Oscilações subinerciais da elevação da superfície livre do mar na Plataforma Continental Sudeste (PCSE) foram estudadas por meio de modelagem numérica computacional. Os campos atmosféricos utilizados nos experimentos foram obtidos da reanálise NCEP-DOE AMIP II e o modelo hidrodinâmico DELFT-3D Flow foi empregado. A validação dos resultados dos experimentos numéricos foi realizada por comparação com observações. Foram realizadas simulações para o verão de 2003, para o inverno de 2004 e para mais quatro cenários de ventos sintéticos, simulando a propagação de frentes frias climatológicas (obtidas neste estudo). Verificamos que na porção sul (norte) da região passaram 3,6 (2,9) frentes frias por mês durante o inverno e 3,4 (1,3) durante o verão. Esta diferença entre as regiões norte e sul mostrou que alguns eventos não percorreram toda a região, sendo isso mais frequente no verão. A passagem de frentes frias provocou a propagação de oscilações subinerciais da superfície do mar, confinadas junto à costa, com comprimento de onda de aproximadamente 2000 km, duração de 50 h e amplitude média de 0,3 m, tanto no verão quanto no inverno. Nas simulações em que as frentes frias não percorreram toda a PCSE, oscilações subinerciais da superfície do mar também foram geradas e se propagaram para o norte com características semelhantes àquelas geradas pelas frentes frias que percorreram toda a PCSE. As oscilações subinerciais na região norte da PCSE estiveram melhor correlacionadas com a componente do vento perpendicular à costa da região de Paranaguá-Cananéia e com a componente do vento paralelo à costa da região de Imbituba-São Francisco. Forçantes externas à PCSE também excitaram oscilações subinerciais, principalmente com período superior a 7 dias. As oscilações subinerciais com períodos inferiores (superiores) a 7 (9) dias foram geradas desde o extremo sul (ao sul) da Plataforma Continental Sudeste até a região de Cananéia-Paranaguá e contribuíram com cerca de 40% (12%) da variância subinercial. As oscilações subinerciais analisadas tiveram características de Ondas de Plataforma Continental. / The subinertial oscillations of the sea level in the South Brazil Bight (SBB) were studied using computational numerical models. The atmospheric fields used in the experiments were obtained from the NCEP-DOE AMIP II reanalysis and the DELFT-3D hydrodynamic model was used. The validation of the numerical experiments results was conducted by comparison with observations. Simulations were conducted for the summer 2003, for the winter 2004 and for other four scenarios with synthetic winds, simulating the cold fronts propagation (attained in this study). We verified that in the south (north) part of the SBB there were 3.6 (2.9) passing through during the winter and 3.4 (1.3) during summer. This difference between the south and north SBB regions showed that part of the events did not cover the whole SBB, being this more frequent during the summer. The cold front passages excited the propagation of subinertial sea level oscillations, trapped along the coastline, with approximately 2000 km of wavelength, 50 h of duration and 0.3 m of mean amplitude, both in the summer and in the winter. In the simulations in that the cold fronts did not pass through the whole SBB, sea level subinertial oscillations were also generated and propagated towards north with characteristics similar to the ones generated by the cold fronts that passed through the whole SBB. The subinertial oscillations in the north part of the SBB were better correlated with the wind component perpendicular to the coastline in the Paranaguá-Cananéia region and with the wind component parallel to the coastline in the Imbituba-São Francisco region. Forcing external to the SBB also excited subinertial oscillations, specially with periods higher than 7 days. Subinertial oscillations with periods lower (higher) than 7 (9) days were generated from the south boundary of the SBB (south of the SBB) to the Cananéia-Paranaguá region and contributed with approximately 40% (12%) of the subinertial variance. The subinertial oscillations analyzed had characteristics of Continental Shelf Waves.

Oscilações subinerciais da elevação da superfície livre do mar na Plataforma Continental Sudeste (PCSE) foram estudadas por meio de modelagem numérica computacional. Os campos atmosféricos utilizados nos experimentos foram obtidos da reanálise NCEP-DOE AMIP II e o modelo hidrodinâmico DELFT-3D Flow foi empregado. A validação dos resultados dos experimentos numéricos foi realizada por comparação com observações. Foram realizadas simulações para o verão de 2003, para o inverno de 2004 e para mais quatro cenários de ventos sintéticos, simulando a propagação de frentes frias climatológicas (obtidas neste estudo). Verificamos que na porção sul (norte) da região passaram 3,6 (2,9) frentes frias por mês durante o inverno e 3,4 (1,3) durante o verão. Esta diferença entre as regiões norte e sul mostrou que alguns eventos não percorreram toda a região, sendo isso mais frequente no verão. A passagem de frentes frias provocou a propagação de oscilações subinerciais da superfície do mar, confinadas junto à costa, com comprimento de onda de aproximadamente 2000 km, duração de 50 h e amplitude média de 0,3 m, tanto no verão quanto no inverno. Nas simulações em que as frentes frias não percorreram toda a PCSE, oscilações subinerciais da superfície do mar também foram geradas e se propagaram para o norte com características semelhantes àquelas geradas pelas frentes frias que percorreram toda a PCSE. As oscilações subinerciais na região norte da PCSE estiveram melhor correlacionadas com a componente do vento perpendicular à costa da região de Paranaguá-Cananéia e com a componente do vento paralelo à costa da região de Imbituba-São Francisco. Forçantes externas à PCSE também excitaram oscilações subinerciais, principalmente com período superior a 7 dias. As oscilações subinerciais com períodos inferiores (superiores) a 7 (9) dias foram geradas desde o extremo sul (ao sul) da Plataforma Continental Sudeste até a região de Cananéia-Paranaguá e contribuíram com cerca de 40% (12%) da variância subinercial. As oscilações subinerciais analisadas tiveram características de Ondas de Plataforma Continental. / The subinertial oscillations of the sea level in the South Brazil Bight (SBB) were studied using computational numerical models. The atmospheric fields used in the experiments were obtained from the NCEP-DOE AMIP II reanalysis and the DELFT-3D hydrodynamic model was used. The validation of the numerical experiments results was conducted by comparison with observations. Simulations were conducted for the summer 2003, for the winter 2004 and for other four scenarios with synthetic winds, simulating the cold fronts propagation (attained in this study). We verified that in the south (north) part of the SBB there were 3.6 (2.9) passing through during the winter and 3.4 (1.3) during summer. This difference between the south and north SBB regions showed that part of the events did not cover the whole SBB, being this more frequent during the summer. The cold front passages excited the propagation of subinertial sea level oscillations, trapped along the coastline, with approximately 2000 km of wavelength, 50 h of duration and 0.3 m of mean amplitude, both in the summer and in the winter. In the simulations in that the cold fronts did not pass through the whole SBB, sea level subinertial oscillations were also generated and propagated towards north with characteristics similar to the ones generated by the cold fronts that passed through the whole SBB. The subinertial oscillations in the north part of the SBB were better correlated with the wind component perpendicular to the coastline in the Paranaguá-Cananéia region and with the wind component parallel to the coastline in the Imbituba-São Francisco region. Forcing external to the SBB also excited subinertial oscillations, specially with periods higher than 7 days. Subinertial oscillations with periods lower (higher) than 7 (9) days were generated from the south boundary of the SBB (south of the SBB) to the Cananéia-Paranaguá region and contributed with approximately 40% (12%) of the subinertial variance. The subinertial oscillations analyzed had characteristics of Continental Shelf Waves.

Os padrões de circulação do Atlântico Sudoeste são caracterizados por uma diversidade de massas de água. A presença das correntes associadas ao giro subtropical e a incursão para norte da Corrente Circumpolar Antártica (CCA) determinam extensas regiões de largo gradiente de Temperatura da Superfície do Mar (TSM). Ao mesmo tempo, circulações de mesoescala geram intensos gradientes setorizados, ou reforçam o contraste de larga-escala. Consequentemente, frentes oceânicas de diferentes escalas são formadas ao longo desses gradientes. Quando o vento sopra sobre essas frentes, os fluidos trocam calor e momentum alterando suas propriedades dinâmicas e termodinâmicas. Nesse trabalho visamos caracterizar as alterações no campo de vento superficial que podem ser atribuídas a essas trocas. Para isso, foi aplicado um algoritmo de detecção de frentes em campos de Temperatura da Superfície do Mar (TSM) derivados do conjunto OSTIA. Em situações de escoamento atmosférico sinótico homogêneo, foram calculados o divergente e rotacional do vento medido pelo escaterômetro QuickSCAT ao longo das zonas frontais, bem como suas componentes perpendicular e paralela às frentes. Ao longo de 8 anos mais 96.000 frentes oceânicas foram detectadas, co-localizadas com a disponibilidade de dados de vento dando origem a 40.000 composições. O sistema de coordenadas dessas composições foi rotacionado para que as frentes oceânicas tivessem a mesma orientação. Nós empilhamos as composições em um arranjo 3D e foram obtidas médias das circulações atmosféricas induzidas. As perturbações médias obtidas indicaram que há convergência do vento quando este sopra do lado quente para o lado frio da frente com a frenagem do escoamento. De forma oposta, há divergência e aceleração do vento quando este sopra no sentido oposto. Nós identificamos alterações locais no rotacional do campo de vento capazes de induzir o bombeamento de Ekman no oceano. Esse processo pode gerar mecanismos de retroalimentação no sistema. Nossos resultados corroboram o de diversos estudos sobre o tema presentes literatura. / The southwest Atlantic circulation patterns are characterized by a diversity of water masses. The presence of currents associated with the subtropical gyre and the northward incursion of Antarctic Circumpolar Current (ACC) determine extensive regions of strong sea surface temperature gradient (SST). At the same time, mesoscale circulations generate intense local gradients, or reinforce the large-scale contrast. Consequently, oceanic fronts are formed along these gradients on different scales. When the wind blows over these fronts, the fluids exchange heat and momentum, and that changes their dynamic and thermodynamic properties. In this work we aim to characterize the changes in the surface wind field that might be attributed to these exchanges. To do it, a frontal detection algorithm was applied to the SST field derived from OSTIA set. We selected situations of synoptic homogeneous atmospheric flow and calculated the divergent and rotational wind, in addition to its perpendicular and parallel components to the oceanic fronts. We used wind measurements recorded by the QuickSCAT scatterometer along the frontal zones. More than 96,000 oceanic fronts were detected along 8 years of data. We matched them to available wind data and formed more than 40,000 SST-WIND compositions. The coordinate system of these compositions was rotated so that all oceanic fronts have the same horizontal orientation. We piled up the compositions in a 3D array and the temporal mean of the induced circulations was calculated. The average disturbance obtained indicated that there is wind convergence when it blows from the warm side of the front to the cold side because the flow is slowed down. Conversely, there is wind divergence when it blows in the opposite direction due to speeding up flow. We identified local changes in wind field curl capable of inducing Ekman pumping over the ocean. This process can generate feedback mechanisms in the system. Our results were consistent with the literature.

Le bruit émis par les flammes de chalumeaux dépasse couramment 85 dBa. Son origine et les moyens à mettre en oeuvre pour le réduire sont étudiés dans cette thèse. La flamme d'un chalumeau alimente en propane-oxygène est caractérisée par une analyse quantitative de sa chimiluminescence, sa pression acoustique en champ libre, les vitesses d'écoulement et un traitement d'images numériques. La turbulence de l'écoulement est beaucoup trop faible pour expliquer l'intensité du bruit. Deux mécanismes d'émission sonore originaux sont identifies : les variations de surface de flamme liées a l'instabilité de darrieus-landau et la combustion quasi-homogène de petits volumes de gaz frais formes lors du détachement de poches en bout de flamme. L'instabilité de darrieus-landau dans cette configuration de flamme accrochée est étudiée sur un brûleur modèle. Une flamme laminaire est stabilisée sur un brûleur a fente et un champ électrique crée des perturbations d'amplitude et de longueur d'onde contrôlées a sa base. Ces perturbations sont convectées a la vitesse de l'écoulement et leur amplitude croit exponentiellement. La dépendance du taux de croissance temporel en fonction du nombre d'onde est correctement prédite par l'étude de stabilité linéaire des flammes planes libres. Les nombres de Markstein fournis indirectement par cette analyse diminuent avec la richesse et augmentent avec la concentration en oxygène. Le seuil d'apparition des poches et la variation du bruit associent leur formation en fonction de l'amplitude des structures sont correctement prédits par un modèle géométrique simple. Au terme de cette étude, nous avons obtenu une réduction de 20 db du bruit du chalumeau en retardant le déclenchement de l'instabilité de darrieus-landau (breveté).

On caractérise les milieux excitables par le fait qu'ils présentent un point d'équilibre linéairement stable et qu'une perturbation finie peut entraîner une longue excursion dans l'espace des phases. Les comportements de tels milieux sont en général bien approchés par des modèles simplifiés de réaction-diffusion a deux variables. Des exemples de milieux excitables sont le coeur, les axones neuronaux et la réaction de Belousov-Zhabotinsky dans les gels. On peut y observer des ondes d'excitation planes et spirales. Ce mémoire est consacré à l'étude numérique de la dynamique des filaments (ondes spirales empilées le long du filament) d'ondes spirales, éventuellement twistés, dans les milieux excitables. Dans un premier temps on calcule les états stationnaires par une méthode de Newton, puis on étudie la stabilité linéaire de ces états vis à vis de perturbations modulées suivant l'axe du filament par une méthode itérative, enfin on détermine les états restabilisés, quand ils existent, à l'aide de simulations numériques directes. L'étude des filaments non twistés met en évidence deux instabilités distinctes. L'une due à la déstabilisation de la branche de méandre (modulation périodique du rayon de rotation de la spirale) aboutit à un état restabilisé que nous caractérisons précisément. Cette instabilité correspond à une bifurcation de Hopf. L'autre correspond à une déstabilisation des modes de translation et aboutit à un état désordonné. L'étude de l'influence du twist sur la dynamique des filaments de spirales montre que le twist induit une déstabilisation des modes de translation à nombre d'onde fini. Cette bifurcation de Hopf correspond à la transformation du twist imposé au filament en Writhe (déformation géométrique). Le filament prend, dans les cas simples, une forme hélicoïdale. Dans des cas plus compliqués il prend une forme invariante dans le temps qui est la somme de plusieurs hélices. Une analogie avec une tige élastique soumise à la torsion est présentée.

When hadrons scatter at high energies, strong color fields, whose dynamics is described by quantum chromodynamics (QCD), are generated at the interaction point. If one represents these fields in terms of partons (quarks and gluons), the average number densities of the latter saturate at ultrahigh energies. At that point, nonlinear effects become predominant in the dynamical equations. The hadronic states that one gets in this regime of QCD are generically called "color glass condensates". Our understanding of scattering in QCD has benefited from recent progress in statistical and mathematical physics. The evolution of hadronic scattering amplitudes at fixed impact parameter in the regime where nonlinear parton saturation effects become sizable was shown to be similar to the time evolution of a system of classical particles undergoing reaction-diffusion processes. The dynamics of such a system is essentially governed by equations in the universality class of the stochastic Fisher-Kolmogorov-Petrovsky-Piscounov equation, which is a stochastic nonlinear partial differential equation. Realizations of that kind of equations (that is, "events" in a particle physics language) have the form of noisy traveling waves. Universal properties of the latter can be taken over to scattering amplitudes in QCD. This review provides an introduction to the basic methods of statistical physics useful in QCD, and summarizes the correspondence between these two fields and its theoretical and phenomenological implications.

Dans les zones côtières, la turbulence des couches limites conduit parfois à l'homogénéisation totale de la colonne d'eau. Lorsque la stratification estivale se met en place, ces zones homogénéisées sont associées à des fronts thermiques. En mer d'Iroise, les fortes marées aux abords de Sein et d'Ouessant font apparaître le "front d'Ouessant". Son extension résulte de mécanismes dispersi fs des eaux homogènes, est variable et dépasse les zones de brassage où ces eaux sont produites (ZMP). Les mécanismes dispersifs sont étudiés à l'aide de configurations académiques où le mélange de marée est représenté par une zone fixe où les eaux stratifiées sont brassées en permanence. On montre que l'instabilité barocline, qui se développe aux frontières de la ZMP, est le processus le plus efficace pour disperser les eaux mélangées. Tout processus affectant l'instabilité barocline, ou la dispersion des structures émergentes, influence significativement le taux de dispersion et la forme du panache d'eaux mélangées. Ceci permet d'analyser la sensibilité du processus dispersif aux paramètres locaux et saisonniers. Des études en configuration réaliste permettent d'analyser les effets conjugués du mélange et de la dispersion sur l'extension des gradients thermiques en mer d'Iroise. Leur influence sur la variabilité des fronts en surface et subsurface est analysée sur l'été 2009. On montre que les fronts thermiques de surface sont en partie initiés par la présence d'eaux produites dans les ZMP et infiltrées dans la thermocline. Ces structures épaississent la couche intermédiaire et, par l'action de la turbulence de surface, facilitent la création d'eaux froides à tempérées en surface.

Dans le cadre de nos travaux de recherche, nous sommes parvenus à introduire une utilisation déterministe des chambres réverbérantes, en proposant un nouveau paradigme de la technique du retournement temporel. Nous sommes capable de réaliser le même type de tests d'immunité rayonnée que dans une chambre anéchoïque, tout en profitant des avantages liés aux propriétés physiques des milieux fortement réverbérants comme la génération de champs de fortes intensités à partir de niveaux de puissances injectées relativement faibles.En effet, les études menées dans cette thèse ont démontré la faisabilité d'un moyen de test d'immunité rayonnée novateur, permettant la génération de fronts d'onde cohérents dans une cavité résonante et dont la direction de propagation et la polarisation sont contrôlées sans aucun déplacement mécanique des sources génératrice du champ ou de l'équipement sous test. Un autre avantage majeur de ce nouveau système, baptisé chambre électromagnétique à retournement temporel (TREC), réside dans le fait de pouvoir générer dans une chambre réverbérante, des champs impulsionnels dont l'extension temporelle est de courte durée alors que cette capacité n'était pas envisageable avant ces travaux.Pour cela, la TREC repose sur la connaissance du champ sur une surface de mesure arbitraire, située entre les sources et l'objet sous test, dans la direction de propagation du front d'onde souhaitée. Cette phase de caractérisation peut être réalisée à l'aide d'une mesure de la fonction de transfert entre le port des antennes sources et une sonde de champ déplacée sur la surface de mesure.Le principe de notre système se base sur l'association de la technique du retournement temporel et du principe d'équivalence. Le retournement temporel permet d'assurer une fenêtre temporelle, dans laquelle les conditions de propagation du champ dans la chambre réverbérante sont identiques à celles en espace libre, et permet d'obtenir une propagation d'un front d'onde convergent vers une source ponctuelle qui aurait initialement créé un front d'onde divergent. Le principe d'équivalence permet de passer d'une source ponctuelle à une source de rayonnement étendue, permettant de créer une distribution spatiale du champ arbitraire et de contrôler ainsi sa direction de propagation et sa polarisation.Ce nouveau système à été validé, dans un premier temps, à l'aide d'un ensemble de simulations numériques exploratoires pour déterminer les paramètres influents sur ses performances. Puis il a été étudié à partir de mesures réalisées dans la chambre réverbérante du Département de Recherche en Électromagnétisme, à Supélec, démontrant ainsi de façon expérimentale la faisabilité et l'intérêt du développement de ce moyen de test, complémentaire à l'utilisation actuelle des chambres réverbérantes à brassage de modes pour la génération de front d'onde cohérents pulsés.

La première partie de la thèse concerne le calcul numérique des ondes de gravité en 3D. Le modèle résout les équations d'Euler incompressibles avec surface libre pour un écoulement potentiel. L'association de l'Algorithme des Multipôles Rapides avec la Méthode des Eléments aux Frontières permet d'améliorer significativement l'efficacité du modèle. Deux applications sont alors considérées : le déferlement d'une onde solitaire sur un fond tridimensionnel et la focalisation spatiale générée par un batteur à houle. Dans la seconde partie, une étude plus en amont est effectuée dans le contexte des ondes internes en deux dimensions. A l'aide d'un système de type Korteweg de Vries, des ondes solitaires généralisées sont discutées dans le cas où la vitesse approche la valeur critique correspondant à l'apparition des fronts. Ces solutions résultent de la résonance entre une onde solitaire large ayant une amplitude limite et une onde courte, qui se propagent à la même vitesse de phase.

Made available in DSpace on 2016-07-27T13:49:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jesse Goncalves Cutrim.pdf: 2774161 bytes, checksum: c360b9a9826d2517b584fa34250e4579 (MD5) Previous issue date: 2011-03-18 / This study examines in a broader perspective, the territorial changes produced in the Amazonico Maranhense Savannah . These are strongly related to the expansion fronts and development of the agricultural frontier in evidence. From the years 1980 accelerate the process of implementation of large agricultural projects and development in the region, which is part of the legal Amazon, in an area geographically related to the savannah, the area of the plateau and the forest. Hence the name "Amazonico Maranhense Savannah." The way some of these appropriations of Maranhense Savannah in the legal Amazon territory in large scale involves conflicts and contradictions within the sustainable territorial development. In the last three decades came to this region large agribusiness conglomerates of South-Central. It changed its territory, causing in the passage of a rural complex for agro-industrial complex. The region of "Amazonico Maranhense Savannah" established itself as agriculture frontier area and territorial development in the light of implementation of public policies and institutional logistical contributions. As well, favorable natural conditions, fertile land and abundant water, for example. Large projects and agribusiness contributed to highlight the effects of development about society and nature, contributing to increasing population densities and the region's economic dynamism. Therefore, this study examines more strictly the socioeconomic and environmental relationship of sugarcane industry in the city of Campestre of Maranhão. / O presente estudo analisa numa perspectiva mais ampla, as transformações territoriais produzidas no cerrado amazônico maranhense . Estas estão intensamente relacionadas às frentes de expansão e a concepção de fronteira agrícola em evidência. A partir dos anos 1980 se acelera o processo de implantação dos grandes projetos agropecuários e de desenvolvimento na região, que é parte integrante da Amazônia Legal, numa área geograficamente relacionada com o cerrado, a zona da chapada e a floresta. Daí a denominação cerrado amazônico maranhense . O modo como algumas dessas apropriações do cerrado maranhense em território da Amazônia Legal em larga escala implica em conflitos e contradições no âmbito do desenvolvimento territorial sustentável. Nas últimas três décadas vieram para essa região grandes conglomerados agroindustriais do Centro-Sul. Isso modificou o seu território, saindo da condição de complexo rural para um complexo agroindustrial. A região do cerrado amazônico maranhense consolidou-se como área de fronteira agrícola e de desenvolvimento territorial em função da implantação de políticas públicas e de aportes logísticos institucionais. Bem como, condições naturais favoráveis, terras férteis e água em abundância, por exemplo. Os grandes projetos e as agroindústrias contribuíram para dar visibilidade aos efeitos do desenvolvimento sobre a sociedade e a natureza, concorrendo para o aumento da densidade demográfica e para o dinamismo econômico da região. Portanto, esta pesquisa analisa de maneira mais estrita a relação socioeconômica e ambiental da agroindústria canavieira no município de Campestre-MA.