Submitted by Pedro Silva Filho (pfsilva@ipen.br) on 2018-01-31T16:58:28Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2018-01-31T16:58:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A relação entre a poluição atmosférica e a saúde vem sendo estudada há muitos anos em grandes cidades ao redor de todo o mundo e recentemente em regiões de intensa queima de biomassa. Porto Nacional é um município do estado do Tocantins que vem sofrendo expressivo crescimento em decorrência da expansão da cultura de grãos. Está incluso no bioma cerrado, onde é costume o uso do fogo para limpeza dos campos de agricultura. O lidar é uma ferramenta que vem sendo usada para estudo do perfil óptico atmosférico mundialmente, não havendo registros de sua utilização no cerrado. Junto com o lidar, costuma-se também utilizar a análise de filtros de impactação de aerossóis para determinação da composição e concentração de material particulado, o qual está relacionado ao desenvolvimento de doenças respiratórias.Também não havia sido investigada a correlação das queimadas no Tocantins com a saúde respiratória da população. Esse estudo visa analisar o perfil óptico e químico dos aerossóis provenientes das queimadas na região e correlacionar as internações por doenças respiratórias com o número de focos de incêndio no município de Porto Nacional e no estado do Tocantins. Para isso, foram utilizados um sistema lidar móvel, dados dos sistemas MODIS e CALIPSO e filtros de impactação de aerossóis instalados em Porto Nacional, dados de queimadas do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais e de saúde do banco de dados do Departamento de Informática do Sistema Único de Saúde. Foram registradas com o uso do lidar camadas de aerossóis em agosto de 2015 a uma altitude de 2 a 3,5 km, com predomínio de poeira contaminada, resultado da mistura de poeira da crosta e produto de queimadas. A análise química dos aerossóis mostrou aumento de black carbon e óxidos de alumínio e sílicio em setembro/2013 e aumento de óxido de enxofre em dezembro de 2015. Através das análises de modelos lineares generalizados e correlação de Pearson, não foi encontrada relação entre o número de focos de incêndio e as internações por doenças respiratórias, apesar da significância estatística dos dados colhidos ter sido confirmada pelo stepwise. Sugere-se aprofundamento do estudo através da coleta direta de dados de saúde respiratória diários e de atendimento em pronto socorro. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Una característica propia de las precipitaciones en el área del Mediterráneo Occidental es la torrencialidad. En el marco de unas precipitaciones anuales no muy abundantes, típicas del clima mediterráneo, se registran fenómenos de precipitaciones torrenciales intensas en muchas zonas del Mediterráneo Occidental que provocan grandes daños económicos e incluso, en ocasiones, víctimas. La cuenca mediterránea está conformada por un mar profundo y semicerrado rodeado por una serie de cadenas montañosas, especialmente en su mitad occidental. Esta configuración favorece el desarrollo de una dinámica atmosférica propia con algunos comportamientos particulares de esta región. Uno de los factores que pueden ser importantes en la génesis y desarrollo de las precipitaciones torrenciales es la interacción entre el mar y la atmósfera con intercambios de humedad y calor que pueden inestabilizar la masa de aire que se desplaza sobre el mar. El Mediterráneo es un mar semicerrado con una circulación propia y poco intercambio de masas de agua con otros mares u océanos. A partir de datos de satélites se ha elaborado una climatología de la temperatura superficial del Mediterráneo y se ha estudiado sus patrones de distribución espacial en las diferentes épocas del año. Como resultado de este análisis, se ha determinado la existencia de dos regímenes principales de distribución de la temperatura superficial de mar en las épocas invernal y estival, con dos periodos de transición entre ambas en primavera y otoño. A partir del conocimiento de la climatología de la temperatura superficial del mar y, especialmente, de su distribución espacial se han seleccionado tres eventos de precipitaciones torrenciales en la Comunidad Valenciana para estudiar el efecto de las diferentes distribuciones de temperatura del mar en la simulación de las lluvias torrenciales. Para ello, se ha seleccionado episodios de lluvia correspondientes a los regímenes invernal, estival y de transición en otoño. Para todos los eventos se ha realizado una simulación de control con los datos de temperatura superficial del mar originales que actúa como simulación de control. Posteriormente se ha realizado simulaciones de cada evento en las que se perturbaba la temperatura superficial del mar en las zonas por las que se desplazaba la masa de aire que originaba las lluvias torrenciales a lo largo de su trayectoria en los días previos. Se ha comprobado en los resultados del modelo meteorológico que la variación de la temperatura superficial del mar en determinadas zonas, indicadas por su régimen de distribución espacial, provoca importantes cambios en la precipitación acumulada. Se ha podido identificar, por tanto, la existencia de áreas de recarga donde la interacción mar-atmósfera favorece el desarrollo de precipitaciones torrenciales en diferentes puntos de la cuenca mediterránea, en este caso la Comunidad Valenciana. / Torrentiality is a known feature of rainfall in the Western Mediterranean. As part of a typical Mediterranean climate, heavy rain events are recorded in many areas of the Western Mediterranean that cause major economic damage and even sometimes human casualties. The Mediterranean basin is formed by a deep and almost closed sea and surrounded by a series of mountain ranges, especially in its western basin. This configuration favors the development of its own atmospheric dynamic behavior. A main factor in the genesis and development of torrential rainfall are the ocean and atmosphere exchanges of moisture and heat that can destabilize the air mass that travels over the sea. The Mediterranean is a semi-enclosed sea with its own oceanic circulation and little exchange of water masses with other seas. A surface temperature climatology of the Mediterranean has been built from satellite data so its spatial distribution patterns have been studied. As a result of this analysis, we have determined the existence of two main distribution modes for sea surface temperature in winter and summer, with transitional periods in spring and autumn. From the knowledge of sea surface temperature climatology and, especially, from its spatial distribution three heavy precipitation events have been selected in Valencia to study the effect of different sea temperature distributions in the simulation of torrential rains. To this end, we selected rainfall events for winter and summer regimes and for fall transition. For all events a simulation with the unperturbed sea surface temperature data was performed as control simulation. Then, simulations of each event were run in which sea surface temperature was modified in areas along the air mass path. It has been found that the variation of sea surface temperature in certain areas, indicated by its spatial distribution scheme, causes significant changes in the precipitation accumulated in the simulation. Therefore, the existence of recharge areas where the air-sea interaction favors the development of torrential rainfall in different parts of the Mediterranean, in this case Valencia, has been shown.

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La transition entre le dernier épisode glaciaire et l'actuel interglaciaire (de 20 000 à 10 000 ans avant le présent) est caractérisée par de courtes et abruptes réorganisations du climat à différentes échelles. Sur l'Altiplano bolivien des paléolacs géants se développent et disparaissent en moins de 2000 ans. La dynamique des glaciers étant contrôlée par le climat, les dépôts laissés par les anciens glaciers constituent une des rares archives climatiques disponibles sur ce haut plateau aride. La méthode des âges d'exposition permet de reconstituer l'histoire des anciens glaciers. Cette thèse apporte de nouveaux outils méthodologiques pour le calcul de ces âges. Elle présente également de nouveaux âges couplés à des reconstructions climatiques. Ces résultats indiquent que la formation des paléolacs est concomitante de refroidissements moyens compris entre 2.5 et 4.5 C par rapport au présent et d'un apport accru d'humidité depuis l'Est, franchissant la Cordillère Orientale bolivienne / The transition between the last glacial maximum and the actual interstadial (from 20 to 12 ka before present) is characterized by short and abrupt climate reorganizations at different scales. Over the Bolivian Altiplano, giant palaeo-lakes wax and wane within 2000 years. The glaciers dynamics is controlled by the climate, making the deposits from the former glaciers one of the few climatic archives available on this arid plateau. The exposure age method enables to reconstruct the history of former glaciers. This thesis brings new tools for the calculation of these ages. It also presents new ages coupled with palaeo-climate reconstructions. These results indicates that the palaeo-lake formations are concomitant with mean coolings of 2.5 to 4.2°C compared to present and with an enhanced moist transport from the East, crossing the Bolivian Oriental Cordillera

Depuis 2006, à EDF, les études de crues extrêmes sont réalisées avec la méthode SCHADEX (Simulation Climato-Hydrologique pour l'Appréciation des Débits EXtrêmes). Elle s'appuie sur un modèle probabiliste MEWP (distribution saisonnière utilisant une classification par type de temps) pour décrire l'aléa pluie et sur une simulation stochastique croisant l'aléa pluie et l'aléa de saturation du bassin. Les approches par simulation, type SCHADEX, ont montré de bonnes performances pour estimer les distributions de crues extrêmes (projet ANR ExtraFlo , 2013). Cependant, l'utilisation de SCHADEX en l'absence de données (pluie, température, débit) sur le bassin à étudier reste problématique. Cette thèse propose une adaptation de la méthode en site non jaugé en essayant de conserver ses points forts, à savoir: - une structuration spatiale et probabiliste des précipitations conditionnée par les types de temps. - un croisement des aléas pluie et saturation du bassin par simulation stochastique. Ce travail s'est limité au pas de temps journalier afin d'aborder la problématique de régionalisation avec un maximum de données. La démarche s'est alors articulée autour de quatre grands axes: - proposer une méthode de régionalisation des précipitations journalières extrêmes ponctuelles et construire des cartes de pluies aux temps de retour remarquables. Évaluer l'intérêt d'une classification par type de temps pour la régionalisation des distributions de pluies extrêmes et qualifier l'interpolateur de pluie SPAZM pour l'estimation des pluies extrêmes. - s'intéresser à la construction de pluies de bassin (ou pluies spatiales) et en particulier à l'impact des choix de construction de cette pluie sur l'estimation des précipitations extrêmes concernant le bassin. - développer une méthode de simulation stochastique régionale permettant de proposer une distribution de débits journaliers issue d'un croisement des aléas pluies et saturation du bassin. - étudier le passage de la distribution des débits journaliers à la distribution des débits de pointe. Les principaux apports de cette thèse sont les suivants: - la prise en compte des types de temps permet d'améliorer la description des structures spatiales des précipitations extrêmes. - l'information apportée par les pluies SPAZM se révèle être précieuse pour l'estimation des pluies extrêmes en site non jaugé. - une étude de sensibilité du calcul de la pluie spatiale en fonction du nombre de postes utilisés (comparaison des pluies SPAZM et Thiessen) donne une indication sur le biais d'estimation. - le générateur de champs de pluie par bandes tournantes SAMPO permet d'étudier l'abattement sur les précipitations extrêmes et de mettre en place un modèle de correction pour les quantiles élevés des pluies spatiales SPAZM. - une nouvelle méthode de simulation stochastique peu paramétrée mais analogue à la méthode SCHADEX (croisement d'un aléa pluie et d'un aléa de saturation du bassin pour produire une distribution des débits journaliers) est proposée pour l'estimation en site non jaugé. - enfin, un travail préliminaire donne des premiers éléments sur le passage à la distribution des débits de pointe par un générateur d'hydrogrammes s'adaptant à la séquence des débits journaliers simulés. Tous ces développements et conclusions sont détaillés et justifiés dans le mémoire de thèse. / Since 2006, at EDF, extreme flood estimations are computed with the SCHADEX method (Climatic-hydrological simulation of extreme floods). This method relies on a MEWP probabilistic model (seasonal rainfall distribution using a weather pattern concept) and on a stochastic simulation to cross rainy events hazard and catchment saturation states. Simulation approaches, as SCHADEX, have shown good performances to estimate extreme flood distributions. However, the use of SCHADEX method without data for a considered catchment (rain, temperature, runoff) remains a main issue. This thesis suggests an adaptation of the method in ungauged context, trying to keep the key points of the SCHADEX method: - spatial and probabilistic structure of rainfall conditioned by weather patterns. - a cross of rainfall and catchment saturation hazards by stochastic simulation. This work is limited to a daily step to address the issue of regionalization with a maximum of data. The approach is then structured around four main points: - regionalize punctual daily extreme precipitations and construct maps of return period rainfalls. Evaluate the contribution of a weather type classification for the regionalization of extreme rainfall distributions and qualify the SPAZM interpolator for the estimation of extreme rainfall. - wonder about the construction of an areal rainfall and in particular about the impact of its construction choices on the estimation of extreme precipitations. - develop a regional stochastic simulation method to estimate a distribution of daily runoffs which crosses rainy events and catchment saturation hazards. - study the transposition from a daily runoff distribution to a peak flow distribution. The main contributions of this thesis are: - taking into account the weather types improves the description of spatial patterns of extreme precipitations. - information provided by the SPAZM rainfall interpolator proves to be valuable for the estimation of extreme rainfall in ungauged site. - a sensitivity analysis of the calculation of the areal rainfall based on the number of stations used (comparison SPAZM and Thiessen areal rainfalls) gives an indication of the estimation bias. - the SAMPO rainfall generator used to study the areal reduction factor of extreme precipitation and implement a correction model for high quantiles of SPAZM areal rainfall. - a simplified method of stochastic simulation similar to SCHADEX method (cross between a rainfall hazard and a catchment saturation hazard) is developed to produce a distribution of daily flows in ungauged site. - finally, preliminary work provides a way for the transition to the peak flow distribution using a hydrograph generator adapted to the sequence of daily simulated runoffs. All these developments and conclusions are detailed and justified in the thesis.STAR

Caractériser la dissémination des bio-agresseurs est un enjeu majeur pour la gestion et la prédiction des maladies en santé des plantes. Face aux limites des approches usuelles en pathologie végétale, une nouvelle vision a été proposée abordant les paradigmes d’histoire de vie des agents phytopathogènes en dehors des limites du système hôte-pathogène. Parmi ces agents phytopathogènes, les études sur P.syringae sont celles qui ont contribuées le plus à ce nouveau courant de pensée et dont on connaît le mieux l’histoire de vie en relation avec ses réservoirs « non hôtes ». L’espèce est détectée dans de nombreux compartiments du cycle de l’eau, des précipitations jusqu’aux rivières et eaux d’irrigation, en passant par les plantes sauvages et le manteau neigeux. L’ensemble de ces observations ont soulevé de nouvelles questions sur la manière dont P. syringae se dissémine au travers de ces environnements et sur les processus impactant sur la dynamique des populations à l’échelle d’un bassin versant. Ces recherches se sont donc intéressées à ses processus dans des précipitations jusqu’aux cours d’eau alpins dans l’optique d’acquérir des données pour la modélisation des flux de P. syringae. Elles ont mis en évidence les populations résidentes de la litière et la survie sa survie dans le sol, processus jamais identifiés à l’histoire de vie de P. syringae. Elles ont également caractérisé (i) les conditions propices à son transport via les précipitations, (ii) le rôle du manteau neigeux comme réservoir et protecteur des populations des prairies alpines et (iii) ont mis en évidence la chimie de l’eau comme indicateur témoin de la dynamique des populations des les rivières. Ces observations suggérant un transport de P. syringae dans le sol, nous l’avons quantifiée à travers des études de terrain et des simulations en laboratoire.Enfin, l’ensemble des données de ces recherches couplées à des outils SIG et des modèles météorologiques et hydrologiques ont permis de proposé un modèle sur les flux de P.syringae des habitats naturels vers les agro-systèmes. / The characterization of the spread of bio-agressors spread is a major issue for themanagement of plant health and the prediction of disease emergence. Given thelimitations of conventional approaches in plant pathology, a new vision has beenproposed addressing paradigms life history of plant pathogens outside the limits of thecrop host-pathogen system. Among the plant pathogens, studies on P. syringae are thosethat have contributed the most to this new way of thought for which life history inrelation to "non host" reservoirs has been highlighted. The species is found in manycompartments of the water cycle, from precipitation to rivers and irrigation water, wildplants and snowpack. All these observations have raised new questions about how P.syringae spreads through these environments and on the processes impactingpopulation dynamics at the scale of a watershed. This research was therefore interestedin these processes with the objective to acquire data for modeling the tranfer of P.syringae through the watershed. They highlighted the resident populations of litter andtheir survival in the soil, processes never identified in association with the life history ofP. syringae. They also revealed (i) the conditions for transport via precipitations, (ii) therole of snowpack as a reservoir and protector of the populations in alpine meadows and(iii) showed that water chemistry can be used as an indicator of the populationdynamics in headwaters. These observations suggested a transport of P. syringae via thesoil that we subsequently characterized through field studies and laboratorysimulations. Finally, all data from this research combined with GIS tools andmeteorological and hydrological models have permitted us to propose a model of theflux of P. syringae of natural habitats to agricultural systems.

This thesis' topics are measurements of climate's continentality and evaluations of relations between various indexes of thermic and ombric continentalities. All indexes are plotted on continentality maps of Europe created using the ArcGIS application. Important part of the thesis consists of practical validation of relevancy of the new method for measuring degree of continentality based on research of phase shift (delay) of annual temperature diagram in relation to the sum of extraterrestrial radiation. This thesis deals mainly with the proof of closest relation between newly purposed index of thermic continentality and the pre-existing ombric indexes in comparison to the indexes of thermic continentality currently in use. Furthermore the thesis dwells into explanations of causes for territorial differences in new continentality index values related to circulatory and radiatory ratios of the Indian summer subseason. By examining the newly purposed index of thermic continentality in various latitudes it was determined that this method for measuring continentality is not applicable for several areas of subtropical zone where the temperature diagram is not majorly effected by solar radiation but instead by other factors. Therefore the results of this thesis include cartographic representation of the...

Hochfeste kupferhaltige Aluminiumlegierungen gelten gemeinhin als „schwer“ anodisierbar, deshalb werden in der vorliegenden Arbeit werkstoffseitige und prozessseitige Maßnahmen zur Verbesserung der Schichtqualität erforscht. Zur eindeutigen Abgrenzung des Einflusses der Cu-Verteilung vom Einfluss anderer Legierungselemente und Verunreinigungen wurde für die Anodisierexperimente zusätzlich zur kommerziellen Legierung EN AW-2024 die hochreine Modelllegierung AlCu4 als Untersuchungswerkstoff gewählt. Insbesondere für die Modelllegierung AlCu4 konnte erstmals eine systematische Veränderung des Schichtbildungsmechanismus beschrieben werden. Mit zunehmender Ausscheidungsbildung nimmt das Ausmaß der Sauerstoffentwicklung ab, woraus erhöhte Schichtdicken und -härten folgen. Die nach Anodisieren der warmausgelagerten Zustände erhaltenen Schichtmikrostrukturen wurden erstmals im Rahmen dieser Arbeit mittels Rasterelektronenmikroskopie beschrieben. Aufgrund reduzierter Schichtrücklösung sind auch auf der Legierung EN AW-2024 im warmaus-gelagerten und überalterten Zustand höhere Schichtdicken und -härten für eine Elektrolyttemperatur von 20 °C erzielbar. Bei einer Elektrolyttemperatur von 5 °C können die Schichtdicke und -härte vor allem durch Zugabe von Additiven zum schwefelsauren Grundelektrolyt gesteigert werden. Im Unterschied zu konventionellen organischen Additiven resultiert die Zugabe von Salpetersäure darüber hinaus in einer Absenkung der Anodisierspannung zu Prozessbeginn und damit in einer Reduzierung der erforderlichen elektrischen Energie. Mit steigender Additivkonzentration nimmt jedoch die Ritzbeständigkeit der Schichten infolge erhöhter Mikrorissigkeit ab. Es ist folglich ein Optimum aus Schichthärte und Mikrorissigkeit zu finden. / High-strength aluminum-copper alloys are generally recognized to be “hardly” anodizable. Hence, the influences of material and process parameters were investigated within this work in order to improve the coating properties. Apart from the commercial alloy EN AW-2024, the high purity model alloy AlCu4 was used for the anodizing experiments in order to distinguish between the influence of the copper distribution and the influence of other alloying elements and impurities. Regarding the model alloy AlCu4, a systematic change of the coating growth mechanism was described for the first time. The extent of oxygen evolution decreases with the intensification of the precipitation leading to increased coating thickness and hardness. In this work, the coating microstructures, resulting from the anodic oxidation of the artificially aged conditions, were described by scanning electron microscopy, for the first time. Due to reduced chemical dissolution of the coatings, higher coating thickness and hardness can also be achieved after room-temperature anodizing of the alloy EN AW-2024 in the artificially aged conditions. For hard-anodizing at an electrolyte temperature of 5 °C, the coating thickness and hardness can be particularly improved by using additives in combination with the sulfuric acid base electrolyte. Beyond that and in contrast to the effect of conventional organic additives, the addition of nitric acid enables the reduction of the anodizing voltage at the beginning of the process and therefore, the reduction of the required electrical energy. However, the scratch resistance of the coatings decreases with increasing additive concentration due to the occurrence of micro crack networks. Consequently, the coating hardness and the amount of microcracks have to be optimized in order to meet concrete application requirements.

η (eta) nitride, Cr3Ni2SiN, is a precipitate found in high temperature austenitic stainless steel and is not yet included in Thermo-Calc steel database TCFE7. The aim of this thesis is to collect thermodynamic data to enable the addition of η nitride in the databases. Three laboratory melts with varying levels of silicon, chromium and nickel have been aged at 700-1000 °C for 75 h, 300 h and 1200 h and examined by Light Optical Microscopy, Scanning Electron Microscopy, Energy Dispersive Spectroscopy, Wavelength Dispersive Spectroscopy, Electron Backscattered Diffraction and X-ray Powder Diffraction. η nitride is in the studied alloys an equilibrium phase stabilized with nitrogen. Presence of η nitride was confirmed by Energy Dispersive Spectroscopy and X-ray Powder Diffraction. It was found to precipitate in four different ways, at primary grain boundaries, intragranularly, as a "skeleton-like" precipitate and as a border around the occurring Cr2N precipitates. The area fraction of η nitrides increases with longer aging times and is favored by silicon and nickel. The composition of η nitride is not changing regardless of material composition, aging temperature and aging time. The composition of η nitride in all three materials are 8.7-9.7 wt.% silicon, 47-54 wt.% chromium, 1.4-4.1 wt.% iron and 33-36 wt.% nickel. The nitrogen content 2 determined by Wavelength Dispersive Spectroscopy is 2.8-3.2 wt.%. No complete equilibrium was achieved and together with incomplete mixing of the alloying elements during melting, the microstructure is difficult to evaluate. Other precipitates found are Cr2N, π nitride, σ phase and two unidentified phases, M and N. Of these phases at least Cr2N is not an equilibrium phase as it dissolves during aging. Further aging to achieve complete equilibrium is necessary.

Que l’on soit un simple promeneur ou un fin observateur, l’eau est présente partout. Pourtant, l’atout qu’elle représente pour les activités anthropiques cache souvent sa réalité environnementale, celle de son cycle. Ce constat se reflète dans l’appréhension juridique de l’eau laquelle est conçue comme un bien ou une chose. Cette qualification l’assigne donc à un statut juridique dont les manifestations révèlent la fonction utilitariste de la ressource. Or, l’émergence des problématiques environnementales confronte le statut juridique de l’eau à sa réalité physique. Ainsi, le droit et les exigences environnementales s’influencent réciproquement pour générer des règles protectrices de l’eau et des représentations juridiques du cycle hydrologique qui engendrent des évolutions du statut. Dès lors, ce dernier s’émancipe des catégories juridiques traditionnelles issues du droit des biens et s’habille d’une finalité protectrice dont les règles et les concepts, qui s’attachent à la fonction écologique de l’eau et à la réalité environnementale du cycle hydrologique, lui façonnent une autre condition juridique. / Along a simple stroll or through fine observations, you will always find water, wherever you go. However, the asset this resource represents for anthropogenic activities often hides its environmental reality, the one of its cycle. This is reflected in the legal definition of water which conceives it as property. This latter qualification assigns it to a judicial status which reveals the utilitarian function of the resource. Yet, the emergence of the environmental issues confronts water’s legal status to its tangible reality. Thus, the conflict between the law and water’s environmental demands makes way for protective regulations. Along with the hydrologic cycle’s legal representation, they both influence the evolution of water’s status. Consequently, the latter goes beyond property law traditional legal categories and arms itself with a protective purpose. Its rules and concepts are tied to the ecological function of water and to the environmental reality of the hydrologic cycle which shape yet another judicial condition for the water.