures addressed spatio-temporal evolution of the sugarcane; the climatic dynamics of the controls rain and temperature; calculation of the water balance WB (Normal, Sequential and Cultural WB) for EXC (water excess), DEF (water deficit) and WB Extract; and the correlation of the climatic data with the productivity of the sugarcane. The rain and temperature data were supplied by IAPAR (30-year period). The sugarcane production data (area, production and productivity) were obtained from PAM/IBGE (17-year period) for all municipalities of Paraná and from yearbooks of agricultural production from IBGE (25-year period) for only the municipalities of Cambé and Mirador. The productivity data were submitted to verification of the technological tendency. The climate data were measured using period, annual and monthly arithmetic means. Together with the productivity data, analyses of the deviations in relation to the mean and analysis of correlation and regression were carried out. Through these procedures, the spatio-temporal evolution of the productivity from 1990 to 2006, analyzed every four years on a scale of mesoregions, microregions and municipalities, presented the highest productivity in 1998, followed by 2002. The productivity means were 82.4 ton/ha in Cambé and 76.2 ton/ha in Mirador. The rain means were 1604.0mm in Cambé and 1485.0mm in Mirador. The mean temperatures varied from 21.0oC in Cambé and 22.2oC in Mirador. Based on the analysis of the deviations in relation to the mean, in Cambé, the percentage of years with coincident deviations between the water variable (rain and EXC) and productivity was 66.0% to 76.0%. It was 36.0% to 44.0% between DEF and productivity. In Mirador these values were between 40.0% and 60.0% for the water variable and productivity and between 28.0% and 48.0% for DEF and productivity. The correlation between the data of all the analyzed variables was significant to 5% and 10% for: rain versus productivity; DEF in the maturation stage (Sequential WB) and productivity; EXC and DEF in the development stage (Cultural WB); temperature in the temporal series studied in La Niña years and in ENOS years (Cultural WB) in Cambé; significant correlation for EXC of the water balance for sequential ten-day periods for twenty-five years and for DEF of the Cultural WB in La Niña years in the development stage in Mirador. The temperature variable presented significant correlation in the temporal series studied for Cultural WB in the vegetative development stage for twenty-five years for El Niño and La Niña. Thus, years with rainfall above the mean (El Niño) and years with a mean rainfall (Neutral) presented insignificant correlation with the sugarcane productivity compared to years with rainfall below the mean (La Niña).

Esta pesquisa tem como objetivo avaliar a relação existente entre o comportamento anual dos oceanos e o da vazão na Bacia do Rio São Francisco, Brasil, para o período de 1968 a 2004. Foram construídos modelos de regressão linear múltipla para simular o valor da vazão anual em Ponte da Taquara, Alto São Francisco, com base em índices climáticos e no valor médio da Temperatura da Superfície do Mar (TSM) em áreas específicas dos oceanos Pacífico e Atlântico. Os índices climáticos considerados foram a Oscilação Decadal do Pacífico (ODP), Indice de Oscilação Sul (IOS) e anomalias de TSM nas regiões de Niño. Os padrões oceânicos de correlação linear entre a TSM do Pacífico e a vazão dos postos do Alto São Francisco e o Médio São Francisco, indicam valores positivos em toda a costa oeste da América do Norte e do Sul e região equatorial e fortes sinais negativos na costa leste da Ásia e Austrália. Este padrão é bastante semelhante ao padrão espacial do primeiro modo obtido pela aplicação de análise multivariada à TSM no Oceano Pacífico, que é associado à Oscilação Multidecadal do Pacífico. A consideração de defasagem mensal no cálculo do coeficiente de correlação linear entre os valores de vazão e TSM indicam que a TSM dos meses mais próximos ao da vazão têm maior potencial para serem considerados como seus preditores. Observa-se a diminuição da correlação linear entre TSM do Pacífico e a vazão dos postos do Médio e Baixo São Francisco em relação aos postos do Alto São Francisco. O que sugere que o Oceano Pacífico apresenta maior influência na variabilidade da vazão nos postos localizados mais ao sul da Bacia do São Francisco. Por outro lado, observa-se o aumento dos valores do coeficiente de correlação linear no Atlântico Sul principalmente para a vazão dos postos do Médio e Sub-Médio, indicando possivelmente a maior influência do Oceano Atlântico na vazão de postos localizados mais a nordeste da bacia hidrográfica considerada. O padrão oceânico indicado pelos valores de correlação linear entre a TSM e os postos do Sub- Médio São Francisco indica a presença de um dipolo meridional, com anomalias negativas e positivas na bacia do Atlântico Sul tropical e subtropical. O IOS e ODP apresentam maior valor de correlação para a vazão observada no Alto e Médio São Francisco. As regiões selecionadas nos oceanos Pacífico, Atlântico e Índico e os índices Niño1+2, Niño 3 e Niño 4 para a construção do modelo linear para a simulação da vazão anual suavizada explicam 96% da variância total da vazão. No caso da vazão sem suavização as variáveis selecionadas pelo modelo elaborado explicam 52% da variância total. O padrão atmosférico anômalo associado aos dois primeiros subperíodos da vazão em Ponte da Taquara, de 1968 a 1978 e de 1979 a 1988, caracterizados em média por anomalias negativas e positivas, respectivamente, apresenta condições atmosféricas específicas às anomalias observadas da vazão. Em geral, anomalias negativas (positivas) de vazão em Ponte da Taquara são acompanhadas por ODP negativa, com anomalias negativas (positivas) de TSM no Pacífico Equatorial. / This research concerned to propose a valuation about the relationship between annual oceanic behavior and river outflow at São Francisco Hydrographic Basin, in Brazil, for the period from 1968 to 2004. Linear model based on multiple regression were built for annual river outflow at Ponte da Taquara, located at High São Francisco sub-basin. Climatic indexes and Sea Surface Temperature (SST) averages for selected areas over Pacific and Atlantic oceans were taken as independent variables in the modeling. Pacific Decadal Oscillation (PDO), Southern Oscillation Index (SOI) and SST anomalies at the Niño regions were also considered as independent variables in the modeling. The specific oceanic areas were selected through linear correlation calculation between river outflow at High São Francisco and SST. Oceanic patter represented by linear correlation between Pacific SST and river outflow at High São Francisco and Medium São Francisco shows positive values throughout the west coast of North and South America and the equatorial areas and, high negative values at oceanic areas to the east of Asia and Australia. This patter is quite similar to that obtained as the first mode of multivariate analysis applied over Pacific basin, and is related to the PDO. The consideration of temporal lag between SST river outflow monthly values showed that the smaller interval provide the best linear correlation. Linear correlation patter over Pacific is more significant for river outflow observed at the southern area of São Francisco Basin in relation to those located at northern areas. This aspect suggests that Pacific Ocean plays a more significant role to determination of river outflow observed at the south of the hydrographic basin. On the other hand, linear correlation values are greater at South Atlantic when river outflow for Sub-Medium São Francisco is considered. This result suggests that South Atlantic Ocean can play a greater role for the determination for climatic variability for river outflow observed at northern areas of São Francisco Basin. The oceanic correlation pattern for South Atlantic Ocean also shows a dipole mode, between tropical and subtropical latitudes, for fluvial stations located at the northern areas of the hydrographic basin. SOI and PDO present greater correlation values for river outflow observed at High and Medium São Francisco Basin. Ocean Pacific, Atlantic and Indian and the indexes Niño1+2, Niño 3 e Niño 4 variables, selected for the linear model elaboration to river outflow simulation, explain 96% of the total variance. In the case of not smoothed data, the variance explained by the linear model is equal to 52%. The atmospheric averaged patterns for the considered two first subperiods, from 1968 to 1978 and from 1979 to 1988, that are characterized by negative and positive river outflow anomalies at High São Francisco, present atmospheric conditions closely related to the observed river outflow anomalies. In general, river outflow negative (positive) anomalies at High São Francisco are related to negative PDO and SST negative anomalies (positive) at equatorial Pacific.

Apesar da reconhecida importância da fragmentação no balanço de carbono (C) das florestas tropicais, a maior parte do conhecimento a cerca deste assunto provém de estudos conduzidos na floresta Amazônica e desconsidera processos relacionados à influência da configuração da paisagem. Em particular, estimativas precisas da emissão de CO2 devido à fragmentação devem levar em consideração efeitos aditivos de borda e a idade das bordas. Nós investigamos estes efeitos sobre parâmetros estruturais de florestas (densidade, altura e área basal das árvores) e no estoque de C em oito fragmentos florestais (13 a 362 ha) antigos (>=70 anos), cercados de pastagens, em uma região de Mata Atlântica. Amostramos 5297 troncos, divididos em quatro tratamentos em cada um dos fragmentos: interior dos fragmentos; bordas antigas (>50 anos) em quina; bordas antigas retas; bordas novas (<50 anos) retas. Calculamos a biomassa acima do solo (BAS) através de equações alométricas que consideram a altura do tronco e seu diâmetro à altura do peito (DAP) e convertemos esse valor em carbono estocado na vegetação. O estoque de C foi altamente variável entre tratamentos, abrangendo valores entre 6.61 Mg ha-1 até 87.96 Mg ha-1 (média= 29.55 ± 14.97 Mg ha-1). As áreas de interior continham um estoque de C maior, bem como maior área basal, densidade de árvores e árvores mais altas do que as de borda. No entanto, a seleção de modelos não detectou influência da idade ou de efeitos aditivos no estoque de C. Nossos resultados sugerem que os padrões de efeitos de borda para a Mata Atlântica são diferentes dos observados em florestas tropicais fragmentadas mais recentemente, como é o caso da Amazônia. A Mata Atlântica tem um longo histórico de perturbação humana e uma dinâmica complexa de desmatamento e regeneração, que pode levar a uma condição de degradação generalizada, posto que até áreas mais distantes das bordas em manchas remanescentes de Mata Atlântica já perderam quantidades significativas de carbono. Nestas paisagens antrópicas, os efeitos de borda que atuam sobre a mortalidade de árvores e na redução da BAS podem ser mais abrangentes do que inicialmente estimado pelos modelos construídos para a floresta Amazônica. / Despite the importance of fragmentation for tropical forest carbon (C) balance, most of our knowledge comes from few sites in the Amazon and disregard underlying processes that relates landscape configuration with C stocks. Particularly, accurate estimation of CO2 emission from fragmentation must account for additive edge effects and edge age. Here we investigated those effects on carbon stock and forest structure (density, height, basal area) in eight old-growth forest (>=70 years) fragments (13 to 362 ha), surrounded by pasture, in the Brazilian Atlantic forest region. We sampled 5,297 stems in four distinct treatments, distributed in each fragment: fragment interiors; old (> 50 years) corner edge; old straight edge; and new (< 50 years) straight edge. Aboveground biomass (AGB) was estimated from tree height and diameter at breast height (DBH), and converted to carbon. C stock was highly variable between treatments, scoring from 6.61 Mg ha-1 up to 87.96 Mg ha-1 (average of 29.55 ± 14.97 Mg ha-1). Interior treatments had higher C stock, basal area, tree stem density and taller trees than edges. We found no significant effects of edge age or additive edge effects on C stocks. These results suggest that edge effects in the heavily-disturbed Atlantic rainforest may differ than those observed in more recently fragmented tropical forests, such as the Amazonian forest. In heavily human-modified landscapes, edge effects on tree mortality and reduction on AGB may contribute to overall higher levels of degradation across entire forest fragments, reducing the observed difference between edge and interior habitats, and suggesting that existing Amazonian forest models may underestimate the true impacts of tropical forest fragmentation for C storage.

As ondas de calor constituem sequências extremas de elevadas temperaturas que podem causar prejuízos biológicos, econômicos e sociais, desta forma demandando discussões em planejamentos estratégicos para a manutenção do funcionamento social. No entanto, inexistem trabalhos que as abordem historicamente em suas complexidades estatísticas, sinóticas e termodinâmicas em toda a extensão da América do Sul (AS), sendo os estudos ora restritivos no tempo, ora restritivos no espaço. Esta dissertação identifica e analisa as ondas de calor sobre a AS em suas distintas áreas de atuação regional, para um período de 30 anos, fazendo uso dos dados diários de reanálise do European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), com resolução de 0,75° na área delimitadas pelas coordenadas (60°S15°N) e (8530°W). Para isto adota um critério de identificação objetivo e consistente com a variabilidade da extensão temporal e da intensidade das anomalias positivas de temperaturas, discutindo os aspectos metodológicos não consensuais presentes na literatura. As ondas de calor foram agrupadas segundo os padrões de variabilidade guiados por fenômenos atmosféricos específicos, em uma nova técnica alternativa ao uso das Funções Ortogonais Empíricas, derivada dos mapas de correlações espaciais. Os resultados mostram que as ondas de calor acontecem em qualquer época do ano, preferencialmente no período climatológico de maiores temperaturas; além disso, sua frequência está aumentando com o passar dos anos na AS. Para completar, os mapas de composições das climatologias sinóticas permitem identificar sistemas meteorológicos específicos para cada uma das dez regiões homogêneas identificadas, alguns deles relacionados ao fenômeno El Niño Oscilação-Sul e a padrões determinados de circulação atmosférica, precipitação e Temperatura da Superfície do Mar. Tendo em vista a possibilidade de inclusão da mesma técnica aos estudos globais e para as ondas de frio, este trabalho se insere no início de uma vasta gama de estudos inter-relacionados, dentro do contexto das mudanças climáticas e de considerável interesse socioeconômico envolvido. / Heat waves constitute extreme sequences of high temperatures that can cause biological, economic, and social damages, thus requiring strategic planning discussion for social functioning maintenance. However, there are no papers addressing them from a historical point of view in their statistical, synoptic, and thermodynamic complexities throughout South America (SA), being the studies sometimes restrictive in time, and sometimes restrictive in space. This dissertation identifies and analyses the SA heat waves over their regional areas, for a period of 30 years, making use of reanalysis daily data of European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), with 0.75° resolution over the area delimited by the coordinates ranges (60°S15°N) and (8530°W). To do that, it adopts an objective identification criterion consistent with the variability of the temporal extension and the intensity of the positive anomalies of temperatures, discussing the nonconsensual methodological aspects present in the literature. The heat waves were grouped according to the variability patterns guided by specific atmospheric phenomena, in a new alternative technique to the use of the Empirical Orthogonal Functions, derived from the maps of spatial correlations. The results show that the heat waves happen at any time of the year, preferably in the climatic period of higher temperatures; in addition, its frequency is increasing over the years in AS. To complete, the correlation maps of synoptic climatology allow the identification of specific meteorological systems in each of the ten identified homogeneous region, some of them related with El Niño Southern Oscillation and with determined patterns of atmospheric circulation, precipitation, and Sea Surface Temperature. Considering the possibility of including the same technique in global studies and in the case of cold waves, this work is part of a wide range of interrelated studies within the context of climate change and considerable socioeconomic interest involved.

Nos últimos anos, tem-se observado que na RMSP o ozônio troposférico foi o poluente responsável pela maior parte das ultrapassagens dos padrões de qualidade do ar estabelecidos pela CETESB. Supõe-se que diferentes padrões atmosféricos possam interferir nas concentrações de ozônio, devido à influência na variabilidade da concentração de poluentes, já estudada, e devido ao fato deste poluente ser formado pela interação entre seus precursores e a radiação solar. Dados horários de ozônio, provenientes de 17 estações da rede de monitoramento de poluentes da CETESB, foram utilizados para a construção de séries de médias anuais, mensais e diárias. O ciclo sazonal médio do ozônio, para a região de estudo, indicou um máximo em meados da primavera e mínimo no final do outono, o que é fortemente influenciado pelo ciclo médio de radiação solar e cobertura de nuvens. As estações situadas em áreas com reduzida atividade urbana e longe do centro da mancha urbana apresentaram ciclo sazonal mais bem definido e concentrações sobremaneira mais altas, sugerindo que as concentrações absolutas e o ciclo sazonal do ozônio sejam influenciados pelo uso do solo no entorno da estação. Os meses com anomalias positivas e negativas intensas de ozônio foram selecionados, e as anomalias climáticas e os padrões atmosféricos predominantes em alguns destes meses foram analisados, em escala mensal e diária. Os resultados indicaram, na análise dos padrões atmosféricos mensais e de evolução diária, que as anomalias positivas de ozônio estiveram associadas a anomalias positivas de radiação solar e, negativas de umidade relativa, o que foi resultante da variabilidade dos sistemas atmosféricos atuantes em escala sinótica que contribuíam para o aumento da divergência em superfície, tais como os anticiclones na retaguarda de sistemas frontais, o anticiclone do Atlântico Sul, e VCANs provenientes do NE do Brasil. Para os meses com anomalias negativas, verificou-se maior frequência ou intensidade dos sistemas frontais, em comparação ao valor médio climatológico para a região, bem como anomalias positivas de nebulosidade e aumento da atividade convectiva, associada, algumas vezes, à ocorrência da ZCAS. Além disso, verificou-se que a maioria dos meses com anomalias negativas de ozônio foram também precedidos por meses com anomalias negativas, próximas de zero, ou períodos com tendência de queda da concentração. / In the past few years, tropospheric ozone has been noticed to exceed the states environmental agency (CETESB) air quality standards more than any other air pollutant in the Sao Paulo Metropolitan Area (SPMA), Brazil. Its assumed that different atmospheric patterns are responsible for different impacts on ozone concentrations, due to already known phenomena concerning atmospheric variability and air pollutants, but also to the fact that this specific pollutant is formed at surface level through interactions between its precursors and incoming shortwave solar radiation. Ozone hourly data from 17 CETESB air quality network stations were used to calculate annual, monthly and daily averages. The seasonal cycle observed for the area of study indicated a middle spring maximum and late autumn minimum, both visibly influenced by mean seasonal solar radiation and cloud covering cycles. Stations located in areas away from the urban center or with lesser urban activity showed a well characterized seasonal cycle and higher concentrations in general, thus suggesting that ozone absolute concentrations and its seasonal cycle are somewhat linked to the predominant land use in the stations surroundings. Months with intense positive and negative ozone anomalies were selected, and climatic anomalies and atmospheric patterns were evaluated in some of these months in the monthly and daily time scale. Results from the monthly atmospheric pattern analysis and daily variability analysis point out that positive ozone anomalies were associated with solar radiation positive anomalies and relative humidity negative anomalies, resulting from synoptic-scale variability of atmospheric systems that contributed to air divergence strengthening at surface level, such as high-latitude anticyclones that followed frontal systems, the Southern Atlantic semipermanent anticyclone and Upper Level Cyclonic Vortexes from Northeastern Brazil. For months displaying anomalous negative behaviour, a higher than average frequency or intensity of frontal systems was observed for the region, as well higher cloudiness and increased convective activity, sometimes associated with the ZCAS (Southern Atlantic Convergence Zone). Besides that, it was perceived that most months with ozone negative anomalies were preceded by months already showing negative anomalies, or either way, a decreasing tendency on concentrations.

As ondas de calor constituem sequências extremas de elevadas temperaturas que podem causar prejuízos biológicos, econômicos e sociais, desta forma demandando discussões em planejamentos estratégicos para a manutenção do funcionamento social. No entanto, inexistem trabalhos que as abordem historicamente em suas complexidades estatísticas, sinóticas e termodinâmicas em toda a extensão da América do Sul (AS), sendo os estudos ora restritivos no tempo, ora restritivos no espaço. Esta dissertação identifica e analisa as ondas de calor sobre a AS em suas distintas áreas de atuação regional, para um período de 30 anos, fazendo uso dos dados diários de reanálise do European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), com resolução de 0,75° na área delimitadas pelas coordenadas (60°S15°N) e (8530°W). Para isto adota um critério de identificação objetivo e consistente com a variabilidade da extensão temporal e da intensidade das anomalias positivas de temperaturas, discutindo os aspectos metodológicos não consensuais presentes na literatura. As ondas de calor foram agrupadas segundo os padrões de variabilidade guiados por fenômenos atmosféricos específicos, em uma nova técnica alternativa ao uso das Funções Ortogonais Empíricas, derivada dos mapas de correlações espaciais. Os resultados mostram que as ondas de calor acontecem em qualquer época do ano, preferencialmente no período climatológico de maiores temperaturas; além disso, sua frequência está aumentando com o passar dos anos na AS. Para completar, os mapas de composições das climatologias sinóticas permitem identificar sistemas meteorológicos específicos para cada uma das dez regiões homogêneas identificadas, alguns deles relacionados ao fenômeno El Niño Oscilação-Sul e a padrões determinados de circulação atmosférica, precipitação e Temperatura da Superfície do Mar. Tendo em vista a possibilidade de inclusão da mesma técnica aos estudos globais e para as ondas de frio, este trabalho se insere no início de uma vasta gama de estudos inter-relacionados, dentro do contexto das mudanças climáticas e de considerável interesse socioeconômico envolvido. / Heat waves constitute extreme sequences of high temperatures that can cause biological, economic, and social damages, thus requiring strategic planning discussion for social functioning maintenance. However, there are no papers addressing them from a historical point of view in their statistical, synoptic, and thermodynamic complexities throughout South America (SA), being the studies sometimes restrictive in time, and sometimes restrictive in space. This dissertation identifies and analyses the SA heat waves over their regional areas, for a period of 30 years, making use of reanalysis daily data of European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), with 0.75° resolution over the area delimited by the coordinates ranges (60°S15°N) and (8530°W). To do that, it adopts an objective identification criterion consistent with the variability of the temporal extension and the intensity of the positive anomalies of temperatures, discussing the nonconsensual methodological aspects present in the literature. The heat waves were grouped according to the variability patterns guided by specific atmospheric phenomena, in a new alternative technique to the use of the Empirical Orthogonal Functions, derived from the maps of spatial correlations. The results show that the heat waves happen at any time of the year, preferably in the climatic period of higher temperatures; in addition, its frequency is increasing over the years in AS. To complete, the correlation maps of synoptic climatology allow the identification of specific meteorological systems in each of the ten identified homogeneous region, some of them related with El Niño Southern Oscillation and with determined patterns of atmospheric circulation, precipitation, and Sea Surface Temperature. Considering the possibility of including the same technique in global studies and in the case of cold waves, this work is part of a wide range of interrelated studies within the context of climate change and considerable socioeconomic interest involved.

O aumento do cultivo do eucalipto na região Norte do país, causado pela maior procura dessa espécie florestal que é utilizada em diversos setores da economia. No Tocantins tem-se observado um crescente aumento da área plantada em especial do Eucaliptus urograndis. Nesse contexto torna-se pertinente a elaboração do zoneamento de aptidão agroclimática para a cultura da espécie Eucalyptus urograndis para o estado do Tocantins. Com base na análise dos dados climáticos, auxiliam na identificação de áreas com maior aptidão ao desenvolvimento da espécie. Contudo, com o advento das mudanças climáticas, essas regiões poderão sofrer variações de temperatura do ar e do volume de precipitação, de acordo com o apresentado pelo IPCC (2013). O referido trabalho buscou simular os efeitos das mudanças climáticas, elaborando zoneamentos agroclimáticos para a espécie E. urograndis no estado do Tocantins, levando em consideração os dados apresentados pelos modelos GFDL-CM3 e HadGEM2-ES/INPE e cenários de emissão otimista (RCP 2.6), intermediário (RCP 4.5) e pessimista (RCP 8.5), para o intervalo de anos de 2041 a 2060. Além disso, realizou-se um comparativo dos zoneamentos agroclimáticos dos cenários futuros por modelo com o do clima atual. Os resultados apontaram, que em todos cenários, existem uma baixa restrição com relação a precipitação, apresentando como maior problemática para o plantio a grande resistência térmica que a cultura apresenta no Estado, fazendo com que o déficit hídrico seja na maioria dos casos impróprio (inapto) ao plantio também. Dessa forma, nos três cenários apresentados, constatou-se a predominância da classe de aptidão “restrita”, mesmo em regiões onde historicamente tem crescido a potencialidade do plantio. Ao comparar com as condições atuais, pode-se observar que o estado do Tocantins passará por intensas restrições hídricas, com diminuição para quase zero de áreas “aptas” e “marginais”, e crescimento da classe “restrita” (para aproximadamente toda área do Estado) ao desenvolvimento do Eucalyptus urograndis no Tocantins. / The increased cultivation of eucalyptus in the northern region of the country, caused by the increased demand of this forest species that is used in various sectors of the economy. Tocantins has been a growing increase in planted Eucalyptus urograndis especially the area. In this context it is pertinent to the preparation of zoning agroclimatic suitability for growing species Eucalyptus urograndis for the state of Tocantins. Based on the analysis of climate data, help identify areas with higher fitness to the development of the species. However, with the advent of climate change, these regions may experience variations in air temperature and amount of rainfall, according to the presented by IPCC (2013). That study sought to simulate the effects of climate change, developing agroclimatic zoning for the species E. urograndis in the state of Tocantins, taking into account the data presented by models GFDL-CM3 and HadGEM2-ES / INPE and optimistic emission scenarios (RCP 2.6 ), intermediate (RCP 4.5) and pessimistic (RCP 8.5) for the range of years from 2041 to 2060. in addition, we performed a comparison of agroclimatic zoning of future scenarios for the model with the current climate. The results showed that in all scenarios, there are a low restriction regarding precipitation, presenting as most problematic for planting the great thermal resistance that culture has the state, causing the water deficit is unsuitable in most cases (unapt) planting too. Thus, in the three scenarios presented, it was found that the predominant class of "restrict" fitness, even in areas where historically has increased the potential of planting. By comparing with the current conditions, it can be seen that the state of Tocantins undergo intense water restrictions, decreasing to almost zero "apt" and "marginal" areas, and growth of "restrict" class (for about every area of the state) development of Eucalyptus urograndis in Tocantins.

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.