[pt] Para contribuir com a mitigação das mudanças climáticas, tecnologias com o intuito de promover a redução de emissões dos Gases de Efeito Estufa, como é o caso do dióxido de carbono, tem obtido grande destaque nas pesquisas ultimamente. Uma das alternativas para impedir que todo esse carbono seja liberado para a atmosfera é reinjetar o CO2 nos próprios reservatórios ou em outras formações geológicas próximas. Neste sentido, esta dissertação apresenta uma tecnologia relacionada à captura e armazenamento geológico de CO2 e avalia o processo de injeção de dióxido de carbono em aquíferos salinos. O principal objetivo é avaliar o processo de injeção de dióxido de carbono em aquíferos salinos de rochas carbonáticas, numa escala de tempo de três mil anos, para avaliar o aprisionamento do CO2 em suas diferentes formas, incluindo o armazenamento mineral. Tal estudo também considera na modelagem, as reações químicas entre os componentes na fase aquosa e a difusão molecular do dióxido de carbono na fase aquosa, assim como as reações químicas de dissolução e precipitação mineral. A partir das informações obtidas em literatura, estabeleceu-se as premissas para a simulação do caso base, e gerou-se casos derivados variando individualmente cada uma das seguintes propriedades: difusividade, salinidade, pH e temperatura, no qual avaliou-se a contribuição de cada uma delas nas diferentes formas de armazenamento do CO2. Por fim, concluiu-se que a mineralização do CO2 iniciou-se após aproximadamente 200 anos de simulação. No entanto, devido às lentas taxas da reação de precipitação mineral, a predominância do armazenamento do CO2 ainda foi na forma dissolvida. As propriedades variadas que contribuíram para o aumento do armazenamento mineral de CO2, que é considerada a forma mais estável, foram: menor fator de difusividade, maior salinidade do aquífero, pH básico (pH igual a 8,0) e maior temperatura. / [en] In order to contribute to climatic changes mitigation, technologies aiming the reduction of pollution gases emissions, such as carbon dioxide, have been highlighted in recent researches. One of the alternatives to prevent all this carbon from being released into the atmosphere is to reinject CO2 into reservoirs or in other nearby geological formations. In this sense, this work presents a technology related to the capture and geological storage of CO2 and evaluates the carbon dioxide injection process into saline aquifers. The main objective is to evaluate the carbon dioxide injection process in saline aquifers of carbonate rocks, in a time scale of three thousand years, to evaluate the storage mechanism of CO2 in its different forms, including mineral storage. Such study also considers in the modeling, the chemical reactions between the components in the aqueous phase and the molecular diffusion of the carbon dioxide in the aqueous phase, as well as the chemical reactions of mineral dissolution and precipitation. From the research made and the information gathered in the literature, the premises for the simulation of the base case were established, and derivative cases were generated by individually varying each of the following properties: diffusivity, salinity, pH and temperature, in which the contribution of each property was evaluated on the different CO2 storage forms. Finally, it was concluded that the injected CO2 mineralization process started after approximately 200 years of simulation. However, due to slow rates of the mineral precipitation, the CO2 storage in the dissolved form was still predominant. The different properties that contributed to increase the CO2 mineral storage, which is considered the more estable one, were: lower diffusivity factor, higher aquifer salinity, basic pH (pH equal to 8.0) and higher temperature.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:49:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 815766 bytes, checksum: bf680fb880109e605257b542185cf6cf (MD5) Previous issue date: 2008-07-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study investigates the relationship between agricultural yield and drought in the state of Minas Gerais. Climate changes have warned to possible increases in meteorological extremes worldwide, as well as have uncertainties on how the climatic events might change the environment and affect world agricultural production in the future. Meteorological data from 1973 to 2004 and data projected by the ECHAM5/MPI-OM model for 2008 to 2020 based upon the scenario A1B. During the period from 1973 to 2004, corn productivity data obtained from the IBGE was used and future productivity estimates were performed using the Agro-ecological Zone (AEZ) methodology. The Palmer drought severity index (PDSI) and the Z index were used in a regression model which considered productivity as a dependant variable and the indices as independent variables. The performance of these models was verified by the following statistical coefficients: determination coefficient (r2), root mean squared error (RMSE), mean absolute error (MAE) and the Willmott index of agreement (d). The results demonstrated variation in the observed productivity (IBGE data) were poorly explained by the PDSI and Z index, as all model predictions for the different regions presented agreement values less than 0.5 with the observed values as well as extremely low determination coefficient values. Scenario A1B illustrated Willmot agreement values ranging from 0.48 to 0.90 as well as slightly more significant r2 values. However, productivity estimated by the AEZ presented significant loss for the harvests of 2008/2009, 2009/2010, 2014/2015 and 2018/2019 due to the lack of water in the Triângulo/Alto Paranaíba, Central Mineira and Jequitinhonha regions. The drought index predictions show that when working alone, these indices have not proven to be efficient to evaluate variations in productivity. Further, since the AEZ methodology only considers water limitations and one of the great uncertainties in climate models is precipitation, these results do not spare the need for further studies with more complete productivity simulation models, evaluating with different emission scenarios and more adequate agricultural drought indices. / As mudanças climáticas trazem um alerta para um possível aumento de eventos meteorológicos extremos em todas as regiões do globo, sendo crescente a preocupação sobre como os elementos climáticos vão mudar o ambiente e afetar a produção das culturas agrícolas em todo o mundo. Com isso, este estudo investiga a relação entre a produtividade agrícola e a seca em algumas mesorregiões do estado de Minas Gerais, em cenários de mudanças climáticas. Foram utilizados os dados diários meteorológicos históricos do período de 1973 a 2004, e dados projetados pelo modelo ECHAM5/MPI-OM para o período de 2008 a 2020 para o cenário A1B. No período de 1973 a 2004 foram utilizados os dados de produtividade do milho do IBGE e para estimativas da produtividade futuras utilizou a metodologia da zona agroecológica (AEZ). Os índices de severidade de seca de Palmer (PDSI) e o índice Z foram utilizados em um modelo de regressão, que considera a produtividade a variável dependente e esses índices as variáveis independentes. O desempenho desses modelos foi verificado por meio das estatísticas: coeficiente de determinação (r2), raiz do erro quadrático médio (RMSE), erro absoluto médio (MAE) e índice de concordância de Willmott (d). Os resultados mostraram que as variações na produtividade observada (dados do IBGE) não foram bem explicadas pelos índices PDSI e o índice Z, com todos os modelos preditos para as diferentes mesorregiões apresentando menos de 0,5 de concordância com os valores observados e baixíssimos valores do coeficiente de determinação. Para o cenário A1B, os resultados do índice de concordância de Willmott variaram entre 0,48 a 0,90 e os valores de r2 foram um pouco mais significativos. Contudo, a produtividade estimada pela AEZ apresentou perdas significativas devido a limitações por água para os anos agrícolas de 2008/2009, 2009/2010, 2014/2015, 2018/2019 para as mesorregiões Triângulo/Alto Paranaíba, Central Mineira e Jequitinhonha. As predições do índice de seca indicam que quando empregados sozinhos, esses índices não se mostraram muito eficientes para avaliar a variabilidade da produtividade. Além disso, como a metodologia AEZ considera apenas limitações por água e uma das grandes incertezas nos modelos de clima futuro é a precipitação, esses resultados não dispensam a necessidade de estudos posteriores, com modelos de simulações de produtividade mais completos, avaliação com diferentes cenários de emissões e índices mais adequados para seca agrícola.

Submitted by Daniel Sá Freire Lamarca null (lamarca@tupa.unesp.br) on 2018-02-09T19:45:37Z No. of bitstreams: 1 DanielSáFreireLamarca_PGAD_TUPA_Fevereiro2018.pdf: 7671699 bytes, checksum: 7305fc2a924f704e4998cceec38440da (MD5) / Approved for entry into archive by Eliana Katia Pupim (katiapupim@tupa.unesp.br) on 2018-02-12T09:08:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lamarca_dsf_me_tupa.pdf: 7671699 bytes, checksum: 7305fc2a924f704e4998cceec38440da (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-12T09:08:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lamarca_dsf_me_tupa.pdf: 7671699 bytes, checksum: 7305fc2a924f704e4998cceec38440da (MD5) Previous issue date: 2018-02-01 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A temperatura da superfície do planeta vem aumentando no decorrer dos anos. O Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC) reúne pesquisadores de diversos países e áreas de atuação, tendo como objetivo gerar e organizar as informações formulando cenários futuros de variação de temperatura e precipitação, para que seja possível projetar os possíveis impactos socioeconômicos e ambientais. A agropecuária é um dos setores mais influenciado pelas variações do clima (temperatura e precipitação), visto que os processos de produção agrícola e de produção animal, para cada espécie, possuem faixas ideais de condições ambientais para obter níveis de produção adequados. Na produção de ovos de poedeiras, verifica-se que as mudanças climáticas atingirão o sistema de produção, sendo destaque a mortalidade das aves por ondas de calor. Diante do contexto apresentado, o objetivo geral dessa pesquisa foi desenvolver um sistema fuzzy para previsão de mortalidade de poedeiras e simular cenários futuros baseados na previsão de mudanças climáticas para a região de Bastos-SP, de acordo com o relatório AR5 do IPCC. O modelo de previsão de mortalidade foi baseado em sistema fuzzy e possui como variáveis de entrada: duração da onda de calor (em dias), a temperatura máxima (ºC) e a idade da ave (em semanas) e como única variável de saída a mortalidade (nível de mortalidade). O sistema fuzzy de previsão de mortalidade foi construído a partir de dados e informações presentes na literatura e apresentou um bom nível de predição em termos de acurácia. O sistema obteve uma média 75,48% de taxa de acurácia entre os 25 aviários de duas granjas analisados durante seu processo de validação. A capacidade de predição do sistema apontou uma taxa de acurácia do sistema que variou entre 50% e 100%. Os resultados da pesquisa para projeções climáticas apontam que mesmo nos cenários otimistas do IPCC, segundo as previsões do sistema fuzzy construído, que haverá aumento preocupante de taxa de mortalidade de poedeiras para a região de Bastos-SP. / The surface temperature of the planet has been increasing over the years. The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) brings together researchers from different countries and areas of action, with the objective of generating and organizing information by formulating future scenarios of temperature variation and precipitation, so that it is possible to design possible socioeconomic and environmental impacts. Agriculture is one of the sectors most influenced by climatic variations (temperature and precipitation), since the agricultural production and animal production processes, for each species, have ideal ranges of environmental conditions to obtain adequate levels of production. In the production of eggs of laying hens, it is verified that the climatic changes will reach the system of production, being emphasized the mortality of birds by heat waves. In view of the presented context, the general objective of this research was to develop a fuzzy system to predict mortality of laying hens and to simulate future scenarios based on the prediction of climatic changes for the Bastos-SP region, according to the IPCC report AR5. The model of mortality prediction was based on fuzzy system and has as entry variables: heat wave duration (in days), maximum temperature (ºC) and bird age (in weeks) and as the only output variable a mortality (level of mortality). The fuzzy system of mortality prediction was constructed from data and information present in the literature and presented a good level of prediction in terms of accuracy. The system obtained an average 75.48% accuracy rate among the 25 aviaries from two farms analyzed during its validation process. The system prediction capability showed a system accuracy rate ranging from 50% to 100%. The results of the research for climatic projections show that even in the optimistic scenarios of the IPCC, according to the fuzzy system constructed, there will be a worrying increase in the mortality rate of laying hens for the region of Bastos-SP. / CAPES - DEMANDA SOCIAL: 367/16 / FAPESP: 2016/25464-8

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Recentes observações satelitais têm demonstrado um aumento na extensão total do gelo marinho Antártico e redução do gelo marinho no Ártico. Apesar destas constatações, no Oceano Sul análises regionais apontam tendências negativas nos mares de Bellingshausen-Amundsen e positivas no mar de Ross, enquanto que para o Ártico ocorrer uma redução uniforme do gelo marinho. Neste estudo, foi realizada uma análise multivariada para identificar as mudanças na extensão do gelo marinho Antártico e Ártico em resposta à variabilidade de um conjunto de forçantes/parâmetros/índices climáticos de reconhecida importância em escala global. Especificamente, as associações entre o gelo marinho e os parâmetros e forçantes climáticos foram examinadas através da correlação linear e da análise de agrupamento. Diferentes respostas em diferentes setores foram examinadas e discutidas. Os resultados indicam que a variabilidade do gelo marinho Antártico e Ártico é um fenômeno multivariado e que a extensão de gelo marinho mínima, média e máxima podem apresentar diferentes padrões espaciais e responderem a diferentes conjuntos de parâmetros e forçantes climáticos. Foi identificado um significativo impacto de forçantes/parâmetros/índices climáticos sobre o gelo marinho no Oeste Antártico. No hemisfério Norte o aumento da temperatura média global e do CO2 atmosférico são os principais responsáveis pela redução na extensão do gelo marinho. / Recent satellite observations have shown an increase in the total extent of Antarctic sea ice and a reduction of sea ice in the Arctic. Despite these findings, regional analyses in the Southern Ocean indicates negative trends in the Bellingshausen-Amundsen Sea and positive trends in the Ross Sea, while in the Arctic seems to occur a uniform reduction of sea ice. In this study, mutivariate analysis was performed to identify changes in Antarctic sea ice in response to changes in a set of climate forcings/parameters/indices. More specifically, the relationships between sea ice and climate forcings and parameters were examined by linear correlation and cluster analysis. Different responses in different sectors were examined and discussed. The findings indicate that Antarctic sea ice variability is a multivariate phenomenon and that the minimum, maximum, and mean sea ice extent depicts different spatial pattern and may respond to a different set of climate forcings/parameters/indices. A significant impact of climate forcings/parameters/indices occurs over western Antarctic. In the northern hemisphere the increase in global mean temperature and atmospheric CO2 seems to be the major responsible for the reduction in sea ice extent.

This thesis was made in co-operation with international project M00080- EUS-AT-SUKI Sustainable Kitchen, which is focused to make an inquiry of total emissions of carbon dioxide producted by catering estabilishments and finds possibilities of reducing these emissions. The thesis deals with an emission?s contamination of wheat flour and bread. Informations and data about agriculture, processing and transport of chosen commodities were collected from questionaires and scientific literature. The emission?s contamination of equivalent CO2 per kilogram of particular products and commodities was worked out from data and informations of the Ecoinvent database. The comparision between systems of management and regionality (ie. whether products are imported or local) is included. The main aim of this thesis was to prove whether the consumation of products from organic or conventional farming is environmentally more beneficial, the same comparision were made between regional or imported products

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-05-08T13:39:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) tese_doutorado_keyla_alencar_corrigido.pdf: 4259978 bytes, checksum: 96a2f04485b9fd7893d2140badf07cbe (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-08T13:39:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) tese_doutorado_keyla_alencar_corrigido.pdf: 4259978 bytes, checksum: 96a2f04485b9fd7893d2140badf07cbe (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / FACEPE / A pesquisa aqui presente visou compreender os aspectos das mudanças ambientais (climática e da cobertura vegetal), e os impactos e vulnerabilidades produzidas por tais mudanças na Bacia Hidrográfica do Rio Moxotó, que se encontra localizada no semiárido pernambucano. Para análise das mudanças ambientais foram utilizadas a técnica de análise de tendência de precipitação Mann-Kendall, aplicada a uma série de dados de 84 anos extraídos de 38 estações meteorológicas, e para análise espaço-temporal das mudanças da cobertura vegetal a técnica NDVI utilizando imagens satelitais Landsat 5 e 7. Com base nos dados obtidos a partir dessas técnicas, observaram-se os impactos e também serviram para compor como indicadores na construção do índice de vulnerabilidade às mudanças climáticas. O resultado da análise de tendência de precipitação apresentou que as tendências na área da bacia não são homogenias; e que o resultado referente à análise do comportamento da cobertura vegetal demonstra que a vegetação nativa apresenta-se mais conservadas nas áreas de altitudes mais elevadas e nas áreas de morros testemunhos e relevos residuais da bacia sedimentar do Jatobá. Para construção do índice de vulnerabilidade às mudanças climáticas foram selecionados indicadores tomando como critério de seleção a relação conceitual \cientifica que cada um destes possuía com as mudanças climáticas e a área de estudo. Assim foram selecionados indicadores de caráter social, econômico e físico que foram agrupados em três subíndices (exposição, sensibilidade e capacidade adaptativa), onde cada um desses subíndices representava a variabilidade climática e as mudanças na cobertura vegetal, as vulnerabilidades sociais e econômicas e os aspectos positivos que favorecem a adaptação às mudanças ambientais, respectivamente. Dentre os resultados gerados pelos subíndices e índice final, observou-se que os municípios em situação mais grave são Jatobá, Ibimirim e Tupanatinga, que apresentaram os níveis mais elevados de vulnerabilidades ás mudanças climáticas. A partir de todos os resultados e análises apresentados fica evidente a importância dos estudos de vulnerabilidades sociais e ambientais como recursos para o entendimento dos efeitos das mudanças climáticas sobre sistemas sociais e ambientais. / This research aimed to understand environmental changes aspects (climate and vegetation cover), and the impacts and vulnerabilities produced by those changes in Moxotó watershed, located in semiarid. In order to investigate the environmental changes, Mann-Kendall trends test was applied to analyze precipitation trends by using a series of 84-year data obtained from 38 meteorological stations, and to evaluate space-temporal changes in vegetation cover NDVI method was used through Landsat 5 and 7 imagery. The data provided by these methods permitted to observe the impacts and served as indicators of climate change vulnerability index. The results of Mann-Kendall test showed that trends of precipitation in Moxotó watershed are not homogeneous; and the analysis of vegetation cover behavior demonstrates that native vegetation is well-preserved in higher altitude areas and residual landforms of Jatobá sedimentary basin. Indicators used to construct the climate changes vulnerabilities index were selected trough their conceptual/scientific relation between climate changes and the study area. Therefore, social, economic and physical indicators were selected and clustered in three sub- indexes (exposure, sensibility and adaptive capacity), each one represented the climate variability and changes in vegetation cover, social and economic vulnerabilities and positive aspects that favors adaptation to climate change, respectively. The outcomes obtained through the sub-indexes and final index presented that Jatobá, Ibimirim and Tupanatinga municipalities presented the highest vulnerability levels to climate changes. Based on the results and analysis mentioned, became evident the importance of researches in social and environmental vulnerabilities issues to support the understanding of climate changes effects on social and environmental systems.

Esta dissertação trata da história e características do Protocolo de Kyoto (PK), seguido do estudo do valor, das perspectivas e da efetividade do Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL), definido pelo Artigo 12 daquele Protocolo à Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima (CQNUMC). Nesse propósito, foram desenvolvidas análises conceituais das pretensões, possibilidades, valor e mesmo das equivocações do MDL. A grande importância desse instrumento acaba demonstrada que não é o seu objetivo primeiro, de auxilio nos compromissos dos países desenvolvidos (PDs), mas sim as diversas vantagens que promove para os países em desenvolvimento (PEDs). Esse instrumento de flexibilização, que foi concebido para auxiliar o cumprimento das obrigações (redução das emissões de CO2) dos países desenvolvidos (PDs) no Protocolo, pode ir muito além, com projetos de desenvolvimento sustentável (social, econômico, étnico, cultural, técnico e ambientalmente) adequados e favorável aos PEDs. Seus projetos podem e deve travar um bom combate à pobreza, o que garante também um avanço correto na perseguição do controle das causas e efeitos das mudanças climáticas. O MDL permeia todas essas questões e constitui o instrumento já presente e de conscientização, para trazer a necessária capacidade financeira e tecnológica do Norte ao encontro do Sul para que todas essas pretensões possam ocorrer. / This paper deals with the history and characteristics of the Kyotos Protocol (KP), followed by the values study about the prospects and effectiveness of the Clean Development Mechanism (CDM), as defined by the 12th Article of the Protocol to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC). In this purpose, conceptual analyses were developed about the objectives, possibilities, values and even mistakes of the CDM. The great importance of this instrument had been demonstrated that it is not its first objective to help the commitments of the developed countries, but the many advantages that promotes to the developing countries. This instrument of facility, which was conceived to assist the fulfillment of the obligations (reducing CO2 emissions) of developed countries in the Protocol, can go far beyond, with sustainable development projects (social, economic, ethnic, cultural, technical and environmentally) appropriated and favorable to developing countries. Their projects can and should fight against poverty, which also ensures a correct advance in pursuit of the causes and effects control of the climatic changes. The CDM permeates all these issues and is the instrument already present and of awareness, to bring the necessary financial and technological capacity from the North to the South, allowing these claims occur.

Orientador: Lucí Hidalgo Nunes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-23T21:54:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_RobsonBonifacioda_D.pdf: 6056726 bytes, checksum: 7547f0a180af9da5eb42bba99490c165 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Urbanização e vulnerabilidade na perspectiva das mudanças climáticas foram os elementos centrais desta pesquisa, que se desenvolveu a partir da avaliação de três municípios litorâneos que compõem a dinâmica Região Metropolitana da Baixada Santista: Santos, Praia Grande e Peruíbe. Perfis de vulnerabilidade em bairros de expansão urbana dos três municípios foram construídos, considerando as qualidades intrínsecas das pessoas e dos domicílios e os recursos disponíveis que podem ser mobilizados em situações de enfrentamento dos perigos. Procurou, ainda, relacionar tais perfis aos riscos e perigos que as mudanças climáticas podem intensificar, destacando o papel desses bairros na dinâmica socioespacial do município, analisando as características sociais, econômicas e demográficas da população. Para o delineamento dos perfis foram utilizados os dados da amostra do Censo Demográfico de 2010 e o método Grade of Membership (GoM). Os perfis de vulnerabilidade permitiram avaliar como os chefes dos domicílios podem mobilizar recursos em situações de enfrentamento dos perigos e demonstrar as maiores dificuldades nessa mobilização. Em relação às características físicas dos domicílios e às condições de infraestrutura e acesso aos serviços básicos, constatou-se ausência das condições de urbanidade em todas as áreas analisadas, mesmo naquelas consideradas "nobres". Assim, discutiu-se como as áreas de expansão urbana potencializariam tais problemas, ocasionando mais e maiores situações de risco para a população, e o papel da grande variedade das características demográficas, sociais e econômicas dos chefes dos domicílios dessas áreas / Abstract: Urbanization and vulnerability in the perspective of climate change were the central elements of this research, which evaluated three coastal municipalities which belong to the dynamic Metropolitan Region of Baixada Santista: Santos, Praia Grande and Peruíbe. Vulnerability profiles in neighborhoods of urban expansion in the three municipalities were built considering the intrinsic qualities of the people and resources that can be mobilized in dangerous situations. The study also aimed to relate these profiles to the risks and hazards that climate change might intensify, highlighting the role of these neighborhoods in the socio-spatial dynamic of the municipalities, analyzing the social, economic and demographic characteristics of the population. The profiles' descriptions were based on the 2010 Demographic Census and the "Grade of Membership" (GoM) . Vulnerability profiles enabled both to assess how households can mobilize resources while facing dangerous situations (hazards) and to show the major difficulties concerning such mobilization. In relation to the physical characteristics of the households and to the access to infrastructure and basic public services, it was notice the lack of urbanity conditions in the bulk of the areas, even those considered "noble". Thus, it was discussed how the urban expansion areas could intensify such problem, causing more and stronger risk to the population, and the role of the wide variety of demographic, social and economic characteristics of the households who live in these urban expansion areas / Doutorado / Análise Ambiental e Dinâmica Territorial / Doutor em Geografia

Les écosystèmes marins sont soumis à des changements environnementaux rapides sous l’impact des pressions anthropiques croissantes qui menacent la persistance des espèces et des populations locales. Comprendre les effets de la variabilité génétique et des capacités de dispersion sur la persistance des espèces marines, est donc un enjeu majeur pour la conservation de la biodiversité. Mes travaux de doctorat répondent ainsi à deux objectifs principaux : (i) évaluer la distribution spatiale et les déterminants de la variation génétique de populations de poissons marins côtiers (ii) estimer les réponses des populations aux changements climatiques afin de mieux comprendre leur capacité de persistance.J’ai d’abord montré, à partir d’une synthèse bibliographique réalisée sur 31 espèces de poissons méditerranéens, que les traits écologiques liés à la mobilité et à la taille des populations influencent fortement le niveau de diversité génétique intra-populationnelle des espèces. Ensuite, j’ai étudié les déterminants de la variation génétique spatiale à partir des données récoltées sur 727 individus de rouget de roche (Mullus surmuletus) issus de 72 sites autour la Mer Méditerranée et regroupés en 47 groupes génotypés pour 1153 marqueurs SNP. Des analyses de génétique du paysage ont montré que la dispersion larvaire structure la variation génétique de l’espèce à moyenne et petite échelle spatiale (<1 000km), alors que l’isolement géographique, possiblement dû à l’histoire démographique des populations ou à l’adaptation, est le principal facteur structurant à plus large échelle. Finalement, l’étude de la variation génétique adaptative de M. surmuletus réalisée à l’aide d’un criblage génomique a mis en évidence une potentielle réponse adaptative de l’espèce au gradient Est-Ouest de salinité en Méditerranée.Dans un second temps, un modèle démo-génétique simulant la dynamique et la résilience des populations de coraux dans l’Indopacifique a montré qu’un mécanisme de « sauvetage évolutif » permet aux génotypes adaptés aux eaux les plus chaudes de diffuser entre les populations grâce à la connectivité larvaire. Ce mécanisme favorise la persistance des populations en permettant leur adaptation à des changements environnementaux qui conduiraient sans cela à des déclins, voir des extinctions locales.Finalement, l’ensemble de ces travaux ont mis en évidence la nécessité de considérer la connectivité et le potentiel évolutif des espèces dans les stratégies de conservation, afin de maximiser leur capacité de résilience et de persistance à long terme en dépit des crises environnementales de plus en plus prononcées. / World marine ecosystems are experiencing unprecedented anthropic pressures inducing rapid environmental changes that threaten the persistence of wild species and their local populations. Hence, understanding the effects of genetic variability and dispersal capacities on marine population persistence is a key issue for the conservation of biodiversity. My PhD work had two main objectives: (i) evaluate the spatial distribution and drivers of genetic variation across coastal marine fish populations, and (ii) estimate the response of populations to climate changes in order to better understand their ability to persist.First, by performing a synthesis of published literature on 31 Mediterranean fish species, I showed that ecological traits related to mobility and population size strongly influence the level of within-population genetic diversity across species. Then, I studied the drivers of spatial genetic variation using genetic data from 727 individuals of the stripped red-mullet (Mullus surmuletus) collected in 72 sites around the Mediterranean Sea, and grouped into 47 pools genotyped for 1153 single nucleotide polymorphism (SNP) markers. Seascape genetic analyses showed that larval dispersal predominantly structures M. surmuletus genetic variation at intermediate and local spatial scales (<1000 km), whereas geographic isolation, due to population demographic history or adaptation, is the main driver at larger spatial scale. Lastly, studying the adaptive genetic variation of M. surmuletus using genome scan revealed a potential adaptive response of this species to the East-West gradient in salinity across the Mediterranean Sea.Subsequently, using a demo-genetic model to simulate coral population dynamics and resilience across the Indo-pacific corals, I showed that the process of ‘evolutionary rescue’ can help genotypes adapted to warm ocean waters to move and migrate between populations thanks to larval connectivity. Evolutionary rescue can thus promote the persistence of populations by allowing them to adapt to environmental changes that would otherwise lead to population declines or even local extinctions.Finally, all of these results highlighted the need to better consider connectivity and the evolutionary potential of species in conservation strategies, in order to maximize their resilience capacity and long-term persistence in the face of more severe environmental crises.

Klimatförändringarna i Arktis sker i en snabbare takt än någon annanstans på jorden. I regionen är det framförallt havsisens utbredning som drabbas, vilken har minskat med 3.8 % av medelstorleken per decennium under åren 1979-2012. För att klimatmodellerna ska kunna göra så bra beräkningar som möjligt av det framtida klimatet behövs mer observationsdata och bättre förståelse av Arktis klimatsystem. Det arktiska klimatet är komplext, svåråtkomligt för observationer och därför mindre utforskat än klimatsystemen på resten av jorden. Detta gör att klimatmodellerna i nuläget har begränsningar för regionen. De arktiska molnen utgör en osäker faktor i sammanhanget. Molnen är en viktig del i strålningsbalansen och har en stark korrelation med havsisen. De arktiska molnen har en tydlig säsongsvariation med mer molnighet sommartid än under vinterhalvåret. Detta gör att molnen över Arktis till skillnad från i jordens övriga regioner har en totalt sett värmande effekt alla årstider förutom sommaren. Forskarna är även överens om att mer observationsdata och kunskap behövs inom området, vilket skulle förbättra klimatmodellerna och öka kunskapen kring korrelationen mellan molnen och den arktiska havsisen. / In the Arctic the climate changes faster than anywhere on the planet. It is especially the expansion of the sea ice that is affected. Over the years 1979-2012, the annual average extent of the Arctic sea ice has been reduced with 3.8 % per decade. In order for climate models to make the best possible calculations of the future climate, more observation data and better understanding of the Arctic climate system are needed. The Arctic climate is complex, difficult to reach for observations and therefore less explored than the climate systems in the rest of the world. This means that climate models currently have limitations for the region. The Arctic clouds constitute an uncertain factor in this context. Clouds are an important part of the radiation balance and have a strong correlation with the sea ice. The Arctic clouds have a clear seasonal variation with more cloudiness in summer than during the winter. This makes the Arctic clouds, unlike in the rest of the world, to have a total warming effect all seasons except during the summer. The researchers also agree that more observation data and knowledge are needed for the area. It would improve climate models and expand the science about the correlation between the clouds and the Arctic sea ice.