O objetivo da pesquisa foi descrever os padrões da dinâmica espaço/temporal dos índices de vegetação do Pampa do Rio Grande do Sul e Uruguai e identificar a relação que se estabelece entre eles e a variabilidade climática interanual. O estudo foi conduzido em áreas de campos ao longo de treze compartimentos na área de estudo. Foram utilizados dados de imagens de séries temporais de índices de vegetação de NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) e EVI (Enhanced Vegetation Index) do sensor MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), medidas de superfície de 20 estações meteorológicas, de dados de MEI (Multivariate ENSO Index), e o índice de seca ARID (Agricultural Reference Index for Drought), para o período de fevereiro de 2000 a agosto de 2011. Os índices de NDVI e EVI apresentam padrões médios temporais similares entre si, com as maiores variabilidades no verão, picos máximos em março e setembro e mínimos valores no inverno. Contudo, o EVI apresentou o maior potencial para a detecção de variações anuais. Nas relações entre a resposta da cobertura vegetal de campos às condições climáticas, observou-se que a variável climática limitante ao crescimento dos campos foi dependente da estação do ano e relacionada às exigências bioclimáticas da vegetação. As oscilações das condições climáticas estacionais atuaram de forma diferente com respeito à região e à estação do ano na resposta dos índices de vegetação. A alta variabilidade interanual observada nas variáveis meteorológicas em parte foi associada ao fenômeno El Niño/Oscilação Sul (ENOS). Foi observada sazonalidade no padrão de relações entre a condição hídrica e o desenvolvimento vegetativo dos campos da região, em que o índice de seca ARID demonstrou ser eficiente para retratar espaço-temporalmente os efeitos de estresse hídrico nos campos do Pampa. Verificaram-se relações inversas entre o índice ARID e a resposta da vegetação, sendo que as maiores correlações ocorreram no verão. A variabilidade espacial que se observa na vegetação de campos, em resposta as variações de solo, relevo e manejo, não altera o padrão das relações observadas, mas sim a sua intensidade. Os resultados obtidos mostram que o que determina o padrão temporal no vigor vegetativo dos campos do Pampa do RS e Uruguai é a condição climática da região. A composição florística e o tipo de solo modulam este padrão, enquanto as condições meteorológicas são as responsáveis pela sua variabilidade interanual. Os índices de vegetação apresentam potencial para retratar as relações entre a variabilidade espaço-temporal dos padrões de vegetação campestre e o clima do Pampa do Rio Grande do Sul e Uruguai. / The objectives of the present research are to describe the patterns of the time/space dynamics of vegetation indices in the Pampa of Rio Grande do Sul and identify the relations established between these indices and the inter-annual climate variability. This study was performed over pasture regions that were partitioned in thirteen grassland over the research area. We used image data from different time series of NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), EVI (Enhanced Vegetation Index) from the MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) sensor, and surface metrics collected from 20 different weather stations, time series from MEI (Multivariate ENSO Index) data, and results from estimated indices of drought ARID (Agricultural Reference Index for Drought), from February 2000 to August 2011. The NDVI and EVI indices have presented similar average time patterns, with highest peaks in the summer season and minimal values in the winter. However, the EVI presented a higher potential for the detection of annual variations. In the relations between the responses of grassland vegetation coverage to the climatic conditions, we observed that the annual season was the growth-limiting variable for the pasture growth and this was related to the bioclimatic requirements of vegetation. The oscillations in the seasonal climatic conditions had different effects on the response of vegetation indices towards the region and annual season. The high inter-annual variability observed in the meteorological variables responsible for these oscillations was partially associated to the El Niño South Oscillation (ENSO) phenomenon. We observed seasonality in the relationship patterns between the hybrid condition and the vegetative development of the regional pastures, whereas the drought index ARID was efficient for describing special-time effects of hydric stress in the Pampa grasslands. We verified inverse relationships with the response of vegetation, whereas highest correlations occurred in the summer. The spatial variation observed in the grasslands vegetation, in response to soil variations, altitude, and management, did not change the patterns of the relations observed, although they have changed their intensity. The present results show that the local climatic conditions are the critical feature that determines the temporal pattern of the vegetation vigor of pastures in the Pampa of RS and Uruguay. The floristic composition and the type of soil modulated this pattern, whereas the meteorological conditions were responsible their inter-annual variability. The vegetation indices were revealed as potential representatives for describing the relations between the spacetime variations in the patterns of grassland vegetation and climate in Pampa of Rio Grande do Sul and Uruguay.

O objetivo da pesquisa foi caracterizar, espacial e temporalmente, os padrões, a variabilidade e a tendência do NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) dos grandes grupos vegetais do Rio Grande do Sul e sua relação com a variabilidade climática. Foram utilizadas imagens de NDVI da série GIMMS (Global Inventory Modeling and Mapping Studies) do AVHRR-NOAA (Advanced Very High Resolution Radiometer - National Oceanic and Atmospheric Administration); dados de precipitação pluvial, insolação, temperaturas do ar (mínima, média e máxima) de 14 estações meteorológicas; e dados de TSM da região do Niño 3.4, de janeiro de 1982 a dezembro de 2008. Análises espaçotemporais do NDVI e de correlação com as variáveis meteorológicas e TSM foram realizadas. Os resultados mostraram que através dos perfis temporais de NDVI é possível monitorar as variações fenológicas da vegetação em decorrência da sua dinâmica temporal. Existe variabilidade anual e interanual do NDVI, a qual pode ser observada através das imagens da série GIMMS, assim como, as anomalias no padrão normal da vegetação podem ser detectadas. As tendências de clima mais quente e úmido, não resultam em tendências lineares de aumento do NDVI. No entanto, regionalmente, observa-se, através das tendências não-lineares, aumento ou redução deste índice. Existe associação entre a TSM da região do Niño 3.4 e as variáveis meteorológicas: precipitação pluvial no inverno, primavera, verão e anual; insolação no verão, outono e primavera; e, temperaturas do ar no inverno. A dinâmica sazonal da vegetação está associada às condições meteorológicas, sendo que a variável meteorológica limitante ao crescimento depende da estação do ano. A precipitação pluvial está relacionada ao NDVI, principalmente, no verão, enquanto que no inverno a correlação do NDVI é maior com as temperaturas. Análises espaço-temporais e de anomalias no padrão normal da vegetação mostram valores maiores de NDVI associados, em geral, a eventos El Niño, enquanto que, menores a eventos La Niña. A variabilidade de NDVI permite agrupar regiões homogêneas, de forma a identificar e mapear os principais grupos vegetais, os quais apresentam um padrão sazonal típico, porém, com variações de amplitude de NDVI entre eles. / The objective of the research was to characterize the spatiotemporal pattern, variability and trend of NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) of vegetable groups of Rio Grande do Sul State and its relationship to climate variability. NDVI data from GIMMS series (Global Inventory Modeling and Mapping Studies) of NOAA-AVHRR (National Oceanic and Atmospheric Administration - Advanced Very High Resolution Radiometer), meteorological data (precipitation, sunshine duration and minimum, average and maximum air temperatures) from 14 stations and SST (Sea Surface Temperature) data from Niño 3.4 region over the period from January 1982 to December 2008 were used. NDVI spatiotemporal analyses and its correlation with the meteorological variables and SST were performed. The results showed that through NDVI temporal profiles it is possible to monitor the seasonal vegetation dynamics. There is annual and interannual variability of NDVI, which can be observed through GIMMS images. Also the anomalies in the normal vegetation pattern can be detected. Trend of warmer and wetter climate, does not result on NDVI linear trend of increasing. However, regionally, increase or decrease trends in this index are observed. There is association between the SST from Niño 3.4 region and precipitation in winter, autumn, spring and annual; sunshine duration in summer, autumn and spring seasons, and with air temperatures in winter. The seasonal dynamics of vegetation was related to weather conditions, with the limiting meteorological variable to growth dependent on the season. Precipitation is related to the NDVI mainly in summer, while in winter the relationship with temperatures is higher. Spatiotemporal analyses and anomalies in the normal pattern of vegetation show the highest NDVI values associated, in general, to El Niño events, whereas smaller than El Niño, in La Niña events. The NDVI variability allows grouping homogeneous regions in order to identify and mapping the main vegetable groups, which show a typical seasonal pattern, however, with NDVI variations between their.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, Programa de Pós-Graduação em Geografia, 2014. / Submitted by Laura Conceição (laurinha.to@gmail.com) on 2014-11-28T15:26:44Z No. of bitstreams: 1 2014_EltonKleitonAlbuquerquedeAlmeida.pdf: 3392592 bytes, checksum: 427c4229a5de26ed50fe763f971e0040 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-11-28T18:07:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_EltonKleitonAlbuquerquedeAlmeida.pdf: 3392592 bytes, checksum: 427c4229a5de26ed50fe763f971e0040 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-28T18:07:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_EltonKleitonAlbuquerquedeAlmeida.pdf: 3392592 bytes, checksum: 427c4229a5de26ed50fe763f971e0040 (MD5) / A presente pesquisa teve como objetivo principal estudar as correlações entre as internações por doenças respiratórias como asma, pneumonia, bronquite aguda, bronquiolite aguda, bronquite crônica, enfisema e outras doenças pulmonares obstrutivas crônicas, com as variáveis meteorológicas: precipitação pluviométrica, pressão atmosférica, umidade relativa e temperatura do ar (máxima, mínima e média) na população urbana do Distrito Federal, entre os anos de 2003 a 2012. Os dados das variáveis meteorológicas adotados nesta pesquisa foram obtidos da estação climatológica de Brasília, mantida pelo Instituto Nacional de Meteorologia. Os dados de internação hospitalar por doenças respiratórias utilizados nesta pesquisa foram disponibilizados pela Secretaria de Estado de Saúde do Distrito Federal e também pelo Ministério da Saúde. As análises de correlação apresentaram boas correlações com os casos de internação hospitalar por doenças respiratórias, revelando que a sazonalidade dos casos de internação por doenças respiratórias no Distrito Federal ficou bem evidente, comprovando que as patologias desse grupo tem, predominantemente, relação inversa com a precipitação pluviométrica, temperaturas máxima, média e mínima e umidade relativa do ar, e relação direta com a pressão atmosférica. Por tanto, as maiores incidência de casos dessas internações hospitalares ocorreram entre os meses de março a setembro, período com maiores índices de pressão atmosférica e menores índices das demais variáveis meteorológicas investigadas nesta pesquisa. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This research aimed to study the correlation between hospital admissions for respiratory diseases such as asthma, pneumonia, acute bronchitis, acute bronchiolitis, chronic bronchitis, emphysema and other chronic obstructive pulmonary diseases, with weather variables: precipitation, atmospheric pressure, humidity and on the air (maximum, minimum and average) in the urban population of the Federal District, between the years 2003 to 2012 temperature. The data of the meteorological variables adopted in this research were obtained from meteorological station of Brasilia, maintained by the National Institute of Meteorology. The data of hospitalization for respiratory diseases used in this research were provided by the State Department of Health of the Federal District, and also by the Ministry of Health Correlation analysis showed good correlations with the cases of hospitalization due to respiratory diseases, revealing that seasonality cases of hospitalization for respiratory diseases in the Federal District was evident, confirming that the pathologies of this group has predominantly inverse relationship with rainfall, maximum, mean and minimum temperatures and relative humidity, and direct relationship with the atmospheric pressure. Therefore, the highest incidence rates of these hospitalizations occurred between the months of March to September period with higher levels of air pressure and lower levels of other meteorological variables investigated in this research.

O consumo de pêssego se expandiu no Brasil durante a última década. A Região do Alto e Médio Vale do Uruguai, RS, apresenta características potencialmente favoráveis ao cultivo do pessegueiro. Ao avaliar a adaptação de uma cultivar de pessegueiro a uma região, é necessário conhecer o clima e a fenologia das plantas, relacionando-a com horas de frio (HF) para saída da endodormência e com graus-dia (GD) para o seu desenvolvimento. O entendimento das relações entre fenologia e meteorologia contribui para melhorar o manejo da cultura. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o clima regional e determinar o comportamento do pessegueiro nas condições meteorológicas locais. Para a caracterização climática, sistematizaram-se dados de Iraí, RS e, a partir de uma imagem de altitudes e equações derivadas, produziram-se imagens usando o programa IDRISI. Foram observadas fenologia, fenometria e qualidade de fruto nos anos de 2000 a 2003 e 2005 a 2007, de 18 cultivares. Determinaram-se início e fim de brotação, floração, crescimento e maturação; diâmetro de fruto, firmeza de polpa, sólidos solúveis e acidez titulável. Os dados meteorológicos de precipitação pluvial (PP) foram medidos no local do experimento e os de temperatura do ar, HF (<7, 10, 12 e 15ºC) e GD foram estimados de Iraí e Santo Augusto, RS. Climaticamente a precipitação pluvial mensal variou de 132 a 195mm, com média anual de 1850mm e nas imagens, as HF (<7ºC) variaram entre 94 a 426, com média de 277; o risco de geada foi de 20 a 37%. Para floração, as cultivares Precocinho e Fla foram precoces e as Pilz e Coral e Eldorado, tardias. Nos anos de fenologia, as HF anuais variaram de 156 a 389 (<7ºC) e de 1293 a 1727 (<15ºC). Pela fenologia, determinaram-se às HF e os GD necessários das cultivares. Houve relação positiva entre HF e tempo para brotar e florescer, demonstrando que após sair da endodormência a planta necessita GD para entrar na fase vegetativa. A relação entre nº de dias com PP e duração da floração foi positiva, sugerindo que dias nublados alongam e dias com brilho solar encurtam o período. / The consumption of peach increased in Brazil during the last decade. The region of the Region of the High and Middle Valley of Uruguai, in Rio Grande do Sul State (RS), provides favorable characteristics for growing peach. The adaptation of peach cultivar in a certain region has the necessity of knowing the climate conditions and evaluating the plants phenology, in terms of chilling hours (CH) for endormency and degree-days (DD) for the plant development. Understanding the relationship between phenology and weather contributes for facilitating the crop management. This study aimed to characterize the regional climate and to determine the behavior of peach in the local weather conditions. Climatological data from Iraí, RS were systematized for characterizing the regional climate, and with a image of altitudes and derived equations, images were elaborated by using the IDRISI software. Cultivars were described in terms of phenology, fenometry and fruit quality, from 2000 to 2003 and, 2005 to 2007 of 18 cultivars. The beginning and the end of budding, flowering, growth and maturation of fruit, fruit diameter, flesh firmness, soluble solids and titratble acidity were determined. Data of rainfall were measured at the experimental site while the air temperature, CH (below 7, 10, 12 and 15ºC) and DD were estimated from Iraí and Santo Augusto, RS. Climatically the monthly rainfall ranged from 132 to 195mm, with annual average of 1,850mm. In the images generated, the CH (below 7ºC) ranged from 94 to 426, with an average of 277. The risk of frost ranged from 20 to 37%. For flowering, the Precocinho and Fla cultivars were earlier, while cv. Pilz and Coral were later. During the period of phenological observations, the annual CH ranged from 156 to 389 (below 7ºC) and from 1,239 to 1,727 (below 15ºC). The phenology of the studied cultivars, were characterized in terms of CH and DD necessary for each one. A positive relationship between CH and time in days for starting the budding and flowering was observed. This relationship shows that plants has entered into ecodormancy but didn’t have accumulated sufficient DD. A positive relationship between number of rainy days and duration of flowering was detected, suggesting that cloudy days prolong this period, while sunny days reduce the same period.

Baseado na demanda de instituições oficiais para geração de informações objetivas sobre o rendimento da cultura do arroz irrigado, o objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade do uso de imagens MODIS na estimativa de rendimento de arroz irrigado no Estado do Rio Grande do Sul. O estudo foi realizado usando-se dois conjuntos de dados abrangendo as seis regiões orizícolas do Rio Grande do Sul. O primeiro conjunto, referentes às safras 1982/1983 até 2005/2006, foi de dados meteorológicos de temperatura mínima do ar, radiação solar global e dados de estatísticas agrícolas de rendimento e área cultivada de arroz irrigado. O segundo conjunto considerou as imagens dos índices de vegetação NDVI e EVI provenientes do sensor MODIS, das safras de 2000/2001 até 2005/2006. A partir desses dados foram feitas análises de tendência tecnológica dos rendimentos e estabelecidos os indicadores agrometeorológicos e espectrais para o ajuste de modelos de estimativa de rendimento de arroz irrigado no Estado. Os resultados mostraram que existe tendência tecnológica de incremento nos rendimentos de arroz irrigado no Estado; os perfis espectrais (NDVI e EVI) das áreas de arroz irrigado são típicos de áreas cultivadas, com valores baixos no período de implementação da cultura, crescentes durante o desenvolvimento vegetativo, atingindo os valores máximos durante o enchimento de grão e decrescentes a partir da maturação fisiológica dos grãos. A variabilidade interanual desses perfis é devida, principalmente, às variações das condições meteorológicas; existe uma relação curvilinear entre NDVI e EVI, entretanto ambos índices apresentam um perfil médio similar, com o NDVI apresentando valores maiores do que o EVI; as variáveis meteorológicas radiação solar global e dias com temperatura mínima do ar menor ou igual a 15°C e as imagens de NDVI e EVI provenientes do sensor MODIS podem ser usadas como indicadores do rendimento do arroz irrigado. Os modelos agrometeorológicos e agrometeorológicos-espectrais ajustados apresentam características de precisão, fácil implementação e baixo custo, podendo, portanto, serem introduzidos ao programa nacional de previsão de safras. Embora o período de dados ainda seja reduzido para resultados conclusivos existe a tendência de melhora nas estimativas de rendimento de arroz irrigado no Rio Grande do Sul a partir da incorporação de dados provenientes de imagens MODIS. / Based on the demand of official institution for objective information about the irrigated rice yield, the aim of this research was to evaluate the possibility to use MODIS images for the irrigated rice yield forecasts in Rio Grande do Sul State, Brazil. This study was carried out using two data sets involving the six rice production regions of Rio Grande do Sul. The first data set, relative to the crop years from 1982/1983 to 2005/2006, was meteorological data of the minimum air temperature and global solar radiation, and data of the agricultural statistics about the irrigated rice yield and crop area. The second data set was the vegetation indexes images, NDVI and EVI, obtained from the MODIS sensor, referent to the crop years from 2000/2001 to 2005/2006. From these data, analyzes of yield technological tendencies were made, and the agrometeorological and spectral indicators for the adjustment of the irrigated rice yield models in the State was established. The results showed that there is a technological tendency of increasing the irrigated rice yield in the State; the spectral profiles (NDVI and EVI) of the irrigated rice areas are typical of crop areas, with low values during the implementation crop period, increasing values during the vegetative development, reaching the highest values during the grain-filling period and decreasing values during the grain physiological maturity. The interannual variability of these profiles occurs mainly due to the variations of the meteorological conditions; there is a curvilinear relationship between NDVI and EVI, however, both vegetation indexes show a similar mean profile, with NDVI values higher than EVI ones; the meteorological variables – global solar radiation and days with minimum air temperature below or equal to 15°C – and the NDVI and EVI images from the MODIS sensor can be used as indicators of the irrigated rice yield. The adjusted agrometeorological and agrometeorological-spectral models show characteristics of accuracy, easy implementation and low cost making them able to be introduced to the national program of crop forecast. Although the period of data are still reduced for final conclusions, there is a tendency of improvement of the irrigated rice yield estimates in Rio Grande do Sul through the incorporation of data from MODIS images.

Radiação solar, precipitação, vento, temperatura e umidade do ar são os elementos de maior influência sobre o desenvolvimento e a produção de videiras. Em microescala eles podem ser alterados pelo uso de cobertura plástica sobre vinhedos, visando melhorar a produção e a qualidade das uvas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar alterações micrometeorológicas causadas pelo uso de plástico sobre vinhedos e seus efeitos no desenvolvimento e produção de videira Niágara Rosada. O estudo foi conduzido num vinhedo em cultivo orgânico, no sistema latada, em Bento Gonçalves, RS, na safra 2007/08. Cinco linhas de plantas foram cultivadas sob plástico transparente (160 µm) em arcos descontínuos. Ao lado, foram mantidas linhas descobertas como controle. Nos dois ambientes foram monitoradas radiação fotossinteticamente ativa (RFA), temperatura e umidade do ar, ao nível do dossel e dos cachos, e velocidade do vento. Calculou-se a eficiência de interceptação do dossel para RFA, o acúmulo de graus-dia e a evapotranspiração de referência (ETo). Foram monitorados fenologia, índice de área foliar (IAF), peso e diâmetro de bagas, teor de sólidos solúveis e acidez total titulável, incidência de doenças fúngicas e rendimento de frutos. A cobertura reduziu em 34% a RFA incidente e aumentou a temperatura do ar junto ao dossel, com maior efeito nas máximas diárias (+3,1ºC). Ela reduziu em 93% a velocidade média do vento. No período diurno o ambiente coberto teve menor umidade relativa, maior pressão de vapor e maior déficit de saturação que em céu aberto. Com isto, ETo foi reduzida em 11% pela cobertura. A eficiência média de interceptação de RFA foi 0,59 no vinhedo descoberto e 0,56 no coberto, com respectivos máximos de 0,79 e 0,75 na mudança de cor das bagas, quando IAF foi máximo (2,1 e 2,5). A cobertura acelerou o desenvolvimento das videiras até a maturação das uvas, mas retardou a queda de folhas. Ela também promoveu maior IAF e maior duração da área foliar, com melhor condição fitossanitária das plantas. Não foi observada incidência de doenças fúngicas no vinhedo coberto. A cobertura proporcionou aumento na produção de uvas de 12,3 para 27,1 t ha-¹. Portanto, o uso de cobertura plástica sobre vinhedos é uma alternativa importante visando à produção de uvas de mesa na região da Serra Gaúcha em sistemas de cultivo orgânico. / Solar radiation, rainfall, wind, air temperature, and air humidity have a great influence on the development and yield of grapevines. In a micro scale level these elements can be modified by using plastic covering on vineyards, allowing to improvements of production and quality of grapes. The objective of this study was to quantify microclimatic alterations caused by the plastic covering, as well as to evaluate its effects on the plant development and production of grapevines cv. Niágara Rosada. A field experiment was carried out in a three-year old vineyard, in Bento Gonçalves, RS, during the 2007/08 growing season. Five rows of plants were grown under a transparent plastic film (160 µm) in discontinuous arcs. The rest of the vineyard was kept in open sky, as control. In both the environments the photosynthetically active radiation (PAR), air temperature and humidity, and wind velocity were monitored. The efficiency of PAR interception, degree-days accumulation, and reference evapotranspiration (ETo) were estimated. The crop phenology and leaf area index (LAI), the weight, diameter, sugar concentration and acidity in grapes, as well as the incidence of fungal diseases and fruit yields were determined. The plastic covering reduced in 34% the incident PAR on the canopy, but increased the air temperature, in particular the maximum daily temperature (+3.1°C). It reduced the wind velocity in 93% in comparison to open air. During the day, the air relative humidity was reduced, while the water vapor pressure and the vapor pressure deficit were increased under the covering. ETo in the covered environment was 89% of ETo in open air. The mean efficiency of PAR interception was 0.59 and 0.56 for the uncovered and covered vineyards, respectively. Maximum efficiencies rose to 0.79 and 0.75 at beginning of grape maturation, with maximum LAI (2.1 and 2.5). The coverage has accelerated the plant development until the fruit maturation, but delayed the senescence of leaves. It has also promoted increments of LAI and leaf area duration, and prevented the incidence of fungal diseases on the covered vineyard. The grape yields were 12.3 and 27.1 t ha-¹ in the uncovered and covered vineyards, respectively. Therefore, the use of plastic covering over vineyards seems to be an important alternative practice for producing table grapes in organic cultivation systems, in the Serra Gaúcha region of Rio Grande do Sul, Brazil.

O estudo e a previsão dos sistemas de tempo, e suas variantes, é cada vez mais uma preocupação constante e difundida no meio cientifico. Esta necessidade torna-se imprescindível, à medida que tais eventos podem causar irreparáveis perdas materiais e humanas, com forte influência no seu desenvolvimento econômico e social. O BRAMS (Brazilian Regional Atmospheric Modeling System), modelo de mesoescala, tem como característica principal o aninhamento de grades, permitindo assim obter o comportamento de escala sinótica e microescala em uma única simulação. Este recebe como informações de entrada, dados de observações de superfície e altitude, subprodutos gerados de satélite ou então resultados de modelos numéricos, e estes dados necessitam estar em arquivo com formato compatível com o código do mesmo, para serem processados posteriormente. O objetivo deste trabalho foi utilizar dados provenientes do Satélite LANDSAT 5 TM (Land Remote Sensing Satellite – Thematic Mapper), para substituição das informações de vegetação e informações de altimetria da missão SRTM (Shutle Radar Topography Mission), utilizando estas informações como dados de entrada no mesmo, melhorando assim a representação das características físicas da região. A Região Metropolitana de Porto Alegre, foi a escolhida como área de estudo e especificamente foi testada a diferença quanto à simulação do modelo sem e com a implementação. Com o intuito de abranger completamente a área de estudo foram utilizadas 2 cenas do sensor TM, para a composição de mosaico de imagens, gerado originalmente com resolução espacial de 30 metros. Este mosaico foi editado, e submetido a uma classificação supervisionada através do Método da Máxima Verossimilhança com uma qualidade final na classificação de 99,7%. Após a classificação o mosaico foi reamostrado para 500 metros de resolução espacial, também foi feita uma adequação da codificação da classificação de acordo com os códigos do BRAMS. As simulações compreenderam às 24 horas do dia 9 de janeiro de 2007. Para a análise da contribuição da topografia e vegetação, foram analisadas as saídas do modelo. O resultado desta interação pode ser observado no campo de algumas variáveis meteorológicas, como direção do vento, temperatura e umidade relativa, que apresentaram comportamento distinto em cada simulação, demonstrando uma diferença qualitativa entre as duas simulações. / The study and attempt to predict weather, systems and its variants, is increasingly a constant concern of science and it is widely disseminated in the scientific field. This requirement becomes imperative, to the extent that such events can cause irreparable human and material losses, with strong influence in their social and economic development. The Brazilian Regional Atmospheric Modeling System – BRAMS, a mesoscale model, which has nesting grids as a main feature, therefore it obtains the scaling synoptic and microscale behavior on just a single simulation. It receives incoming information, surface observations and altitude data, by-products generated by satellite or numerical model results, and these data need to be set into a file format that is compatible to the code, in order to be processed later. The purpose of this work was to utilize satellite data from the LANDSAT 5 TM (Land Remote Sensing Satellite – Thematic Mapper) for the replacement of vegetation and altitude data obtained during the SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), using this information as an input data on it, thus improving the representation of the physical features of the chosen region. The metropolitan region of Porto Alegre was chosen as the study area, and the difference as to the simulation of the model was specifically tested, with and without implementation. In order to completely cover the study area, two image scenes were used from the TM sensor for the mosaic composition, originally generated with a 30-meter spatial resolution. The mosaic was edited, and then submitted to a supervised classification through Maximum Likelihood Method with a final quality classification of 99.7%. After submitting the mosaic to sorting, it was resample into a 500-meter spatial resolution, it has been also made an appropriateness of the codification of classification according to BRAMS’ codes. The simulations comprised the 24 hours of January 9th 2007. For the analysis of the contribution of topography and vegetation, the model outputs were analyzed. The result of this interaction may be observed in the field of meteorological variables, such as some wind directions, temperature and relative humidity, which have distinct behavior at each simulation, demonstrating a qualitative difference between the two simulations.

O objetivo da pesquisa foi caracterizar, espacial e temporalmente, os padrões, a variabilidade e a tendência do NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) dos grandes grupos vegetais do Rio Grande do Sul e sua relação com a variabilidade climática. Foram utilizadas imagens de NDVI da série GIMMS (Global Inventory Modeling and Mapping Studies) do AVHRR-NOAA (Advanced Very High Resolution Radiometer - National Oceanic and Atmospheric Administration); dados de precipitação pluvial, insolação, temperaturas do ar (mínima, média e máxima) de 14 estações meteorológicas; e dados de TSM da região do Niño 3.4, de janeiro de 1982 a dezembro de 2008. Análises espaçotemporais do NDVI e de correlação com as variáveis meteorológicas e TSM foram realizadas. Os resultados mostraram que através dos perfis temporais de NDVI é possível monitorar as variações fenológicas da vegetação em decorrência da sua dinâmica temporal. Existe variabilidade anual e interanual do NDVI, a qual pode ser observada através das imagens da série GIMMS, assim como, as anomalias no padrão normal da vegetação podem ser detectadas. As tendências de clima mais quente e úmido, não resultam em tendências lineares de aumento do NDVI. No entanto, regionalmente, observa-se, através das tendências não-lineares, aumento ou redução deste índice. Existe associação entre a TSM da região do Niño 3.4 e as variáveis meteorológicas: precipitação pluvial no inverno, primavera, verão e anual; insolação no verão, outono e primavera; e, temperaturas do ar no inverno. A dinâmica sazonal da vegetação está associada às condições meteorológicas, sendo que a variável meteorológica limitante ao crescimento depende da estação do ano. A precipitação pluvial está relacionada ao NDVI, principalmente, no verão, enquanto que no inverno a correlação do NDVI é maior com as temperaturas. Análises espaço-temporais e de anomalias no padrão normal da vegetação mostram valores maiores de NDVI associados, em geral, a eventos El Niño, enquanto que, menores a eventos La Niña. A variabilidade de NDVI permite agrupar regiões homogêneas, de forma a identificar e mapear os principais grupos vegetais, os quais apresentam um padrão sazonal típico, porém, com variações de amplitude de NDVI entre eles. / The objective of the research was to characterize the spatiotemporal pattern, variability and trend of NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) of vegetable groups of Rio Grande do Sul State and its relationship to climate variability. NDVI data from GIMMS series (Global Inventory Modeling and Mapping Studies) of NOAA-AVHRR (National Oceanic and Atmospheric Administration - Advanced Very High Resolution Radiometer), meteorological data (precipitation, sunshine duration and minimum, average and maximum air temperatures) from 14 stations and SST (Sea Surface Temperature) data from Niño 3.4 region over the period from January 1982 to December 2008 were used. NDVI spatiotemporal analyses and its correlation with the meteorological variables and SST were performed. The results showed that through NDVI temporal profiles it is possible to monitor the seasonal vegetation dynamics. There is annual and interannual variability of NDVI, which can be observed through GIMMS images. Also the anomalies in the normal vegetation pattern can be detected. Trend of warmer and wetter climate, does not result on NDVI linear trend of increasing. However, regionally, increase or decrease trends in this index are observed. There is association between the SST from Niño 3.4 region and precipitation in winter, autumn, spring and annual; sunshine duration in summer, autumn and spring seasons, and with air temperatures in winter. The seasonal dynamics of vegetation was related to weather conditions, with the limiting meteorological variable to growth dependent on the season. Precipitation is related to the NDVI mainly in summer, while in winter the relationship with temperatures is higher. Spatiotemporal analyses and anomalies in the normal pattern of vegetation show the highest NDVI values associated, in general, to El Niño events, whereas smaller than El Niño, in La Niña events. The NDVI variability allows grouping homogeneous regions in order to identify and mapping the main vegetable groups, which show a typical seasonal pattern, however, with NDVI variations between their.

O objetivo da pesquisa foi descrever os padrões da dinâmica espaço/temporal dos índices de vegetação do Pampa do Rio Grande do Sul e Uruguai e identificar a relação que se estabelece entre eles e a variabilidade climática interanual. O estudo foi conduzido em áreas de campos ao longo de treze compartimentos na área de estudo. Foram utilizados dados de imagens de séries temporais de índices de vegetação de NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) e EVI (Enhanced Vegetation Index) do sensor MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), medidas de superfície de 20 estações meteorológicas, de dados de MEI (Multivariate ENSO Index), e o índice de seca ARID (Agricultural Reference Index for Drought), para o período de fevereiro de 2000 a agosto de 2011. Os índices de NDVI e EVI apresentam padrões médios temporais similares entre si, com as maiores variabilidades no verão, picos máximos em março e setembro e mínimos valores no inverno. Contudo, o EVI apresentou o maior potencial para a detecção de variações anuais. Nas relações entre a resposta da cobertura vegetal de campos às condições climáticas, observou-se que a variável climática limitante ao crescimento dos campos foi dependente da estação do ano e relacionada às exigências bioclimáticas da vegetação. As oscilações das condições climáticas estacionais atuaram de forma diferente com respeito à região e à estação do ano na resposta dos índices de vegetação. A alta variabilidade interanual observada nas variáveis meteorológicas em parte foi associada ao fenômeno El Niño/Oscilação Sul (ENOS). Foi observada sazonalidade no padrão de relações entre a condição hídrica e o desenvolvimento vegetativo dos campos da região, em que o índice de seca ARID demonstrou ser eficiente para retratar espaço-temporalmente os efeitos de estresse hídrico nos campos do Pampa. Verificaram-se relações inversas entre o índice ARID e a resposta da vegetação, sendo que as maiores correlações ocorreram no verão. A variabilidade espacial que se observa na vegetação de campos, em resposta as variações de solo, relevo e manejo, não altera o padrão das relações observadas, mas sim a sua intensidade. Os resultados obtidos mostram que o que determina o padrão temporal no vigor vegetativo dos campos do Pampa do RS e Uruguai é a condição climática da região. A composição florística e o tipo de solo modulam este padrão, enquanto as condições meteorológicas são as responsáveis pela sua variabilidade interanual. Os índices de vegetação apresentam potencial para retratar as relações entre a variabilidade espaço-temporal dos padrões de vegetação campestre e o clima do Pampa do Rio Grande do Sul e Uruguai. / The objectives of the present research are to describe the patterns of the time/space dynamics of vegetation indices in the Pampa of Rio Grande do Sul and identify the relations established between these indices and the inter-annual climate variability. This study was performed over pasture regions that were partitioned in thirteen grassland over the research area. We used image data from different time series of NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), EVI (Enhanced Vegetation Index) from the MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) sensor, and surface metrics collected from 20 different weather stations, time series from MEI (Multivariate ENSO Index) data, and results from estimated indices of drought ARID (Agricultural Reference Index for Drought), from February 2000 to August 2011. The NDVI and EVI indices have presented similar average time patterns, with highest peaks in the summer season and minimal values in the winter. However, the EVI presented a higher potential for the detection of annual variations. In the relations between the responses of grassland vegetation coverage to the climatic conditions, we observed that the annual season was the growth-limiting variable for the pasture growth and this was related to the bioclimatic requirements of vegetation. The oscillations in the seasonal climatic conditions had different effects on the response of vegetation indices towards the region and annual season. The high inter-annual variability observed in the meteorological variables responsible for these oscillations was partially associated to the El Niño South Oscillation (ENSO) phenomenon. We observed seasonality in the relationship patterns between the hybrid condition and the vegetative development of the regional pastures, whereas the drought index ARID was efficient for describing special-time effects of hydric stress in the Pampa grasslands. We verified inverse relationships with the response of vegetation, whereas highest correlations occurred in the summer. The spatial variation observed in the grasslands vegetation, in response to soil variations, altitude, and management, did not change the patterns of the relations observed, although they have changed their intensity. The present results show that the local climatic conditions are the critical feature that determines the temporal pattern of the vegetation vigor of pastures in the Pampa of RS and Uruguay. The floristic composition and the type of soil modulated this pattern, whereas the meteorological conditions were responsible their inter-annual variability. The vegetation indices were revealed as potential representatives for describing the relations between the spacetime variations in the patterns of grassland vegetation and climate in Pampa of Rio Grande do Sul and Uruguay.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-06-28T16:59:26Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1341287 bytes, checksum: 1004d8ee46525813e8f5c12fcf980561 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-28T16:59:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1341287 bytes, checksum: 1004d8ee46525813e8f5c12fcf980561 (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nas últimas décadas, a substituição de extensas áreas de cobertura original do Cerrado por outros usos, vem ocorrendo num ritmo acelerado e certamente todo este processo de substituição da vegetação tem contribuído para o aumento da quantidade de CO 2 na atmosfera. Neste sentido, para entender melhor os fatores que influenciam a dinâmica de carbono do solo (COS) e as emissões de CO 2 do solo em sistemas agrícolas de diferentes níveis de complexidade, medimos a respiração do solo em diferentes tipos de uso da terra para avaliar o efluxo de CO 2 do solo (FCO 2 ) do solo em sistema de plantio direto no Cerrado Brasileiro. Os resultados das medições da respiração do solo mostraram que o FCO 2 médio diário foi caracterizado por valores abaixo de 32 g de CO 2 m -2 d -1 . Durante a estação de crescimento, foram observados fluxos cumulativos que variaram entre 75 e 91 g de CO 2 m -2 d -1 em sistemas de monocultura e consórcio e de 83,9 a 134,9 g de CO 2 m -2 d -1 , entre os sistemas de rotação. No cerrado nativo verificou-se um fluxo cumulativo de 97,7 g de CO 2 m -2 d -1 . Este período coincidiu com a estação chuvosa, onde verificou-se que os maiores fluxos de CO 2 ocorreram após os eventos de precipitação. Houve uma correlação positiva entre o espaço poroso saturado por água (EPSA) e FCO 2 . O período após a colheita caracterizou-se por fluxos menores e cumulativos com valores entre 12,6 e 26,7 g de CO 2 m -2 d -1 em sistemas de monocultura e consórcio, 15,6 e 21,1 g de CO 2 m -2 d -1 entre sistemas de rotação e 27,0 g de CO 2 m -2 d -1 no Cerrado. O fluxo acumulativo de CO 2 do solo diminui entre as estações de crescimento e após a colheita em aproximadamente 59% em monoculturas e consórcios, 80% nos sistemas de rotação e 56% no cerrado. Os sistemas de rotação acumularam menores quantidades de FCO 2 (4,2 t CO 2 ha -1 ) quando comparados aos sistemas de monocultura (4,5 t CO 2 ha -1 ), enquanto o cerrado acumulou 4,9 t CO 2 ha -1 . Contudo, os resultados obtidos desse estudo sugerem que o uso dos sistemas com rotação cultural se destacam como alternativas mais sustentáveis para mitigar as emissões de CO 2 na interface solo-atmosfera. Além disso, a adoção do sistema de plantio direto promove melhorias na qualidade do solo e sequestro de carbono ao longo dos anos, contribuindo com o aumento da produtividade dos sistemas agropecuários. / In the last decades, the substitution of extensive areas of native Cerrado for other uses mainly agricultural areas has been occurring at accelerated pace, and certainly this whole vegetation substitution process has contributed to the increase of greenhouse gases (GHGs) in the atmosphere, especially carbon dioxide (CO 2 ). Thus, to better understand the factors that influence soil carbon dynamics (SOC) and soil CO 2 efflux emissions (FCO 2 ) in alternative farming systems, we measured soil respiration to evaluate the soil FCO 2 under no- tillage system in the Brazilian Cerrado. The results of soil respiration measurements showed that daily mean FCO 2 was characterized by values below 32 g CO 2 m -2 d -1 . During the growing season, highest cumulative fluxes observed were between 75 and 91 g CO 2 m -2 in monoculture and intercropping systems and 83.9 to 134.9 g CO 2 m -2 , among the rotation systems. The native Cerrado showed cumulative measures of 97.7 g CO 2 m -2 . This period coincided with the rainy season, where it was verified that the higher CO 2 fluxes occurred after precipitation events. There was a positive correlation between water-filled pore space (WFPS) and FCO 2 . The period after harvest, it was characterized by smaller and cumulative fluxes with values between 12.6 and 26.7 g CO 2 m -2 in monoculture and intercropping systems, 15.6 and 21.1 g CO 2 m -2 between rotation systems and 27.0 g CO 2 m -2 in the Cerrado. Cumulative soil CO 2 efflux reduce between growing seasons and after harvest by approximately 59% in monocultures and intercropping, 80% in rotation systems and 56% in Cerrado. Rotation systems were able to accumulate the lowest FCO 2 (4.2 t CO 2 ha -1 ) compared to monoculture systems that accumulated around 4.5 t CO 2 ha -1 and the Cerrado that accumulated 4.9 t CO 2 ha -1 . This study showed that the uses of rotation systems stand out as sustainable alternatives to mitigate CO 2 emissions at the soil-atmosphere interface. In addition, the adoption of the no- tillage system can promote improvements in soil quality and carbon sequestration over the years, which may contribute to the long-term increase in productivity of agricultural systems.