Made available in DSpace on 2018-05-16T12:04:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000488756-Texto+Completo-0.pdf: 24416873 bytes, checksum: 61b6a5e0625a49b1bb008d8f6023eb15 (MD5) Previous issue date: 2018 / Gravity currents are flows generated by the pressure gradient due density differences between two fluids which are in contact. In this work are presented a set of three-dimensional highly resolved direct numerical simulations of particle-laden gravity currents, solved in an original configuration called channel-basin. The focus is on low concentrations gravity currents, where the density differences are small enough for the Boussinesq approximation may be valid. The mathematical model is based on an Eulerian description of the concentration field by using a transport equation, combined with the incompressible Navier-Stokes equations. The equations are solved by the open-source code Incompact3d, which is based on high-order compact schemes for the concentration and velocity fields discretization, and a spectral method for the pressure field. The adopted mathematical modeling allows the particle sedimentation, however there is no possibility of re-suspension of the particles already deposited, nor the bottom deformation due the growth of the sediment layer thikness. The main goal of this reserach is to know how the initial parameters, such as Reynolds number, settling velocity and channel geometry, affect the dynamics of the current spreading. The results have shown that the spreading form is highly dependent of the settling velocity. For the front velocity of the current, the channel geometry and settling velocity are more important when the Reynolds is lower than when it is higher. The sedimentation rate is highly affected by the settling velocity. The increasing of the Reynolds number mainly affects the size of the turbulent structures such as vortex and lobes. The energy budget is strongly dependent of the settling velocity and slightly dependent of the channel geometry and Reynolds number. / Corrente de gravidade são escoamentos que ocorrem devido a um gradiente de pressão gerado, exclusivamente, pela diferença na massa específica entre dois fluidos que entram em contato. Neste trabalho é apresentada uma série de resultados tridimensionais de alta fidedignidade, obtidos através de simulação numérica direta em uma configuração original, aqui denominada de canal-bacia, a qual busca emular a transição entre um escoamento confinado para um não confinado. O foco deste estudo está nas correntes de gravidade de baixas concentrações, onde as diferenças de densidade sejam pequenas o suficiente para que a aproximação de Boussinesq seja válida. O modelo matemático baseia-se em uma descrição Euleriana do campo de concentrações, que usa uma equação de transporte combinada com as equações de Navier-Stokes em sua forma incompressível. A resolução das equações é feita através do código Incompact3d, o qual baseia-se em esquemas compactos de diferenças finitas de alta ordem para a solução da concentração e velocidade, e um método espectral para a solução da pressão. O modelo matemático adotado permite que as partículas se depositem no fundo do domínio, porém não permite que haja a ressuspensão nem que o fundo se deforme pelo aumento da espessura da camada de sedimentos. O objetivo proposto nesta Tese é investigar como os parâmetros iniciais, tais como número de Reynolds, velocidade de queda e a geometria do canal de alimentação afetam a dinâmica de livre espalhamento de correntes conservativas e não conservativas. Os resultados mostram que a forma como as correntes se espalham pelo domínio é altamente dependente da velocidade de queda. A velocidade de propagação da corrente se mostrou mais dependente da geometria do canal e da velocidade de queda para o menor Reynolds do que para o maior.A taxa de sedimentação também apresentou grande sensibilidade às variações da velocidade de queda. O aumento no número de Reynolds afetou, principalmente, o tamanho das estruturas turbulentas, tais como vórtices e lobos. O balanço de energias é fortemente dependente da velocidade de queda, sendo pouca a influência da geometria do canal e do número de Reynolds.

Made available in DSpace on 2014-05-06T02:02:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000457571-Texto+Completo-0.pdf: 10390298 bytes, checksum: e0a909718de3206b7518ce4a359dd921 (MD5) Previous issue date: 2014 / Gravity currents begin when two fluid bodies, with different densities, collides one against other, starting a relative movement in both. This currents are called polydisperses when the excess in density is due to the presence of more than one type of particles, which are characterized by their diameter, diluted in dispersant phase. The purpose of this research is to investigate, using Direct Numerical Simulation (DNS), how different combinations of fine and coarse particles affect the dynamics of the current when two different boundary conditions are imposed on the bottom wall of the domain. There is also interest, using 3D simulation, in investigate how the main tri-dimensional structures influences in its dynamics. Data of an experimental work are used to validate and compare the results for the final deposit profile and front evolution of the current. The suspended mass and complete energy budget are also presented. Two-dimensional simulations showed that the addition of a small amount of fine particles, into a current predominantly composed by coarse particles, affect more significantly the features of the flow than the opposite. Comparisons show us the inability of the two-dimensional simulation to reproduce accurately the intense turbulence generated in 3D, resulting an error in the dissipation term due to convective motion. / Correntes de gravidade tem início quando corpos fluidos de diferentes densidade se encontram, dando início à um movimento relativo entre ambos. Estas correntes são ditas poli-dispersas quando o excesso na densidade acontece pela presença de mais de uma fração granulométrica, caracterizadas pelo diâmetro da partícula, diluídas na fase dispersante. A intenção desta pesquisa é investigar, através da Simulação Numérica Direta (DNS), como a combinação de diferentes proporções iniciais de duas frações granulométricas, uma dita mais fina e a outra dita mais grossa, afeta a dinâmica da corrente. Outro ponto investigado é o comportamento da corrente quando impõe-se, na parede inferior do domínio de cálculo, duas condições de contorno diferentes: a) fluxo de partículas através do fundo; b) fluxo nulo de partículas através do fundo. Busca-se também, através de simulação 3D, determinar como as principais estruturas tridimensionais influenciam nesta dinâmica. Utilizam-se os resultados de um trabalho experimental para validar e comparar os resultados obtidos para o perfil de depósito e evolução da frente da corrente. A quantidade de massa suspensa e o balanço completo de energias são apresentados. Através de simulações 2D foi possível mostrar que a adição de pequenas quantidades de partículas finas, em uma corrente predominantemente composta por partículas grossas, afeta mais as características do escoamento do que o contrário. Comparações mostram a incapacidade da simulação bidimensional reproduzir, de forma precisa, a intensa turbulência gerada em uma simulação tridimensional, o que resulta em erros na estimativa da perda dissipativa devida ao movimento convectivo.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000381334-Texto+Completo-0.pdf: 6367136 bytes, checksum: 716f74010bd32220b99263adadc163cd (MD5) Previous issue date: 2006 / This study aimed to develop a Walking Pattern Evaluation System during Hypogravity Simulation (SAMSH), which included the adaptation of a body suspension device, the instrumentation of a treadmill and the development of a virtual environment. The system was tested using only one subject because this research did not have the objective of validating SAMSH. Cinematic analyses were performed whilst one individual was walking on the treadmill during body weight reduction simulating the gravitational forces of the Moon (reduction of 60%) and Mars (reduction of 30%) with and without virtual reality glasses (Head Mounted Display, HMD). The walking pattern was evaluated by means of knee and ankle electrogoniometers, foot switches placed on the front and back part of the sole region, and five video cameras. Results showed that the body weight reduction during Moon simulation alter the walking pattern, including the increase in Step Time, Contact Time, Step Length and Air Time, and the decrease of Walking Cadence Time (steps per minute). The findings of this study also suggested that hypogravity simulation reduces walking effort. The utilization of the HMD allowed the evaluation of the head position threedimensionally during hypogravity simulation-. The virtual environment reduced postural balance, due to the absence of visual input to the subject, which was evidenced by a protective extension reaction. / Este estudo é referente ao desenvolvimento de um Sistema de Avaliação de Marcha em Simulação de Hipogravidade (SAMSH). Para tal, fez-se necessário o aprimoramento de um Sistema de Suspensão Corporal (SSC) e instrumentação de uma esteira elétrica para a construção de uma plataforma de movimento como uma técnica de locomoção física em um ambiente virtual. O SAMSH foi testado em um único indivíduo, pois este estudo não objetivou sua validação. Foram realizadas análises cinemáticas da marcha de um indivíduo caminhando sobre uma esteira elétrica em diferentes condições de redução de peso corporal (30% simulando gravidade Marciana e 60%, Lunar), com e sem a utilização de óculos de realidade virtual (Head Mounted Display, HMD). Os instrumentos utilizados para o processo de avaliação foram eletrogoniômeros de joelho e tornozelo, footswitches nas porções anterior e posterior da região plantar, e cinco câmeras de vídeo. Os resultados mostraram que uma redução de peso corporal de 60% (Grupo Lua) altera os parâmetros cinemáticos da marcha, aumentando o Tempo de Passada (TP), o Tempo de Contato (TC), o Comprimento de Passada e o Tempo Aéreo (TA) e diminuindo a Cadência da Marcha. Sugerem, igualmente, que em hipogravidade realiza-se menos esforço durante o ato de caminhar. A utilização do HMD durante a marcha sobre a esteira permitiu o rastreamento da posição da cabeça do indivíduo em um espaço tridimensional, apresentando diferenças de acordo com cada condição de redução de peso corporal. Além disso, o bloqueio do sistema visual pela transmissão de cenas virtuais causou déficit da manutenção do equilíbrio postural, o qual foi evidenciado, por exemplo, pela reação de extensão protetora.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-10-10T12:44:38Z No. of bitstreams: 1 2013_LeonardoEvaristoSousa.pdf: 641958 bytes, checksum: 5d23d5f24bdab7cbac2049027af21f4c (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-10-17T13:13:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_LeonardoEvaristoSousa.pdf: 641958 bytes, checksum: 5d23d5f24bdab7cbac2049027af21f4c (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-17T13:13:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_LeonardoEvaristoSousa.pdf: 641958 bytes, checksum: 5d23d5f24bdab7cbac2049027af21f4c (MD5) / Os modelos de gravitação em duas dimensões com adição de matéria possuem duas características interessantes: são passíveis de quantização exata via integrais de trajetória trajetória em seu setor geo- métrico, o que não gera problemas com a separação da geometria em um pano de fundo ao qual se adiciona utuações, e produzem uma teoria efetiva não-local para o campo de matéria, o que permite fazer comparações com teorias não-comutativas . Desta forma, estes modelos bidimensionais se tornam laboratórios teóricos interessantes para o estudo da gravitação quântica. Após uma apresentação do modelo, é feito todo o seu tratamento clássico e sua análise Hamiltoniana. Em seguida, a teoria é quantizada com o uso de métodos perturbativos apenas em sua seção de matéria. Finalmente, é analisada a possibilidade de se obter resultados semelhantes usando não-comutatividade.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo911_1.pdf: 4341148 bytes, checksum: 0bc77f8c9df994929d744b441807369d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Durante o século XX, avanços teóricos e experimentais jogaramuma nova luz sobre o estudo da história e evolução do universo, a Cosmologia. A partir dos trabalhos de Edwin Hubble, a cosmologia moderna pôde ser vista como ciência. Mas foi nas últimas décadas, sobretudo, com o desenvolvimento da cosmologia de precisão e devido a uma melhor compreensão da natureza em seu nível mais fundamental, que a Cosmologia despertou maior interesse científico. Uma das fronteiras da área diz respeito ao universo muito jovem: modelos cosmológicos são baseados em uma teoria de gravitação; no entanto, o paradigma atual de teoria de gravitação, a Relatividade Geral de Einstein, quebra para regimes de energia acima da escala de Planck. Assim, para descrever o universo primitivo, quando a densidade de energia era muito alta, precisamos de uma nova teoria de gravitação. Uma teoria de gravitação capaz de lidar comos efeitos quânticos. Hoje nós temos uma candidata à tal teoria quântica de gravitação: Teoria de Cordas. Nesta dissertação, analisaremos um cenário cosmológico construído sobre Teoria de Cordas, o cenário cosmológico do gás de cordas, proposto originalmente por Robert Brandenberger e Cumrum Vafa. O cenário faz uso de simetrias e dualidades próprias de Teoria de Cordas e do fato de que um gás de cordas possui uma temperatura limitante para descrever o universo primordial e propôr respostas à questões abertas de cosmologia, como a formação da estrutura causal e a dimensionalidade do espaço-tempo. Uma das questões em aberto no cenário é a ocorrência ou não de inflação, uma era de crescimento exponencial do universo, que produz a estrutura causal observada experimentalmente e dilui relíquias produzidas no universo primordial para os níveis observados. Propondo uma interação entre as cordas do gás proporcional a seu acoplamento, estudamos a evolução resultante do universo e sob quais condições podemos ter umperíodo inflacionário

SILVEIRA, Francisco Adevaldo Gonçalves da. Aspectos quânticos da gravidade de Chern-Simons não-comutativa. 2015. 65 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2015-04-09T18:25:03Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_fagsilveira.pdf: 725031 bytes, checksum: c201df24d830719d3e207a3d2678c258 (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2015-04-09T18:32:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_fagsilveira.pdf: 725031 bytes, checksum: c201df24d830719d3e207a3d2678c258 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-09T18:32:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_fagsilveira.pdf: 725031 bytes, checksum: c201df24d830719d3e207a3d2678c258 (MD5) Previous issue date: 2014 / In this paper we investigate what changes the gravitational potential with Chern-Simons term suffers from the addition of the noncommutative theory in space-time. We do this in two cases: the first using only the theory of Einstein-Hilbert and in the second case, adding the term topological Chern-Simons gravity type. The changes that occur are investigating on a scattering of two vector bosons exchanging a graviton. Until we reach a conclusion as the noncommutativity changes the gravitational potential, we will begin our study with a gravity model in low dimensions. After learning how to calculate the graviton propagator for quadratic theory of gravity, we expanded the concepts for a topologically massive gravity. We will review important topics of noncommutative theory in space-time. Finally analyzing the interaction with the graviton field with matter, write the vertex of the theory and find the changes arising from the noncommutativity of the two cases cited above. We found that the noncommutativity alters the shape of the gravitational potential both in origin, leaving him well behaved, as at infinity. / Neste trabalho vamos investigar quais as modificações que o potencial gravitacional com termo de Chern-Simons sofre com a adição da teoria não-comutativa no espaço-tempo. Faremos isto em dois casos: o primeiro utilizando somente a teoria de Einstein-Hilbert e no segundo caso acrescentando o termo de gravidade topológica tipo Chern-Simons. As modificações que estamos investigando ocorrem em um espalhamento de dois bósons vetoriais trocando um gráviton. Até podermos chegar a uma conclusão de como a não comutatividade altera o potencial gravitacional, iremos iniciar nosso estudo com um modelo de gravidade em baixas dimensões. Após apreender como calcular o propagador do gráviton para teoria quadráticas da gravidade, expandimos os conceitos para uma gravidade topologicamente massiva. Revisaremos tópicos importantes da teoria não-comutativa no espaço-tempo. Por fim analisando a interação com campo do gráviton com matéria escreveremos o vértice da teoria e encontraremos as modificações oriundas da não comutatividade dos dois casos citados acima. Verificamos que a não-comutatividade altera a forma do potencial gravitacional tanto na origem, deixando-o bem comportado, quanto no infinito.

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-07-04T18:29:04Z No. of bitstreams: 1 Guilherme Silva de Araújo Sadovski - Dissertação.pdf: 806650 bytes, checksum: 333998d8c772954dd2891f36903361eb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-04T18:29:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guilherme Silva de Araújo Sadovski - Dissertação.pdf: 806650 bytes, checksum: 333998d8c772954dd2891f36903361eb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo principal desta dissertação é o de testarmos a consistência em larga-escala de um modelo de gravidade quântica. Este modelo consiste de uma teoria de YangMills para o grupo de calibre SO(m, n) escrita em um espaço-tempo euclidiano quadridimensional. Ao tomarmos o limite infravermelho, a álgebra do grupo SO(m, n) sofre uma contra¸c˜ao de Inönü-Wigner e é deformada na álgebra de Poincaré, quebrando, assim, a simetria de calibre. Como consequências, temos o surgimento das simetrias locais de Lorentz e a identificação dos campos de calibre com a vierbein, e(x), e a conexão de spin, ω(x). A gravidade resultante é uma teoria efetiva tipo-Einstein-Cartan que contém termos de correção ultravioleta e campo de torção propagante. Uma vantagem deste modelo de gravidade induzida é o surgimento natural de uma constante cosmológica gravitacional que, junto com a constante de Newton, G, pode ser calculada perturbativamente. Utilizamos a métrica FLRW e o ansatz de um espaço-tempo riemanniano para demonstramos que esta gravidade efetiva possui o Modelo Cosmológico Padrão como seu limite infravermelho. Além disso, o setor ultravioleta de teoria prevê uma fase de Sitter hiper-acelerada que pode vir a ser associada à inflação e prevê também a presença de matéria exótica no Universo primordial. / Our main go in this thesis is to test the large-scale consistency of a quantum gravity model. This model consists of a Yang-Mills theory with gauge group SO(m, n) written in a four-dimensional euclidean space-time. In the infrared limit, the SO(m, n) algebra undergoes an In¨on¨u-Wigner contraction to Poincaré algebra and the gauge symmetry is broken. As consequence, Lorentz local symmetries arise and the gauge fields can be identified with a vierbein field, e(x), and a spin connection field, ω(x). The resulting gravity is an effective Einstein-Cartan-like theory with ultraviolet correction terms and propagating torsion field. An advantage of this model is the natural appearance of a gravitational cosmological constant that, along with Newton’s gravitational constant, G, can be calculated perturbatively. Making use of the FLRW metric and the ansatz of a riemannian spacetime we demonstrate that this effective gravity has the Standard Cosmological Model in its infrared sector. Furthermore, the ultraviolet regime foresee a hyper-accelerated de Sitter phase that may prove to be inflationary and also foresee the presence of exotic matter in the early Universe.

A crescente demanda por informações gravimétricas consistentes em âmbito sul-americano, visando, sobretudo, a unificação de um sistema altimétrico para o continente, foi a motivação maior deste trabalho. Nesse contexto, procurou-se evidenciar informações detalhadas, de cunho técnico e operacional, voltadas à execução de levantamentos gravimétricos. Assim, conceitos básicos introdutórios seguidos de uma resenha histórica da gravimetria no Brasil e no mundo, são delineados. É efetuada a proposta de uma nova abordagem para um sistema gravimétrico. Apresentam-se aspectos práticos detalhados sobre o manuseio do gravímetro LaCoste & Romberg. Sugerem-se, adicionalmente, procedimentos metodológicos para as diversas etapas de uma operação gravimétrica. Ao final, à guisa de estudo de caso, disponibilizam-se resultados que são analisados e comparados. / The increasing demand for consistent South American gravimetric informations, aiming, most of all, the unification of a height system for the continent, was the motivation for this work. Within this context, an effort was made to evince detailed technical and operational informations related to the execution of gravimetric surveys. Basic concepts are exposed, followed by a historical summary of gravimetry in Brazil and throughout the world. A proposal of a new approach for a gravimetric system is made and detailed practical aspects on the use of LaCoste & Romberg gravity meter are given. In addition, methodological procedures are suggested for the several stages of a gravimetric operation. Finally, as a case study, results are made available after analysis and comparisons.

Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2017-08-24T14:23:48Z No. of bitstreams: 2 tese_final.pdf_cledenilson.pdf: 18209996 bytes, checksum: fa94e66d990e5575444b4cd9cce2a803 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-24T14:23:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 tese_final.pdf_cledenilson.pdf: 18209996 bytes, checksum: fa94e66d990e5575444b4cd9cce2a803 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2014-09-12 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas - FAPEAM / In this doctoral thesis is characterized and studies the forest-atmosphere interaction through nonlinear tools using data from micrometeorological towers and high-resolution environmental satellites images. We analyzed the forest-atmosphere interaction and characteristics of horizontal heterogeneity regarding the Amazonian experimental sites Sustainable Development Reserve Uatumã (1 56 'S 2 21' S and 59 16 'W 57 57' W) and the Biological Reserve in Jarú Rondônia (10 05 'S 10 19' S and 61 35 'W 61 57' W), which contain primary forest. We analyzed the average aspect vertical wind profile above and inside the canopy structure, such as analytical expressions for it, for example, a hyperbolic tangent function and its variant, considering also the variability of the inflection point of the height of the profile and its relation to the scale of the occurrence of coherent structures. We studied aspects of surface drag and consequences of its existence drains above dense forests. We have investigated the occurrence of gravity waves (GWs) above experimental site in central Amazonia, generated by the ground swell in the nocturnal boundary layer (NBL). We used the number of internal waves to classify Scorer forced by gravity or no topography. To this were certain characteristic scales of rolling terrain for various wind directions between wind north-east and south-east, which are prevalent in the region. Altimetric data were used with a resolution of 30 m, which provided information to detect the characteristic length scales of the terrain undulations in specific directions via multi-scale analysis using the Continuous Wavelet Transform with a Morlet wavelet analyzer. Were also used meteorological data measured in a tower 80 meters high (2 08 '40.0 "S 59 ° 00' 10.0" W) which lies approximately 130 meters above sea level, as part of German-Brazilian scientific project "ATTO" (Amazonian Tall Tower Observatorium) in experimental site of Sustainable Development Reserve Uatumã, northeast of Amazonas. The results showed that most of the GWs detected satisfied the criterion Steeneveld et al. (2009) to characterize waves induced Orografically. Those who did not meet this criterion were detected preferably in two arcs centered on meteorological tower, the first in which the wind direction was between 0° to 45°, and the second, with the wind direction between 120° and 180°. WGs events not forced by the topography are associated with the "Night Regime Turbulence 3" proposed by Sun et al. (2012), where the local effects do not predominate in the generation of turbulence, but effects associated with strong descending air movements and located in time (the top-down phenomena). As part of the characterization of horizontal heterogeneity of the land, we used high spatial resolution satellite imagery (IKONOS, 1 -4 m) to investigate aspects of variability in scale texture regions covered by the forest and deforested area in the Rebio- Jarú. We sought to determine the existence of possible variability patterns in the texture of vegetation cover for scale in both regions covered by forest, pasture, forestpasture, cultivated area and water bodies. The detection of texture characteristic scales was developed through directional study based on the application of Continuous Wavelet Transform Two-dimensional, using the Morlet wavelet function of analyzer. The Recurrence Analysis and its quantifiers was a method of analysis of nonlinear time series used to discriminate regions covered by forests of others with different land uses in the area located west of the Brazilian Amazon from a satellite image of high resolution . This was done as part of efforts to identify and characterize heterogeneity patterns of tropical forest and other areas with coverage in the Amazon region. The results suggest the existence of possible preferential axes of texture patterns in forested areas and specific standards for areas with different land cover and water bodies. In addition to these results and innovative methodologies, the conclusion of this study highlights the importance of adequately characterize the horizontal variability of the land and to investigate aspects of the relationship between this variability and the occurrence of specific physical phenomena in the atmospheric boundary layer. This type of research will point certainly innovative ways to identify the most appropriate parameterization of forest-atmosphere exchange processes in complex terrain. / Nesta tese de doutorado caracteriza-se e estuda-se a interação floresta-atmosfera por meio de ferramentas não-lineares utilizando dados de torres micrometeorológicas e de imagens de alta resolução de satélites ambientais. Foram analisadas a interação floresta-atmosfera e características da heterogeneidade horizontal referentes aos sítios experimentais amazônicos de Reserva de Desenvolvimento Sustentável de Uatumã (1º 56' S 2º 21' S e 59º 16' W 57º 57' W) e da Reserva Biológica do Jarú em Rondônia (10º 05' S 10º 19' S e 61º 35' W 61º 57' W), os quais contêm floresta primária. Foram analisados aspectos do perfil vertical do vento médio acima e no interior do dossel florestal, tais como expressões analíticas para ele, como, por exemplo, a função tangente hiperbólica e variante suas, considerando-se inclusive a variabilidade da altura do ponto de inflexão do perfil e sua relação com a escala de ocorrência de estruturas coerentes. Foram estudados aspectos do arrasto superficial e consequências de sua existência em escoamentos acima de florestas densas. Procurou-se investigar a ocorrência de ondas de gravidade (OGs) acima de sítio experimental na Amazônia central, geradas pela ondulação do terreno na camada limite noturna (CLN). Utilizouse o número de Scorer para classificar ondas internas de gravidade forçadas ou não pela orografia. Para isso foram determinadas escalas características das ondulações do terreno para várias direções do vento compreendidas entre vento de norte-leste e de leste-sul, que são predominantes na região. Foram utilizadas imagens altimétricas com resolução de 30 m, as quais forneceram informações para a detecção de escalas de comprimento características das ondulações do terreno em direções específicas, via análise multi-escala, utilizando-se a Transformada Wavelet Contínua, com uma wavelet analisadora de Morlet. Também foram utilizados dados meteorológicos medidos em uma torre de 80 m de altura (2º 08' 40,0" S 59° 00' 10,0" W) que se encontra aproximadamente a 130 m acima do nível do mar, como parte integrante do projeto científico teuto-brasileiro “ATTO” (Amazonian Tall Tower Observatorium), no sitio experimental da Reserva de Desenvolvimento Sustentável de Uatumã, a nordeste do Amazonas. Os resultados mostraram que a maior parte das OGs detectadas satisfizeram o critério de Steeneveld et al. (2009) para caracterização de ondas induzidas orograficamente. Aquelas que não satisfizeram tal critério foram as detectadas preferencialmente em dois arcos, centrados na torre meteorológica, o primeiro, em que a direção do vento esteve entre 0º a 45º, e o segundo, com a direção do vento entre 120º e 180º. Os eventos de OGs não forçadas pela orografia estão associados ao “Regime Noturno de Turbulência 3” proposto por Sun et al. (2012), em que os efeitos locais não predominam na geração de turbulência, mas efeitos associados a fortes movimentos descendentes de ar bem localizados no tempo (fenômenos do tipo top-down). Como parte da caracterização da heterogeneidade horizontal do terreno, utilizouse imagem de satélite de alta resolução espacial (IKONOS, 1 -4 m) para investigar aspectos da variabilidade em escala da textura de regiões cobertas pela por floresta e desmatadas em área da Rebio-Jarú. Procurou-se determinar a existência de possíveis padrões de variabilidade na textura da cobertura vegetal por escala em regiões tanto cobertas por floresta, pastagem, floresta-pastagem, área cultivada e corpos de água. A detecção de escalas características da textura foi desenvolvida por meio de estudo direcional baseado na aplicação da Transformada Wavelet Contínua Bidimensional, com a utilização da função wavelet analisadora de Morlet. A Análise de Recorrência e de seus quantificadores foi um método de análise de séries temporais não lineares utilizados para discriminar regiões cobertas por florestas de outras com distintos usos da terra em área situada a oeste da Amazônia brasileira a partir de uma imagem de satélite de alta resolução. Isso foi efetuado como parte dos esforços para identificar e caracterizar padrões de heterogeneidade da floresta tropical e de áreas com outras coberturas na região amazônica. Os resultados sugerem a existência de possíveis eixos preferenciais de padrões de textura em áreas cobertas por floresta e de padrões específicos para áreas com diferentes coberturas do solo e com corpos de água. Além desses resultados e metodologias inovadoras, a conclusão deste estudo destaca a importância de caracterizar adequadamente a variabilidade horizontal do terreno e de investigar aspectos da relação entre esta variabilidade e a manifestação de fenômenos físicos específicos na camada limite atmosférica. Tal tipo de investigação certamente apontará caminhos inovadores na busca de parametrizações mais adequadas dos processos de troca floresta-atmosfera em terrenos complexos.

Neste trabalho, analisamos o modelo de gravitação dilatônica proposto por Callan, Giddings, Harvey e Strominger (modelo de CGHS). Aplicamos a teoria de vínculos ao modelo e mostramos que só existem vínculos de primeira classe. Em seguida ap0licamos a técnica de BRST-BFV para quantizar a teoria. Mostramos que os fantasmas na função de partição estão desacoplados dos campos e podem ser integrados. Utilizamos uma transformação canônica para escrever os vínculos na forma quadrática, que facilita a quantização da teoria. Para completar a quantização usamos o procedimento de Dirac para obter a álgebra dos vínculos expressa na forma do tensor momento-energia. Existe uma anomalia na álgebra que é apropriadamente eliminada quando adicionamos um termo de improvement à ação. Finalmente usamos o procedimento de Dirac para obter soluções para a função de onda. Isto prova que a teoria de CGHS em duas dimensões é perfeitamente quantizável. / We analyse a theory of gravitation in two dimensions using the hamiltonian formalism. For this purpose we use the CGHS model in the conformal gauge. The theory of constraints shows that we have only first-class constraints. After that, we apply the BRST-BFV technique to quantize the theory. We show that the ghosts in the partition function are decoupled from the fields. Then we integrate the ghosts in the partition function. By a suitable canonical transformation we write the constraints in a quadratic form which facilitates the quantization of the theory. To complete the quantization we use the Dirac procedure to obtain the constraints algebra expressed in the energy-momentum tensor form. There is an anomaly in the algebra which can be suitably eliminated by the addition of an improvement term in the action. Finally we use the Dirac procedure tro obtain solutions for the wave function. This proves that the CGHS theory in two dimensions is quantizable.