Le changement climatique devrait induire une augmentation des précipitations pendant l'hiver et le printemps dans les régions tempérées et la côte nord de l'Europe. Dans les écosystèmes fluviaux, les précipitations affectent directement le débit des eaux courantes et les rivières subiront des crues plus sévères. En outre, la température de l'air et de l'eau augmenteront à travers le monde. Ces nouvelles conditions environnementales vont avoir des conséquences sur la phénologie des espèces et les interactions prédateurs/proies. Les jeunes truites fario (Salmo trutta L.) commencent leur alimentation exogène en mars/avril. Cette étape critique de leur cycle de vie induit d’importants changements aussi bien physiologiques que comportementaux. Pour permettre un bon développement des individus et un taux de survie élevé, les proies doivent être disponibles et abondantes, en particulier à ce moment de l’ontogénèse où les juvéniles sont vulnérables au manque de nourriture et à la prédation. Des expériences en milieux contrôlés ont été menées pour quantifier la sensibilité à différentes modalités de vitesses de courant de trois espèces d’invertébrés couramment consommées par les salmonidés et pour évaluer l’effet de la température sur le métabolisme d’alevins en situation de jeûne. Des expériences en milieu semi-naturel ont été mises en place pour mieux comprendre les effets d’une crue sur la communauté d’invertébrés et sur la survie, le comportement et la croissance des alevins en première alimentation. Il apparaît que la crue impacte différemment les truites en fonction du moment de la saison auquel elles commencent à s’alimenter (au début ou à la fin du printemps) et de la productivité du système. / Global Climate Change will increase precipitations in the temperate and Northern coast of Europe during winter and spring. In riverine ecosystems, precipitation affects directly the discharge of running waters and, thus, it is predicted that streams will face more severe floods. Additionally, air and water temperature will increase all over the world. These new environmental conditions can alter the phenology of species and predator/prey interactions. Newborns of brown trout (Salmo trutta L.) start their exogenous feeding in March/April. This stage is a critical step as individuals undergo huge physiological and behavioral changes. To allow a good development and a high survival rate, prey has to be abundant, particularly during early ontogenesis when they are most vulnerable to food scarcity and predation. In this thesis, experiments in controlled-environment were conducted to estimate the effect of water velocity on the preferred prey taxa for salmonids and to understand the effect of temperature on the metabolism of alevins facing starvation. Experiments in semi-natural conditions were set up to better understand the effects of floods on invertebrate communities and on survival, behavior and growth of first-feeding alevins. Our data support that floods affect trout differently depending on when they start feeding (early or late spring) and the availability of prey in their environment.

A teoria do valor extremo é aplicada em áreas de pesquisa tais como hidrologia, estudos de poluição, engenharia de materiais, controle de tráfego e economia. A distribuição valor extremo ou Gumbel é amplamente utilizada na modelagem de valores extremos de fenômenos da natureza e no contexto de análise de sobrevivência para modelar o logaritmo do tempo de vida. A modelagem de valores extremos de fenômenos da natureza tais como velocidade de vento, nível da água de rio ou mar, altura de onda ou umidade é importante em estatística ambiental pois o conhecimento de valores extremos de tais eventos é crucial na prevenção de catátrofes. Ultimamente esta teoria é de particular interesse pois fenômenos extremos da natureza têm sido mais comuns e intensos. A maioria dos artigos sobre teoria do valor extremo para modelagem de dados considera amostras de tamanho moderado ou grande. A distribuição Gumbel é frequentemente incluída nas análises mas a qualidade do ajuste pode ser pobre em função de presença de ouliers. Investigamos modelagem estatística de eventos extremos com base na teoria de valores extremos. Consideramos um modelo de regressão valor extremo introduzido por Barreto-Souza & Vasconcellos (2011). Os autores trataram da questão de corrigir o viés do estimador de máxima verossimilhança para pequenas amostras. Nosso primeiro objetivo é deduzir ajustes para testes de hipótese nesta classe de modelos. Derivamos a estatística da razão de verossimilhanças ajustada de Skovgaard (2001) e cinco ajustes da estatística da razão de verossimilhanças sinalizada, que foram propostos por Barndorff-Nielsen (1986, 1991), DiCiccio & Martin (1993), Skovgaard (1996), Severini (1999) e Fraser et al. (1999). As estatísticas ajustadas são aproximadamente distribuídas como uma distribuição $\\chi^2$ e normal padrão com alto grau de acurácia. Os termos dos ajustes têm formas compactas simples que podem ser facilmente implementadas em softwares disponíveis. Comparamos a performance do teste da razão de verossimilhanças, do teste da razão de verossimilanças sinalizada e dos testes ajustados obtidos neste trabalho em amostras pequenas. Ilustramos uma aplicação dos testes usuais e suas versões modificadas em conjuntos de dados reais. As distribuições das estatísticas ajustadas são mais próximas das respectivas distribuições limites comparadas com as distribuições das estatísticas usuais quando o tamanho da amostra é relativamente pequeno. Os resultados de simulação indicaram que as estatísticas ajustadas são recomendadas para inferência em modelo de regressão valor extremo quando o tamanho da amostra é moderado ou pequeno. Parcimônia é importante quando os dados são escassos, mas flexibilidade também é crucial pois um ajuste pobre pode levar a uma conclusão completamente errada. Uma revisão da literatura foi feita para listar as distribuições que são generalizações da distribuição Gumbel. Nosso segundo objetivo é avaliar a parcimônia e flexibilidade destas distribuições. Com este propósito, comparamos tais distribuições através de momentos, coeficientes de assimetria e de curtose e índice da cauda. As famílias mais amplas obtidas pela inclusão de parâmetros adicionais, que têm a distribuição Gumbel como caso particular, apresentam assimetria e curtose flexíveis enquanto a distribuição Gumbel apresenta tais características constantes. Dentre estas distribuições, a distribuição valor extremo generalizada é a única com índice da cauda que pode ser qualquer número real positivo enquanto os índices da cauda das outras distribuições são zero. Observamos que algumas generalizações da distribuição Gumbel estudadas na literatura são não identificáveis. Portanto, para estes modelos a interpretação e estimação de parâmetros individuais não é factível. Selecionamos as distribuições identificáveis e as ajustamos a um conjunto de dados simulado e a um conjunto de dados reais de velocidade de vento. Como esperado, tais distribuições se ajustaram bastante bem ao conjunto de dados simulados de uma distribuição Gumbel. A distribuição valor extremo generalizada e a mistura de duas distribuições Gumbel produziram melhores ajustes aos dados do que as outras distribuições na presença não desprezível de observações discrepantes que não podem ser acomodadas pela distribuição Gumbel e, portanto, sugerimos que tais distribuições devem ser utilizadas neste contexto. / The extreme value theory is applied in research fields such as hydrology, pollution studies, materials engineering, traffic management, economics and finance. The Gumbel distribution is widely used in statistical modeling of extreme values of a natural process such as rainfall and wind. Also, the Gumbel distribution is important in the context of survival analysis for modeling lifetime in logarithmic scale. The statistical modeling of extreme values of a natural process such as wind or humidity is important in environmental statistics; for example, understanding extreme wind speed is crucial in catastrophe/disaster protection. Lately this is of particular interest as extreme natural phenomena/episodes are more common and intense. The majority of papers on extreme value theory for modeling extreme data is supported by moderate or large sample sizes. The Gumbel distribution is often considered but the resulting fit may be poor in the presence of ouliers since its skewness and kurtosis are constant. We deal with statistical modeling of extreme events data based on extreme value theory. We consider a general extreme-value regression model family introduced by Barreto-Souza & Vasconcellos (2011). The authors addressed the issue of correcting the bias of the maximum likelihood estimators in small samples. Here, our first goal is to derive hypothesis test adjustments in this class of models. We derive Skovgaard\'s adjusted likelihood ratio statistics Skovgaard (2001) and five adjusted signed likelihood ratio statistics, which have been proposed by Barndorff-Nielsen (1986, 1991), DiCiccio & Martin (1993), Skovgaard (1996), Severini (1999) and Fraser et al. (1999). The adjusted statistics are approximately distributed as $\\chi^2$ and standard normal with high accuracy. The adjustment terms have simple compact forms which may be easily implemented by readily available software. We compare the finite sample performance of the likelihood ratio test, the signed likelihood ratio test and the adjusted tests obtained in this work. We illustrate the application of the usual tests and their modified versions in real datasets. The adjusted statistics are closer to the respective limiting distribution compared to the usual ones when the sample size is relatively small. Simulation results indicate that the adjusted statistics can be recommended for inference in extreme value regression model with small or moderate sample size. Parsimony is important when data are scarce, but flexibility is also crucial since a poor fit may lead to a completely wrong conclusion. A literature review was conducted to list distributions which nest the Gumbel distribution. Our second goal is to evaluate their parsimony and flexibility. For this purpose, we compare such distributions regarding moments, skewness, kurtosis and tail index. The larger families obtained by introducing additional parameters, which have Gumbel embedded in, present flexible skewness and kurtosis while the Gumbel distribution skewness and kurtosis are constant. Among these distributions the generalized extreme value is the only one with tail index that can be any positive real number while the tail indeces of the other distributions investigated here are zero. We notice that some generalizations of the Gumbel distribution studied in the literature are not indetifiable. Hence, for these models meaningful interpretation and estimation of individual parameters are not feasible. We select the identifiable distributions and fit them to a simulated dataset and to real wind speed data. As expected, such distributions fit the Gumbel simulated data quite well. The generalized extreme value distribution and the two-component extreme value distribution fit the data better than the others in the non-negligible presence of outliers that cannot be accommodated by the Gumbel distribution, and therefore we suggest them to be applied in this context.

Nos últimos 30 anos, a área de aprendizagem de máquina desenvolveu-se de forma comparável com a Física no início do século XX. Esse avanço tornou possível a resolução de problemas do mundo real que anteriormente não poderiam ser solucionados por máquinas, devido à dificuldade de modelos puramente estatísticos ajustarem-se de forma satisfatória aos dados de treinamento. Dentre tais avanços, pode-se citar a utilização de técnicas de aprendizagem de máquina na área de Química Medicinal, envolvendo métodos de análise, representação e predição de informação molecular por meio de recursos computacionais. Os dados utilizados no contexto biológico possuem algumas características particulares que podem influenciar no resultado de sua análise. Dentre estas, pode-se citar a complexidade das informações moleculares, o desbalanceamento das classes envolvidas e a existência de dados incompletos ou rotulados de forma incerta. Tais adversidades podem prejudicar o processo de identificação de compostos candidatos a novos fármacos, se não forem tratadas de forma adequada. Neste trabalho, foi abordada uma técnica de aprendizagem de máquina semi-supervisionada capaz de reduzir o impacto causado pelo problema da incerteza na rotulação dos dados, aplicando um método para estimar rótulos mais confiáveis para os compostos químicos existentes no conjunto de treinamento. Na tentativa de evitar os efeitos causados pelo desbalanceamento dos dados, foi incorporada ao processo de estimação de rótulos uma abordagem sensível ao custo, com o objetivo de evitar o viés em benefício da classe majoritária. Após o tratamento do problema da incerteza na rotulação, classificadores baseados em Máquinas de Aprendizado Extremo foram construídos, almejando boa capacidade de aproximação em um tempo de processamento reduzido em relação a outras abordagens de classificação comumente aplicadas. Por fim, o desempenho dos classificadores construídos foi avaliado por meio de análises dos resultados obtidos, confrontando o cenário com os dados originais e outros com as novas rotulações obtidas durante o processo de estimação semi-supervisionado / In the last 30 years, the area of machine learning has developed in a way comparable to Physics in the early twentieth century. This breakthrough has made it possible to solve real-world problems that previously could not be solved by machines because of the difficulty of purely statistical models to fit satisfactorily with training data. Among these advances, one can cite the use of machine learning techniques in the area of Medicinal Chemistry, involving methods for analysing, representing and predicting molecular information through computational resources. The data used in the biological context have some particular characteristics that can influence the result of its analysis. These include the complexity of molecular information, the imbalance of the classes involved, and the existence of incomplete or uncertainly labeled data. If they are not properly treated, such adversities may affect the process of identifying candidate compounds for new drugs. In this work, a semi-supervised machine learning technique was considered to reduce the impact caused by the problem of uncertainty in the data labeling, by applying a method to estimate more reliable labels for the chemical compounds in the training set. In an attempt to reduce the effects caused by data imbalance, a cost-sensitive approach was incorporated to the label estimation process, in order to avoid bias in favor of the majority class. After addressing the uncertainty problem in labeling, classifiers based on Extreme Learning Machines were constructed, aiming for good approximation ability in a reduced processing time in relation to other commonly applied classification approaches. Finally, the performance of the classifiers constructed was evaluated by analyzing the results obtained, comparing the scenario with the original data and others with the new labeling obtained by the semi-supervised estimation process

O desenvolvimento da Medicina Nuclear, aliado à evolução dos equipamentos de diagnóstico e terapia, necessita, cada vez mais, da disponibilidade comercial de radioisótopos. Nesse contexto, o IPEN tem buscado atender e abastecer o mercado nacional. Um dos investimentos nesta área foi a aquisição de um ciclotron de 30 MeV, modelo Cyclone-30, que permitiu a produção dos radioisótopos tais como, o 18F, 67Ga, 201Tl e o 123I, sendo este último o foco do presente trabalho. Através de dados de produções rotineiras de 123I via irradiação com prótons em alvo gasoso de Xenônio com enriquecimento superior a 99,8% em 124Xe, foi realizado um estudo para identificar os fatores relevantes que influenciam diretamente o rendimento de obtenção de 123I com altíssimo grau de pureza. Embora a metodologia seja bem conhecida, quando se trata de produção comercial há uma escassez de dados sobre os parâmetros operacionais utilizados. Os parâmetros avaliados foram: pressão do gás 124Xe, intensidade de corrente de feixe de prótons, tempo de irradiação, temperatura de operação do sistema durante a irradiação, tempo de espera para formação de 123I, tempo de aquecimento do porta-alvo para recuperação do 123I formado, temperatura de aquecimento da solução de lavagem e influência do revestimento interno da câmara de irradiação com Ni. Com os resultados obtidos, foi possível alterar as condições operacionais nas produções rotineiras, conduzindo a um aumento de eficiência do processo em torno de 30%. / The development of diagnosis equipment and therapy procedures in nuclear medicine depends on the availability of commercial radioisotopes. IPEN is the most important institution that provides radioisotopes for national market. In order to achieve this function, IPEN had invested in the acquisition of a 30 MeV Cyclone-30 cyclotron to produce mainly 18F, 67Ga, 201Tl and 123I. The 123I production is the aim of the present work. With the 123I routine production data obtained by proton irradiation of Xe targets with an enrichment greater than 99.8%, it was possible to identify the important parameters that have direct influence on the production yield of high purity degree 123I. Even though the methodology for the commercial production of 123I, there are an scarcity of operational parameters data for this task. In this work the evaluated parameters were: 124Xe pressure, proton beam quality, irradiation time, operational temperature of the irradiation system under irradiation, waiting time to obtain 123I, temperature of washing solution and the impact of the internal Ni coating in the target. With the obtained results it was possible to modify the operational conditions for routine production and increasing the efficiency in about 30%.

Submitted by Celso Magalhaes (celsomagalhaes@ufrrj.br) on 2018-10-02T13:28:26Z No. of bitstreams: 1 2013 - Leonardo Mitrano Neves.pdf: 2710150 bytes, checksum: e76a622435676fcc3b2281358ce93865 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-02T13:28:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013 - Leonardo Mitrano Neves.pdf: 2710150 bytes, checksum: e76a622435676fcc3b2281358ce93865 (MD5) Previous issue date: 2013-04-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPQ / Rocky reef fish assemblages change along extreme environmental conditions gradients; both spatial (across gradients of distance from the river mouths) and short term temporal (diel cycle of light intensity). Moreover, changes in connection to habitat heterogeneity can occur, even for tropical rocky reefs with a more homogenous habitat structure. Knowledge of the way that fish assemblages respond to these changes is fundamental to identify the variables that determine spatial patterns and to predict how impacts in great or low intensity can affect diversity. The main aims of this study were: (1) to determine influence of physical (distance from river mouth and wave exposure), biological (benthic cover) and structural (substratum height and number of shelters) variables in structuring fish assemblages, species richness, abundance, biomass and trophic groups diversity; (2) to assess diel changes in composition and structure of fish assemblages; (3) to relate changes in species composition (beta diversity) with habitat heterogeneity for a small scale (among transects in a given area), and the relationship between beta and alfa diversity (species richness, richness estimation and Shannon diversity). Subaquatic visual census were carried out in Ilha Grande coastal reefs, encompassing (1) islands distributed along a spatial gradient of distance from river mouth; (2) six different time periods, i.e., sunrise (06:00h), morning (08:30h), afternoon (14:00h), sunset (17:30h), early night (19:30h) and night (21:00h) in two shallow coastal reef; and (3) in transect in four areas to assess beta biodiversity. Habitat structure (benthic cover and topographic complexity) assessment was performed (objectives 1 and 3). The distance from river mouth explained from 12.4% to 38.2% of the estimated components of variation (ECV) of PERMANOVA for all analyzed response variables, playing a major role in determining spatial patterns of fish assemblages. Differences between reefs close and far from river mouth reached a maximum of 4.5x for richness, 11x for biomass and 10x for abundance. The substrate height was positively related to fish abundance, species richness and trophic groups diversity (ECV between 7.3 % and 17.4%), whereas the number of shelters was positively associated to small-sized species abundance such as Stegastes fuscus, Emblemariopsis signifer and Scartella cristata. Benthic cover had significant influence to determine spatial pattern in fish assemblage structure and diversity of trophic groups (ECV = 8% and 10%, respectively), but not in species richness, biomass and fish abundance. Wave exposure had significant influence on fish assemblage structure only (ECV = 10%). The fish assemblage changes drastically along diel cycle. Species richness and fish abundance were at the highest during the period of the day with intermediary values at twilight periods, and at the lowest during the night. The highest difference in assemblage structure was found between the periods of the day and the night. The families Sciaenidae, mainly represented by Pareques acuminatus, and Pempheridae represented by Pempheris schomburgkii were more abundant during the night, whereas Haemulidae Haemulon steindachneri, Pomacentridae Abudefduf saxatilis, Chaetodondidae Chaetodon striatus, and Labrisomidae Malacoctenus delalandii were more abundant during the day. The twilight periods were similar in assemblage structure, and had as characteristics species of the day (H. steindachneri, M. acutirostris) and the night (P. acuminatus), reflecting a transitional period. Significant positive relationship was detected between habitat heterogeneity and beta diversity. The area with more ix homogeneous habitat and low variation in fish assemblage was dominated by little threedimensionally complex organisms (zoanthids), while areas that had fleshy algae, turf and zoanthids with a more even percentage cover had higher heterogeneity and beta diversity. For all measures of examined alfa diversity, the area with more heterogeneous habitat and with the highest beta diversity had the highest alfa diversity compared with areas with more homogenous habitat e lowest beta diversity. However, positive relationship between alfa and beta diversity was significant for species richness, but not for estimate of richness and Shannon index. This study demonstrated that changes in assemblages in spatial and short term (from transects to 10 km, and diel cycle) scales may be attributed to changes in local habitat structure, both composition of dominant benthic organisms and habitat heterogeneity and can be associated to behavioral characteristics mainly related to strategies of food acquirement and protection against predation / As assembleias de peixes recifais variam atrav?s de gradientes de mudan?as extremas nas condi??es ambientais, tanto espaciais (ao longo de gradientes de dist?ncia da foz de rios) quanto em escalas temporais curtas (ao longo do ciclo di?rio de intensidade luminosa). Al?m disto, varia??es em resposta ao n?vel de heterogeneidade do habitat tamb?m podem ocorrer, mesmo entre recifes rochosos situados fora de intensos gradientes ambientais. Entender como as assembleias de peixes respondem a tais mudan?as ? fundamental para identificar vari?veis determinantes dos padr?es espaciais e predizer como impactos de grande e pequena intensidade podem afetar os padr?es de diversidade. Os principais objetivos deste estudo foram: (1) determinar a influ?ncia de vari?veis f?sicas (dist?ncia da foz do rio e exposi??o a ondas), biol?gicas (cobertura b?ntica) e estruturais (altura do substrato e n?mero de ref?gios) na estrutura??o das assembleias de peixes, riqueza de esp?cies, abund?ncia, biomassa e diversidade dos grupos tr?ficos; (2) avaliar as mudan?as ao longo do ciclo di?rio na composi??o e estrutura da assembleia de peixes recifais; (3) relacionar a varia??o na composi??o de esp?cies (beta diversidade) com a heterogeneidade do habitat, para uma pequena escala (entre transectos de uma mesma ?rea), e as rela??es entre a beta diversidade e medidas de diversidade alfa (riqueza de esp?cies, estimativa da riqueza e diversidade de Shannon). Para tal, censos visuais subaqu?ticos foram realizados (1) em cost?es rochosos da ba?a da Ilha Grande, em ilhas localizadas atrav?s de um gradiente de dist?ncia da foz de rios; (2) em seis diferentes hor?rios, compreendendo o amanhecer (06:00h), manh? (08:30h), tarde (14:00h), anoitecer (17:30h) e in?cio da noite (19:30h) e noite (21:00h) em dois recifes rochosos rasos; e (3) em transectos de quatro ?reas para avaliar diversidade beta. Avalia??es da estrutura do habitat (cobertura b?ntica e complexidade topogr?fica) foram realizadas (para objetivos 1 e 3). A dist?ncia da foz do rio explicou entre 12,4% a 38,2% da estimativa dos componentes de varia??o (ECV) da PERMANOVA de todas as vari?veis respostas analisadas, desempenhando um papel principal nos padr?es espaciais da assembleia de peixes. Diferen?as entre recifes pr?ximos e distantes da foz atingiram um m?ximo de at? 4,5x para a riqueza, 11x para a biomassa e 10x para a abund?ncia. A altura do substrato foi positivamente relacionada com a abund?ncia de peixes, riqueza de esp?cies e diversidade dos grupos tr?ficos (ECV entre 7,3% a 17,4%), enquanto o n?mero de ref?gios foi associado positivamente com a abund?ncia de esp?cies de pequeno porte, como Stegastes fuscus, Emblemariopsis signifer e Scartella cristata. O efeito da cobertura b?ntica foi significativo em determinar os padr?es espaciais da estrutura da assembleia de peixes e da diversidade dos grupos tr?ficos (ECV = 8% e 10%, respectivamente), por?m n?o foram observadas influ?ncias significativas da cobertura b?ntica na riqueza de esp?cies, biomassa e abund?ncia. A exposi??o ?s ondas teve um efeito significativo apenas para a estrutura da assembleia de peixes (ECV = 10%). As assembleias de peixes variaram drasticamente ao longo do ciclo di?rio. A riqueza de esp?cies e a abund?ncia de peixes foram maiores durante os hor?rios do dia, com valores intermedi?rios nos hor?rios crepusculares e atingiram os menores valores durante a noite. Maiores diferen?as na estrutura da assembleia foram observadas entre o per?odo diurno e noturno. Durante a noite, as fam?lias Sciaenidae, representado por Pareques acuminatus, e Pempheridae vii representado por Pempheris schomburgkii foram mais abundantes, enquanto Haemulidae Haemulon steindachneri, Pomacentridae Abudefduf saxatilis, Chaetodondidae Chaetodon striatus, e Labrisomidae Malacoctenus delalandii foram abundantes durante o dia. Os hor?rios crepusculares foram semelhantes entre si, sendo caracterizados por esp?cies tanto dos hor?rios do dia (H. steindachneri, M. acutirostris) quanto da noite (P. acuminatus), refletindo esse per?odo de transi??o. Rela??es positivas significativas foram detectadas entre a heterogeneidade do habitat e a beta diversidade. A ?rea com habitat mais homog?neo e de menor varia??o na composi??o da assembleia foi dominada por organismos tridimensionalmente pouco complexos (zoant?deos), enquanto a ?reas que apresentaram algas frondosas, matriz de algas epil?ticas (MAE) e zoant?deos com uma percentagem de cobertura mais equitativa, tiveram a maior heterogeneidade do habitat e beta diversidade. Para todas as medidas de diversidade alfa utilizadas, a ?rea com habitat mais heterog?neo e com maior beta diversidade, apresentou uma diversidade alfa maior do que a ?rea com habitat mais homog?neo e de menor beta diversidade. Entretanto, as rela??es positivas entre a beta diversidade e a diversidade alfa foram significativas apenas para a riqueza de esp?cies, e n?o para a estimativa da riqueza e a diversidade de Shannon. Este estudo demonstrou que varia??es nas assembleias em escalas espaciais e temporais curtas (desde entre transectos at? 10 km, e ao longo do ciclo di?rio) podem ser atribu?das a mudan?as na estrutura dos habitats locais, tanto na composi??o dos organismos bent?nicos dominantes quanto na heterogeneidade do habitat e podem ser associadas a caracter?sticas comportamentais principalmente associadas a estrat?gias de obten??o de alimento e prote??o contra preda??o

This study investigates how outliers of different magnitude impact the robustness of the twosample t-test. A simulation study approach is used to analyze the behavior of type I error rates when outliers are added to generated data. Outliers may distort parameter estimates such as the mean and variance and cause misleading test results. Previous research has shown that Welch’s ttest performs better than the traditional Student’s t-test when group variances are unequal. Therefore these two alternative statistics are compared in terms of type I error rates when outliers are added to the samples. The results show that control of type I error rates can be maintained in the presence of a single outlier. Depending on the magnitude of the outlier and the sample size, there are scenarios where the t-test is robust. However, the sensitivity of the t-test is illustrated by deteriorating type I error rates when more than one outlier are included. The comparison between Welch’s t-test and Student’s t-test shows that the former is marginally more robust against outlier influence.

A vibração induzida por vórtices - VIV é um assunto muito estudado na engenharia oceânica, tendo seu nome adaptado para VIM por ocasião de observação semelhante em plataformas do tipo Spar no Golfo do México. Com o início da utilização de plataformas monocolunas, especificamente com a instalação da Sevan Piranema no Nordeste Brasileiro, em 2007, questionou-se sobre a ocorrência deste fenômeno nestas unidades de seção cilíndricas, aplicando cargas não previstas aos sistemas de ancoragem, e eventualmente tornando estes subdimensionados. Em um primeiro momento, foi realizado estudo detalhado sobre os trabalhos já realizados na área, e tendo sido encontrado material insuficiente sobre o VIM em plataformas monocolunas, buscou-se a sua caracterização em termos de amplitudes e períodos de oscilação a partir de ensaios em tanques de prova, estratégia justificada pela dificuldade em se obter tais resultados de forma confiável via uma abordagem analítica e/ou numérica. Posteriormente, com o objetivo de se verificar o impacto do VIM nas cargas extremas, e principalmente na fadiga do sistema de ancoragem, foram realizadas análises com dois métodos distintos encontrados na literatura. Em linhas gerais, o primeiro método é descrito como aquele que considera a aplicação do VIM via movimentos equivalentes aos identificados experimentalmente e o segundo, por sua vez, via a consideração apenas das respectivas forças. Para esses estudos foi analisado o sistema de amarração em um cenário típico, sob condições ambientais de vento, onda e correnteza. Finalmente, dada a sua importância observada nos resultados, foram discutidas as relações entre o VIM e alguns fatores externos, tais como: a razão de aspecto da plataforma; a presença concomitante de ondas e o amortecimento viscoso atuante nas linhas de ancoragem, sendo apresentados para este último uma comparação dos resultados obtidos numericamente com aqueles experimentais. / The vortex induced vibration VIV is a main subject studied in the offshore engineering, having its name adapted to VIM by the occurrence in Spar platforms in the Gulf of México. As the first monocolumn unit, the Sevan Piranema, was in Northeast Brazil in 2007, VIM occurrence in cylindrical units like this was questioned, having the mooring lines design dimensioned without this load. Firstly a detailed study about the works developed in this field was performed, and not being found enough publications about VIM in monocolumns, its characterization was aimed in terms of oscillation amplitude and period through model tests, due to the difficulty to obtain reliable results by means of analytical or numerical approaches. Later, with the objective of verifying the impact of VIM in extreme loads and, mainly, in fatigue damage, analyses with two different methods found in the literature were performed. The first consider the application of VIM as a motion in the numerical model, based on the experimental results, and the second applies the observed forces. For these studies the mooring system for a typical scenario was analyzed, under the wave, wind and current environmental force. At last, due to the importance observed from the results, there were discussed the relation of VIM with some external factors, like span wise relation, presence of waves and viscous damping, being presented for this last a comparison of the numerical model results with the experimental is presented.

L’objectif de ces travaux de thèse est d’étudier l’influence du rapport entre taille de défaut et longueur caractéristique de la microstructure, sur la limite de fatigue pour une durée de vie fixée d’un matériaux métallique,dans le cadre de la fatigue à grand nombre de cycle (FGNC). Le fer pur Armco est choisi comme matériau d’étude, car sa microstructure simple présente une seule longueur caractéristique à l’échelle mésoscopique (échelle des grains) : la taille de grain. Le but de l’étude revient ainsi à étudier la compétition entre un effet de structure (défaut surfacique)et un effet matériau (taille de grain) dans le cadre de sollicitations mécaniques en FGNC.Afin d’obtenir une taille de défaut comparable mais aussi inférieure à la taille de grain du matériau, un protocole thermomécanique a été élaboré pour augmenter la taille de grain. Des essais de FGNC, utilisant des éprouvettes issues des deux tailles de microstructures (matériau initial et celui écroui traité) dans lesquelles sont introduits des défauts hémisphériques de tailles différentes, ont été effectués pour estimer les limites de fatigue pour différents rapports taille de défaut / taille de grain. Lorsque les diagrammes de Kitagawa sont présentés en valeurs relatives(limite de fatigue / celle du matériau sans défaut en fonction de la taille de défaut / taille de grain), il existe une seule courbe qui combine les deux microstructures. Ce diagramme de Kitagawa sans dimension permet ainsi d’analyser la réduction de la limite de fatigue causée par un défaut. L’utilisation de la taille relative du défaut par rapport à la dimension microstructurale caractéristique apparaît comme plus pertinente que l’emploi de la taille physique réelle du défaut.Ces résultats expérimentaux sont utilisés pour reproduire les essais en FGNC avec des simulations Éléments Finis sur des microstructures 3D représentatives du fer Armco. La compétition existant entre la concentration de contrainte induite par le défaut géométrique et les régions fortement sollicitées de la microstructure engendrées parl’anisotropie du comportement mécanique des grains est étudiée. Un critère mésoscopique (à partir des grandeurs mécaniques moyennées par grain) basé sur une approche statistique permet de retrouver l’allure du diagramme de Kitagawa adimensionné, c’est-à-dire la taille relative du défaut critique à partir de laquelle ce dernier prend le passur l’hétérogénéité de la réponse de la microstructure et conditionne ainsi la tenue en fatigue du polycristal. La modification du critère mésoscopique par la prise en compte des hétérogénéités intragranulaires (via l’écart-type par grain des grandeurs mécaniques) est discutée. / The objective of this thesis is to study the influence of the ratio between the defect size and themicrostructure characteristic length on the fatigue limit (for a fixed fatigue life) of a metallic material, under highcycle fatigue (HCF). Pure Armco iron is chosen because its simple microstructure has a single characteristic lengthat the mesoscopic scale (grain scale) : the grain size. The aim of the study is thus to study the competition betweena structural effect (surface defect) and a material effect (grain size) in the context of mechanical stresses in HCF.In order to obtain a comparable different grain size, a thermomechanical protocol has been developed. HCF tests,using specimens from both microstructure sizes (initial material and processed hardened material) in which hemisphericaldefects of different sizes were introduced, were performed to estimate the fatigue limits for different defectsize / grain size ratios. When Kitagawa diagrams are presented in relative values (fatigue limit / fatigue limit ofdefect free material versus defect size / grain size), there is a single curve that combines the two microstructures.This dimensionless Kitagawa diagram thus makes it possible to analyze the reduction of the fatigue limit inducedby a defect. The use of the relative size of the defect with respect to the characteristic microstructural dimensionappears to be more relevant than the use of the physical size of the defect.These experimental results are used to reproduce the HCF tests with Finite Element simulations on 3D microstructuresrepresentative of Armco iron. The competition existing between the stress concentration induced by thegeometrical defect and the highly stressed regions of the microstructure generated by the anisotropy of the mechanicalbehavior of the grains is studied. A mesoscopic criterion (involving mechanical quantities averaged by grain)based on a statistical approach allows to find the evolution of the dimensionless Kitagawa diagram, ie the relativesize of the critical defect from which it predominates over the response heterogeneity of the microstructure and thusgoverns the fatigue behavior of the polycrystal. The modification of the mesoscopic criterion by taking into accountintragranular heterogeneities (with the standard deviation per grain of mechanical quantities) is discussed.

In a global warming scenario, an increase temperature is expected in addition to the occurrence and intensity of extreme climate events. One example of extreme events is the marine heat waves, which are a major threat to marine macroalgae. Ulva fasciata is a cosmopolitan species that occur in the whole Brazilian coast. This study was performed in two regions of Rio de Janeiro State (RJ) coast. Both regions are tropical, however, Arraial do Cabo/RJ is naturally colder than Niterói/RJ due upwelling phenomenon. This study aimed to: (i) confirm that U. fasciata individuals from these two Brazilian coast regions are of the same species; and (ii), physiologically analyze individuals of U. fasciata in the field and under in-laboratory controlled temperature experiment. We hypothesized that U. fasciata populations grown at thermally different locations would present distinct ecophysiological responses. In the field, it was accessed maximum quantum yield (Fv/Fm) and pigment content, and in laboratory, it was also evaluated growth rate. The in-laboratory controlled experiment comprised three phases: (i) a temperature gradient; (ii) a 5-day heat wave (+ 5 oC); and (iii) a 5-day recovery (- 5 oC). The molecular data allow us to state that the two populations belong to the same species. No differences of the fluorescence-derived factors were observed between individuals from both populations in the field, suggesting acclimation. However, differences were detected along all three experimental phases. The analysis of pigment content field data evidenced that individuals from the population of Niterói (warmer site) had higher concentrations of chlorophyll a than individuals from Arraial do Cabo (colder site). However, individuals of population from Niterói when cultured at 21 oC showed the lowest values of pigment. The differences observed suggest ecotypes. In conclusion, as the planet becomes warmer and extreme weather events become more frequent, the likelihood that heat wave to occur is higher. Therefore, U. fasciata from Arraial do Cabo showed better physiological responses to the effects of heat wave, what could confer them higher competitiveness ability to overcome thermal stress / Num cenário de aquecimento global, um aumento da temperatura é esperado, assim como a ocorrência e intensidade de eventos climáticos extremos. Um exemplo de evento extremo são as ondas de calor marinhas, que são a principal ameaça a macroalgas marinhas. Ulva fasciata é uma espécie cosmopolita que ocorre em toda costa brasileira. Esse estudo foi realizado em duas regiões da costa do Estado do Rio de Janeiro (RJ). Ambas regiões são tropicais, mas Arraial do Cabo/RJ é naturalmente mais fria que Niterói/RJ devido ao fenômeno de ressurgência. Esse estudo objetivou: (i), confirmar que os indivíduos de U. fasciata dessas duas localidades da costa brasileira são da mesma espécie; e (ii) analisar fisiologicamente indivíduos de U. fasciata em campo e em experimentos de temperatura em condições controladas de laboratório. Nossa hipótese era de que populações de U. fasciata procedentes de localidades termicamente diferentes iriam apresentar respostas ecofisiológicas distintas. Em campo, foi acessado o rendimento quântico máximo (Fv/Fm) e o conteúdo pigmentar, e em laboratório, foi também avaliada a taxa de crescimento. O experimento em condições controladas de laboratório consistiu de três fases: (i) gradiente de temperatura; (ii) onda de calor (+5 oC) de 5 dias; e (iii) recuperação (- 4 oC) de 5 dias. Os dados moleculares permitiram afirmar que as duas populações pertencem à mesma espécie. Não foram detectadas diferenças nos fatores derivados da fluorescência entre os indivíduos das duas populações avaliadas em campo, sugerindo aclimatação. Contudo, foram detectadas diferenças ao longo das três fases experimentais. A análise do conteúdo pigmentar em campo evidenciou que os indivíduos da população de Niterói (região mais quente) tinham mais clorofila a do que os indivíduos de Arraial do Cabo (região mais fria). No entanto, indivíduos da população de Niterói, quando cultivados em 21 oC, mostraram valores menores de pigmentos. As diferenças observadas sugerem ecótipos. Em conclusão, conforme o planeta se torna mais quente e eventos extremos climáticos se tornam mais frequentes, a probabilidade de ocorrência de ondas de calor é maior. Dessa forma, U. fasciata de Arraial do Cabo mostro melhor resposta fisiológica aos efeitos da onda de calor, o que lhe pode conferir maior capacidade de competição para superar estresses térmicos

Orientador: João Lima Sant'Anna Neto / Resumo: Nos últimos anos as mudanças climáticas têm sido foco de diversas pesquisas de cunho científico e político principalmente após as publicações dos relatórios desenvolvidos pelo IPCC. Segundo o grupo, e fato incontestável para muitos pesquisadores, as mudanças climáticas deverão aumentar consideravelmente o número e intensidade dos eventos meteorológicos extremos. Contudo, tais repercussões não ocorrerão em todos os espaços e com intensidades equivalentes. Cada grupo de acordo com o seu poder aquisitivo, forma organizacional, processo histórico e cultural percebem a eminência do risco de modo singular e, da mesma forma, em um futuro próximo, responderão de modo desigual a partir de mecanismos capazes de se precaverem com maior ou menor resiliência à essas repercussões. Diante desta discussão esta pesquisa teve o objetivo de analisar e pesquisar as repercussões dos eventos extremos, associados a temperatura (frio e calor) e condições de conforto térmico humano e bairros com diferentes padrões socioeconômicos na cidade de Presidente Prudente. A hipótese dessa pesquisa é que a população residente nos setores menos valorizados e mais segregados socio-economicamente é também a camada mais vulnerável e afetada, negativamente, por essas ocorrências extremas e com impactos significativos no conforto térmico e saúde. Para contemplar este universo de análise a pesquisa é composta por três vertentes principais: análise dos eventos extremos de frio e calor e a influência na biometeorologia... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In recent years, climate changes have been the focus of several scientific and political research studies, especially after the publication of reports elaborated by the IPCC. According to the group, as well as an unquestionable fact for many researchers, climate changes should considerably increase the number and intensity of extreme weather events. However, such repercussions will not occur in all spaces and with equivalent intensities. Each group, according to their purchasing power, organizational form, historical and cultural process, perceives the eminence of risk in a unique way and, in the near future, will respond unequally through mechanisms that will be able to be cautious with more or less resilience about these repercussions. Given this discussion, this research aimed to analyze and research the repercussions of extreme events associated with temperature (cold and heat) and conditions of thermic comfort in differents socioeconomic districts in the Presidente Prudente city. The hypothesis of this research is that the population residing in the least valued and most socially and economically segregated sectors is also the most vulnerable and negatively affected by these extreme occurrences layer, with significant impacts on thermal comfort and health. In order to contemplate this universe of analysis, the research consists of three main strands: analysis of extreme cold and heat events and the influence on human biometeorology through thermal comfort and discomfort;... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor