O objetivo deste trabalho é investigar a relação entre a Temperatura da Superfície do Mar (TSM) no Oceano Atlântico Sul (OAS) e a precipitação no estado de São Paulo. Para tanto, adotaram-se as escalas mensal e sazonal. A técnica estatística multivariada, chamada Análise de Componentes Principais (ACP, ou EOF em inglês) foi aplicada para definir as áreas homogêneas do oceano (de \'A\' a \'L\') e as subregiões do continente (de 1 a 7). Além da definição das áreas e sub-regiões, a ACP identificou muito bem os padrões espaciais da precipitação e da TSM em todas as escalas adotadas: mensal contínua, mensal descontínua e sazonal. Na ACP da série temporal sazonal de verão, o primeiro e o segundo modos da precipitação evidenciam a distribuição espacial típica de verão (zonal) para o estado de São Paulo, e a variância explicada por esses dois modos juntos é de 59,79% do total. Esta distribuição espacial já havia sido observada nas análises iniciais a partir das médias sazonais da precipitação, padrão que se explica pelos fluxos de umidade que, nesta estação, devido ao sistema de monções da América do Sul, movem-se mais intensamente em direção ao continente. Já na ACP da série temporal sazonal de inverno, o primeiro e segundo modos da precipitação evidenciam a distribuição meridional, com variância explicada de 39,15 e 17,77%, respectivamente. Os sistemas frontais no inverno agem como responsáveis por uma parcela considerável do total precipitado, o que explica o padrão meridional da chuva. Os coeficientes de correlação linear significativos entre as áreas oceânicas e sub-regiões continentais homogêneas demonstraram que a variabilidade sazonal da precipitação está associada à TSM, sobretudo na porção central da área estudada (próximo ao litoral sul e sudeste do Brasil), nas estações seca (abril a setembro) e chuvosa (outubro a março). Além das variáveis principais (precipitação e TSM), os campos de Radiação de Onda Longa Emergente (ROLE), Pressão no nível do Mar (PNM), e Divergência do ar em 250 e 850hPa auxiliaram na identificação dos padrões atmosféricos e na análise dos eventos extremos. As estações consideradas atípicas, ou seja, as que apresentaram média muito acima ou muito abaixo do desvio padrão, foram separadas em quatro classes: verão chuvoso, verão seco, inverno chuvoso e inverno seco. A partir da análise desses eventos, conclui-se então que a TSM do OAS pode alterar consideravelmente o padrão sazonal de precipitação no estado de São Paulo, principalmente se estiver atrelada a padrões atmosféricos. No inverno, anomalias negativas (positivas) de TSM estão associadas com a precipitação acima (abaixo) da média climatológica nesse estado. Devido a bloqueios atmosféricos no OAS no verão, a diminuição da passagem de sistemas frontais pode intensificar anomalias positivas no oceano, as quais estão associadas aos períodos chuvosos no sul do país e de seca no estado de São Paulo. / The purpose of this paper is to study the relationship between the Sea Surface Temperature (SST) in the South Atlantic Ocean (SAO) and the precipitation in São Paulo state. So, the monthly and seasonal scales were adopted. The Principal Component Analysis multivariate statistic technic (PCA, and also called EOF) was applied to define the oceans homogeneous areas (from A to L) and the continents sub-regions (from 1 to 7). Besides defining the areas and sub-regions, the PCA has identified very well the spatial patterns of the precipitation and SST in all the adopted scales: continuous monthly, discontinuous monthly and seasonal. In the PCA of the summer seasonal temporal series, the first and the second precipitations mode evidence the summer-typical spatial distribution (zonal) for São Paulo state, and the variance explained by these two modes together is 59,79% of the total. This spatial distribution was already noted in the first analysis from the seasonal precipitation averages, and such a pattern is explained by the flow of humidity, which in the summer, owing to the South America monsoon systems, move more intensely toward the continent. On the other hand, in the PCA of the winter seasonal temporal series, the first and the second precipitations modes evidence the meridional distribution, with a variance explained from 39,15 to 17,77%, respectively. The frontal systems in the winter act as responsibles for a substantial portion of the total of precipitation, which explains the rains meridional pattern. The significative linear correlation coefficients between the oceanic areas and the homogeneous continental sub-regions demonstrate that the precipitations seasonal variability is associated to the SST, mostly in the central portion of the studied area (next to the southern and southeastern Brazilian coast), in the drought season (from April to September) and rainy season (from October to March). Besides the principal variables (precipitation and SST), the fields of Outgoing Long wave Radiation (OLR), Sea-level Pressure (SLP) and air Divergence in 250 and 850hPa has helped to identify the atmospheric patterns and to analyze the extreme events. The atypical seasons, in other words, those which presented an average too high or too low compared to the standard deviation, were divided in four categories: rainy summer, drought summer, rainy winter and drought winter. With the analysis of these events, it is possible to conclude that the SST of the SAO can change substantially the precipitation seasonal pattern in São Paulo state, mainly if it is linked to atmospheric patterns. In the winter, SSTs negative (positive) anomalies are associated to the overage (underage) climatologic precipitation in this state. Owing to atmospheric blockades on the SAO in the summer, the decreasing transit of frontal systems can intensify positive anomalies in the ocean, which are associated to the rainy periods in the Brazilian South and drought periods in the São Paulo state.

O objetivo deste trabalho de pesquisa é o de buscar entender os tempos e eventos que determinaram as grandes mudanças climáticas no Éon Fanerozoico. Técnicas são constituídas, metodologias estabelecidas, e por vezes são aceitas como sendo as verdades científicas. Com as inovações nas técnicas, com o mudar das ciências, mudam as evidências, mudam as verdades, fazendo mudar nossa percepção do passado. Este trabalho apresenta elementos para um debate sobre o clima da Terra no Fanerozoico, estabelecido a partir de pesquisas bibliográficas sobre evidências passadas e atuais. / The goal of this research work is to understand the times and events that determined the great climatic changes in the Phanerozoic Eon. Techniques are constituted, methodologies are established, and are sometimes accepted as scientific truths. With innovations in techniques, with the change of science, change the evidence; change the truths, making change our perception of the past. This paper presents elements for a discussion on the Earth\'s climate in Phanerozoic established from bibliographical research on past and current evidences.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-04-28T17:47:04Z No. of bitstreams: 1 Tese James Apaestegui_Correção Final_BGQ_JAC.pdf: 7664507 bytes, checksum: 8220884254a8170a7942fe2b0a436219 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-28T17:47:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese James Apaestegui_Correção Final_BGQ_JAC.pdf: 7664507 bytes, checksum: 8220884254a8170a7942fe2b0a436219 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / As cavernas situadas nos Andes peruanos e bolivianos são caracterizadas por possuir espeleotemas proporcionando enorme potencial para estudos paleoclimáticos e paleohidrologicos de alta resolução, os quais permitem entender principalmente períodos curtos de variabilidade climática. Estas variabilidades durante o último milênio vêm sendo amplamente estudadas, principalmente por corresponder a importantes eventos climáticos recentes, tais como Anomalia Climática Medieval (ACM- 900 a 1200 A.D.) e Pequena Idade do Gelo (PIG- 1400 a 1850 A.D), os quais foram associados a mudanças na atividade solar e atividades vulcânicas no Hemisfério Norte. Neste trabalho, foram utilizados isotopos estáveis de oxigenio (δ18O) em espeleotemas como proxy para avaliar fases de mudanças de fontes e intensidade de pluviosisade relacionados a variações da atividades da Monção Sul Americana. Foram analisados 5 espeleotemas; 2 na Caverna da Palestina (Peru) e 3 na caverna Chiflonkhakha (Bolivia). Os resultados encontrados mostraram alterações nos valores de δ18O sugerindo condições secas no Peru e humidas na Bolivia durante a ACM evidenciadas por valores mais positivos e negativos respectivamentes. Posteriormente, durante a PIG, os resultados de δ18O mostram valores mais negativos evidenciando condições mais úmidas em ambas as regiões. Análises de frequencias dos registros estudados mostraram periodicidades em torno de 8, 25 e 64 anos. Estas variações foram correlacionadas para ACM e PIG, com outras reconstruções paleoclimáticas em áreas marinhas e continentais, com intuito de entender a influência das variabilidades zonais e latitudinais das temperaturas de superfície oceânicas (TSMs) do Pacifico Equatorial e no Oceano Atlântico na distribuição das precipitações em relação ao Monção Sul Americana. / The caves located in the Peruvian and Bolivian Andes are characterized by the presence of speleothems providing high potential for high resolution paleoclimate and paleohydrologicall reconstructions, which allow understand principally short periods of climate variability. These variability during the last millennium have been widely studied, mainly in correspondance to important recent weather events such as Medieval Climate Anomaly (MCA, AD 900-1200) and the Little Ice Age (LIA - 1400-1850 AD), which were associated to changes in solar and volcanic activities in the Northern Hemisphere. In this work, we used stable oxygen isotopes (δ18O) in speleothems as a proxy for assessing the stages of change of sources and precipitation intensity related to changes in the activities of the South American Monsoon System. 5 espeleotems were analyzed; 2 in Palestina cave (Peru) and 3 in Chiflonkhakha cave (Bolivia). Our results show changes in δ18O values suggesting dry conditions in Peru and humid conditions in Bolivia during ACM evidenced by more positive and negative values respectively. Later, during the LIA, results show more negative δ18O values indicating more humid conditions in both regions. Analysis of frequencies over the studied records showed periodicities around 8, 25 and 64 years. These variations were correlated to ACM and LIA with other paleoclimatic reconstructions in marine and continental areas, in order to understand the influence of the zonal and latitudinal variability of ocean surface temperatures (SSTs) in the Equatorial Pacific and the Atlantic Ocean and it´s influence on distribution of rainfall in relation to the South American Monsoon.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-04-15T15:02:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) IMPACTO DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS NA DISPONIBILIDADE HÍDRICA NO BIOMA CAATINGA.pdf: 2818779 bytes, checksum: 28004dc087409be6895f9c9b3478017c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T15:02:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) IMPACTO DAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS NA DISPONIBILIDADE HÍDRICA NO BIOMA CAATINGA.pdf: 2818779 bytes, checksum: 28004dc087409be6895f9c9b3478017c (MD5) Previous issue date: 2015-03-10 / A modelagem de clima tornou-se uma ferramenta fundamental na elaboração de cenários climáticos futuros em todo o mundo, auxiliando dessa forma no estudo dos impactos das mudanças climáticas sobre populações e biomas mais vulneráveis aos efeitos do clima, assim como permite avaliar como será o clima futuro contribuindo no monitoramento climático. Deste modo, estudar a modelagem climática e, consequentes cenários climáticos em regiões mais vulneráveis como o semiárido nordestino é de grande importância para auxiliar o planejamento e elaboração de políticas públicas para combate e mitigação dos efeitos das mudanças e variabilidade do clima. Com isso, o presente trabalho visa analisar os impactos das mudanças climáticas na disponibilidade hídrica no bioma Caatinga gerando cenários de mudanças climáticas utilizando o modelo regional ETA – CTPTEC, e aliando as tendências climáticas futuras para o município de Petrolina no Estado de Pernambuco, município este que possui clima semiárido e apresenta um grande potencial agrícola no sertão Pernambucano, além de verificar como esses cenários climáticos futuros podem interferir na vida da população local e na conservação e preservação do bioma Caatinga. As análises dos dados foram feitas por meio de correlação dos valores observados e modelados da precipitação, temperatura do ar, e evapotranspiração. Ainda foi realizada a comparação das médias mensais, apreciação dos balanços hídricos, e elaboração de tendências climáticas até 2040. Os resultados apresentaram correlação de R2 0,516 para os dados de temperatura do ar e fraca correlação com dados de precipitação R2 0,097, além de uma tendência de aumento da temperatura para 2040. No que concerne a precipitação não apresentou tendência. A correlação da evapotranspiração potencial foi R2 0,4916, maior que a correlação da evapotranspiração real R2 0,0881, o que pode ser explicado devido aos erros nos dados de entrada do modelo, como também aos anos avaliados (um ano chuvoso seguido por dois anos secos). Dessa forma não seriam diferentes as correlações do Índice de Área Foliar, onde a correlação com dados de precipitação observada foi de R2 0,3021 e com a precipitação modelada foi de R2 0,1187. Nas comparações das médias estiveram mais próximas para temperatura em torno de 0,2°C e altas diferenças na precipitação atingindo 152,11 mm no ano de 2011, e os balanços hídricos modelados e observados, apresentaram ambos, deficiência hídrica durante praticamente todo o ano, com altas taxas de evapotranspiração com totais anuais em torno de 568,5 mm, o que pode vir a interferir na vegetação de Caatinga e na vida da população local, principalmente no que diz respeito ao abastecimento de água. / Climate modeling became a fundamental tool in the designing of future climate scenarios all over the world, thus being helpful in the analysis of the impacts of climate changes on populations and biomes more vulnerable to the effects of climate, besides that, it also permits evaluate how the future climate will be, thus contributing to the climate monitoring. Therefore, to study climate modeling and consequent climate scenarios in more vulnerable regions like the Northeastern semi-arid is very important to assist the planning and elaboration of public policies to combat and mitigate the effects of change and variability of the climate. Thus, the present work analyzes the impacts of climate change on water availability in the Caatinga biome generating climate change scenarios using the ETA model - CTPTEC, and combining future climate trends for the city of Petrolina in Pernambuco State, a municipality that has a semi-arid climate and that presents a great agricultural potential in the Pernambuco backlands, besides verifying how these future climate scenarios can interfere in the lives of the local population and in the conservation and preservation of the Caatinga scrub. The data analyses were made through the correlation of the observed and modeled values of the precipitation and air temperature, in addition to the correlation and evapotranspiration. Also was performed to compare the monthly average assessment of water balances, besides of the elaboration of climate trends until 2040. The results showed a correlation R2 0.516 for air temperature data and weak correlation with R2 0.097 precipitation data, and a trend Increase temperature to 2040. As regards the precipitation showed no tendency. The correlation of potential evapotranspiration was R2 0.4916, higher than the correlation of actual evapotranspiration R2 0.0881, which might be due to errors in model input data, but also the years evaluated (a rainy year followed by two dry years). Thus would not be different correlations of Leaf Area Index could not be different, where the correlation with observed rainfall data was 0.3021 and R2 with patterned precipitation was R2 0.1187. Mean comparisons were closer to average temperature of 0.2 °C and high differences in precipitation reaching 152.11 mm in 2011, and the modeled and observed water balance showed both water deficit during the entire year with high rates of evapotranspiration with annual total around 568.5 mm, which will interfere in the Caatinga vegetation and life of the local population, especially with regard to water supply.

Orientador: José Luiz Stape / Resumo: O Brasil é um dos líderes mundiais na produção de celulose, papel e painéis de madeira. Este sucesso se deve a diversos fatores, tais como: às condições edafoclimáticas favoráveis ao desenvolvimento de espécies de alto rendimento; aos investimentos nos setores de pesquisa e inovação; ao estabelecimento de parcerias entre empresas e instituições de pesquisa e ensino. Desde a chegada das primeiras árvores de eucalipto, no início do século XX, a produtividade da espécie e a quantidade de área plantada cresceram no país, por outro lado, a busca por melhorias deve ser constante. O uso de modelos baseados em processos tem sido direcionado à compreensão da influência de fatores edafoclimáticos em parâmetros da espécie. Desta forma, é possível simular ambientes em situações adversas e prever possíveis impactos das mudanças climáticas na produtividade da espécie, assim como selecionar áreas aptas à cultura, além de determinar fatores que limitam o crescimento. Os objetivos deste trabalho foram parametrizar e validar o modelo 3-PG para o clone de eucalipto de maior plasticidade fenotípica para diferentes regiões do Brasil; e estimar a produtividade deste mesmo clone para diferentes ciclos climáticos em uma região onde a setor de florestas plantadas ainda não está estabelecido, como o estado de Rondônia. A parametrização do modelo foi eficiente quanto a predição de produção de biomassa de lenho (R2 = 0,93), diâmetro a altura do peito (R2 = 0,94) e área basal (R2 = 0,93), o mesmo não aco... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Brazil is one of the world leaders in the production of pulp, paper and wood panels. This success is due to several factors, such as: the edaphoclimatic conditions favorable to the development of high yield species; the investments in research and innovation sectors; the establishment of partnerships between companies, research and education institutions. Since the arrival of the first Eucalyptus trees at the beginning of the 20th century, the productivity of the species and the amount of planted area have grown in the country, in addition, the search for improvement must be constant. Technologies related to remote sensing, genetic sequencing, genetically modified organisms, ecophysiology and modeling of forest systems enable the filling of previously unknown gaps. The use of process-based models has been directed at understanding the influence of edafoclimatic factors on species parameters. In this way, it is possible to simulate environments in adverse situations and predict possible impacts of climate change on the productivity of the species, as well as to select areas suitable for cultivation, and to determine factors that limit growth. The objectives of this study were to parameterize and validate the 3-PG model for the Eucalyptus clone of higher phenotypic plasticity for different regions of Brazil; and to estimate the productivity of this same clone for different climatic cycles in a region where the planted forest sector is not yet established, state of Rondônia. The... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A Zona de Convergência Intertropical (ITCZ) marca a área de ar ascendente nos trópicos, associada com altas pluviosidades e característica chave da circulação tropical da célula de Hadley, dominando o ciclo hidrológico sazonalmente sobre os trópicos, com precipitação máxima associada ao hemisfério com as maiores temperaturas da superfície do mar. As alterações de longo prazo na posição ITCZ tem sido considerada como um importante fator de controle da paleo-precipitação na área equatorial para avaliar as alterações relativas na sua posição e intensidade em escalas de tempo orbitais e milenar. A este respeito, há uma necessidade de registros de precipitação com amplia profundida temporal, alta resolução e bem datados no norte da América do Sul para avaliar como o deslocamento da ITCZ influenciou a paleo-precipitação na região e sua relação com o Sistema da Monção Sul-Americana (SASM). Nosso registro de \'delta\' \'ANTPOT.\'18 O em espeleotema da caverna de Carracos, localizada no município de El Peñon na região centre leste da Colombia e situado na posição média atual da ITCZ no norte da América do Sul, exibiu mudanças na precipitação durante os últimos 103 ky BP até o presente, com uma curva isotópica continua para o último período deglacial. O registro de El Peñon é composto por nove espeleotemas individuais com um total de 6857 amostras de \'delta\' \'ANTPOT.\'18 O e um modelo de idade com 132 datações, precisamente datadas pelo método U/Th. Documentamos pela primeira vez como as mudanças de longo prazo na atividade da ITCZ estão associadas a mudanças na circulação do Atlântico Meridional Overturning na escala orbital. Nos eventos GI, GS e HS, há uma mudança relativa na posição e intensidade da ITCZ na região norte da América do Sul, expondo a área de El Peñon como um setor sensível a essas variações, o que gera relações de fase/antifase com registros do Caribe e a área de influência sul daITCZ. Igualmente, é sugerida uma assimetria zonal durante o LGM caracterizada pela posição da ITCZ, levando aumento do fluxo de umidade em Centro America e Colômbia, enquanto condições climáticas contrastantes são observadas do lado leste do continente o sem uma resposta forte nos outros registros de América do Sul. Apesar que as condições nas mudanças oceânicas sejam o fator climático dominante para a variabilidade da ITCZ durante o último período glacial, a forçante de insolação no verão austral ainda é muito evidente durante o Holoceno, levando a um deslocamento para o sul da ITCZ em poucos graus alcançando, sua posição mais meridional no presente. / The Intertropical Convergence Zone (ITCZ) marks the area of ascending air in the tropics, which is associated with generally high rainfall and is a key feature of the tropical Hadley circulation. This ITCZ dominates the hydrological cycle seasonally over the tropics with maximum rainfall associated with warmer sea surface temperatures in each). Although long-term changes in the ITCZ position have been considered as a major factor controlling paleo-precipitation in the equatorial area to evaluate the relative changes in its position and intensity on both orbital and millennial time scales. In this regard, there is a need for long, high resolution and well-dated records of precipitation in Northern South America to evaluate how the ITCZ has influenced the paleo-precipitation over the SASM domain. Our composite speleothem \'delta\' \'ANTPOT.\'18 O record from Carracos cave inferring past precipitation changes during the last 103 ky B.P., it is located in the El Peñon municipality in the eastern Colombian Cordillera and the latitude of the study site coincides with the mean modern position of the ITCZ in northern South America. The El Peñon speleothem \'delta\' \'ANTPOT.\'18 O record is composed of nine individual speleothems with 6857 \'delta\' \'ANTPOT.\'18 O measurements and the chronology of the CAR speleothem record is based on 132 very precise U/Th dates. We document for the first time how long-term changes in ITCZ activity are associated with changes in the Atlantic Meridional Overturning circulation. In the GI and HS events, there is a relative change in the position and intensity of the ITCZ in the northern region of South America, exposing the El Peñon area as a sector sensitive to these variations, which generates phase/antiphase relationships with records from the Caribbean and the southern area of influence of the ITCZ. The El Peñon speleothem record also suggests that the ITCZ was characterized by a large zonal asymmetry during the LGM, leading to enhanced moisture influx from the Caribbean toward Colombia, intensifying the monsoon over the SASM region of western and southern Brazil and the tropical Andes, while contrasting climate conditions are observed from the eastern side of continent. Although the changing oceanic conditions are notably the dominant climate driver for ITCZ variability during the last glacial period, austral summer insolation forcing is still very evident during the Holocene, leading to a southward displacement of the ITCZ by a few degrees reaching its southernmost position at present-day.

O objetivo deste estudo foi analisar a variabilidade climática espectral da temperatura da superfície do mar, TSM, global associada a oscilações de 1-12 meses, 1-2 anos, 2-4 anos, 4-8 anos e 8-12 anos, entre1854 e 2014, e, as possíveis relações com a variabilidade climática na América do Sul. A análise espectral da TSM foi obtida com a aplicação da técnica de ondeletas a dados mensais. Em termos globais, as bacias tropicais do Pacífico Norte e Sul apresentam os sinais mais intensos da variância de TSM, em todas as faixas espectrais consideradas, e, portanto, valores mais próximos da média global para os trópicos, indicando a importância do oceano Pacífico no clima global. Nesta ordem, as bacias do Pacífico Sul, Pacífico Norte, Atlântico Norte, Indico e Atlântico Sul apresentam valores decrescente de variância da TSM. A análise da tendência linear ao longo do período considerado mostra que, globalmente, fenômenos tropicais com oscilações nas escalas de frequências mais altas, 1-12 meses, 1-2 anos e 2-4 anos, têm apresentado decréscimo de energia e que fenômenos com oscilações nas escalas de frequências mais baixas, 4-8 e 8-12 anos, têm apresentado aumento de energia, o que sugere a troca de energia entre fenômenos de alta e baixa frequência . As oscilações de 2-4 anos e de 4-8 anos na região equatorial do Pacífico são as que apresentam os maiores valores de energia, em especial nas regiões de Ninõ1+2, Niño3, Niño3.4 e Niño4. Os resultados permitem verificar que eventos fortes de El Niño sempre estiveram associados a sinais intensos da variância de TSM nas faixas espectrais de 2-4 anos e 4-8 anos e que os eventos mais fracos de El Niño estiveram associados à faixa de oscilações mais rápidas, 1-2 anos. O início do aumento do valor da variância de TSM para oscilações de 2-4 anos e 4-8 anos na região equatorial do Pacífico apresenta, em todos os casos, antecedência significativa em relação à ocorrência de um evento de El Niño forte, indicando a possibilidade de usar este sinal como preditor da ocorrência de eventos quentes de ENOS. A associação entre a variabilidade da variância espectral de TSM e a variabilidade climática na América do Sul foi verificada com base nos dados precipitação do GPCC, dados de vento das reanálises I e II do NCEP-NCAR e da reanálise do JRA-55. A análise de ondeletas da TSM tropical para a faixa de oscilações de 4-8 anos possibilitou a divisão do período todo em fases distintas: fases positivas, 1948 a 1960 e 1982 a 2003 e fases negativas, 1961 a 1981 e 2004 a 2014. Observou-se que as fases positivas e negativas apresentam um padrão bipolar da precipitação entre as regiões nordeste e sudeste da América do Sul, o que está associado a anomalias contrárias da circulação atmosférica em altos e baixos níveis sobre a região central do continente, constituindo um resultado inédito na área de climatologia. As fases positivas da variância de TSM para oscilações de 4-8 anos estão associadas a anomalias negativas e positivas de precipitação, respectivamente, sobre as regiões nordeste e sudeste da América do Sul enquanto que as fases negativas estão associadas a padrões contrários. O padrão do 4º modo da Análise de Componentes Principais aplicada aos dados de vento em 200 hPa contribui para explicar fisicamente o padrão bipolar da precipitação observado no setor leste do continente na escala decadal, por meio da propagação de ondas de baixa frequência entre o Pacífico Sul e a América do Sul. / The aim of this study is to analyze the global SST spectral climate variability for 1-12 month, 1-2 year, 2-4 year, 4-8 year, and 8-12 year oscillations, in the period from 1854 to 2014, and the possible relations with the climatic variability in South America. The spectral analysis of SST was obtained with the application of the wavelet technique to the monthly data. In global terms, the North and South Pacific basins show the most intense signs of SST variance in all the spectral ranges considered, and therefore, values closer to the global average, indicating the importance of the Pacific Ocean in the global climate. Then, in order of importance, come the basins of the South Pacific, the North Pacific, the North Atlantic, the Indian Ocean and the South Atlantic. The analysis of the linear trend throughout the period considered shows that globally within the tropical range, phenomena with oscillations in the scales of higher frequencies, 1-12 months, 1-2 years, and 2-4 years, have decreased energy and that phenomena with oscillations at lower frequency scales, 4-8 and 8-12 years, have presented increased energy through the course of time, suggesting energy exchange between high frequency phenomena and low frequency phenomena. The 2-4 year and 4-8 year oscillations in the equatorial Pacific region are those with the highest energy values, especially in the Nin1 + 2, Niño3, Niño3.4 and Niño4 regions. It is also possible to verify that strong El Niño events have always been associated with intense SST variance signals in the 2-4 year and 4-8 year spectral bands, and the weaker El Niño events were associated with the 1-2 year spectral bands. The beginning of the increase in the SST variance value for 2-4 year and 4-8 year oscillations in the equatorial region of the Pacific presents, in all cases, significant antecedence in relation to the occurrence of a strong El Niño event, indicating the possibility of using this signal as a predictor of the occurrence of hot ENSO events. The association between SST spectral variance variability and climatic variability in South America was verified based on GPCC precipitation data and wind data from NCEP-NCAR I and II reanalyses and of the JRA-55 reanalysis. The analysis of tropical SST wavelets for the 4-8 year oscillation range allowed the division of the whole period into distinct phases: positive phases, 1948 to 1960 and 1982 to 2003; and negative phases, 1961 to 1981 and 2004 to 2014. It was observed that positive and negative phases present a bipolar precipitation pattern between the Northeast and Southeast regions of the AS, which is associated with anomalies of atmospheric circulation at high and low levels over the central region of the continent, which is an unprecedented result area of climatology. The positive phases of the SST variance for 4-8 year oscillations are associated with negative and positive precipitation anomalies respectively over the northeast and southeast regions of South America while the negative phases are associated with contrary precipitation patterns. The 4th mode pattern of the Principal Component Analysis applied to wind data at 200 hPa contributes to physically explaining the bipolar pattern of precipitation observed in the eastern sector of the continent on the decadal scale by propagating low frequency waves between the South Pacific and South America.

A atividade agrícola é essencialmente importante para o estado do Paraná, onde a região deste estudo é a porção Norte e Noroeste, representadas pelos municípios de Cambé e Mirador. Regiões estas localizadas sob solos distintos, argilosos e arenosos, respectivamente. Nessas se destacam o cultivo da cana-de-açúcar, objeto deste estudo, por apresentar condições climáticas mais favoráveis ao seu ciclo vegetativo, que tem duração que varia de 12 a 18 meses. Sendo a variabilidade dos controles do clima um fator influenciador principalmente da sua produtividade. Essa cultura exige duas estações meteorológicas bem definidas, uma quente e úmida no estádio de desenvolvimento vegetativo e outra seca ou fria no estádio de maturação. As necessidades térmicas e hídricas são em torno de 20º a 30º C e em torno de 1000 milímetros. Assim, esta tese teve por objetivo determinar a relação entre a variabilidade térmica, hídrica e produtividade do cultivo da cana-de-açúcar para o período de 1981/82 a 2005/06. Os procedimentos metodológicos destinaram-se a evolução espaço-temporal da cana-de-açúcar; à dinâmica climática dos controles chuva e temperatura; à contabilização do Balanço Hídrico (BH Normal, Sequencial e de Cultura) para EXC, DEF, e Extrato do BH; e à correlação dos dados climáticos com a produtividade da cana-de-açúcar. Os dados de chuva e temperatura, período de 30 anos, foram fornecidos pelo IAPAR. Os dados de produção da cana-de-açúcar foram obtidos por meio do PAM/IBGE para um período de 17 anos para todos os municípios paranaenses e por meio dos anuários de produção agrícola do IBGE para um período de 25 anos apenas para os municípios de Cambé e Mirador. Os dados de produtividade foram submetidos à verificação da tendência tecnológica. Os dados de clima foram mensurados por meio das médias aritméticas do período, anual e mensal e juntamente com os dados de produtividade efetuaram-se análises dos desvios em relação à média e análise de correlação e regressão. Por meio desses procedimentos identificou-se que a evolução espaço-temporal da produtividade nos anos de 1990 a 2006, analisada de quatro em quatro anos em escala de mesorregiões, microrregiões e municípios, apresentaram maiores produtividades no ano de 1998 seguido de 2002. As médias das produtividades foram de 82,4 ton/ha em Cambé e de 76,2 ton/ha em Mirador. As médias de chuvas foram de 1604,0 mm em Cambé e de 1485,0 mm em Mirador. As temperaturas médias variaram de 21,0º C em Cambé e de 22,2º C em Mirador. Com a análise dos desvios em relação à média obteve-se para Cambé, que o percentual de anos com desvios coincidentes entre a variável hídrica (chuva e EXC) versus produtividade esteve entre 66,0% a 76%. E para a DEF versus produtividade o percentual foi de 36,0% a 44,0%. Em Mirador esses valores ficaram entre 40,0% a 60,0% para a variável hídrica e produtividade e entre 28,0% a 48,0% para DEF e produtividade. A correlação entre os dados das variáveis analisadas foi significativa ao nível de 5% e 10% para: chuva e produtividade; DEF no estádio de maturação (BH Sequencial) e produtividade; EXC e DEF no estádio de desenvolvimento (BH de Cultura); temperatura na série temporal estudada em anos de La Niña e em anos ENOS (BH Cultura) em Cambé; em Mirador a correlação significativa para EXC do BH Sequencial Decendial para o período de vinte e cinco anos e para DEF do BH Cultura em anos de La Niña no estádio de desenvolvimento. A temperatura apresentou correlação significativa na série temporal (BH Cultura) no estádio de Estabelecimento e para anos ENOS (BH de Cultura) nos estádio de Estabelecimento em EL Niño e desenvolvimento em La Niña. Assim, anos com chuva acima da média (El Niño) e anos com chuva na média do período (Neutro), apresentam correlação pouco significativa com a produtividade da cana-de-açúcar que em anos com chuva abaixo da média (La Niña). / Agricultural activity is essentially very important to the state of Paraná. The study area of this work is located in the north and northwest region (municipalities Cambé and Mirador, respectively). The former has basalt soil and the latter has Caiuá sandstone soil. The cultivation of sugarcane, the object of this study, predominates due to climatic conditions that are favorable to its vegetative cycle, which varies from 12 to 18 months. The variability of the climate controls is an influential factor on productivity. The culture requires two well-defined meteorological seasons: one hot and humid in the state of vegetative development and the other dry or cold in the state of maturation. The temperature and water requirements are about 20o C to 30o C and about 1000 millimeters. This work had as its objective the determination of the relationship between the temperature and water variability and the productivity of the sugarcane cultivation from 1981/82 to 2005/06. The methodological procedures addressed spatio-temporal evolution of the sugarcane; the climatic dynamics of the controls rain and temperature; calculation of the water balance WB (Normal, Sequential and Cultural WB) for EXC (water excess), DEF (water deficit) and WB Extract; and the correlation of the climatic data with the productivity of the sugarcane. The rain and temperature data were supplied by IAPAR (30-year period). The sugarcane production data (area, production and productivity) were obtained from PAM/IBGE (17-year period) for all municipalities of Paraná and from yearbooks of agricultural production from IBGE (25-year period) for only the municipalities of Cambé and Mirador. The productivity data were submitted to verification of the technological tendency. The climate data were measured using period, annual and monthly arithmetic means. Together with the productivity data, analyses of the deviations in relation to the mean and analysis of correlation and regression were carried out. Through these procedures, the spatio-temporal evolution of the productivity from 1990 to 2006, analyzed every four years on a scale of mesoregions, microregions and municipalities, presented the highest productivity in 1998, followed by 2002. The productivity means were 82.4 ton/ha in Cambé and 76.2 ton/ha in Mirador. The rain means were 1604.0mm in Cambé and 1485.0mm in Mirador. The mean temperatures varied from 21.0oC in Cambé and 22.2oC in Mirador. Based on the analysis of the deviations in relation to the mean, in Cambé, the percentage of years with coincident deviations between the water variable (rain and EXC) and productivity was 66.0% to 76.0%. It was 36.0% to 44.0% between DEF and productivity. In Mirador these values were between 40.0% and 60.0% for the water variable and productivity and between 28.0% and 48.0% for DEF and productivity. The correlation between the data of all the analyzed variables was significant to 5% and 10% for: rain versus productivity; DEF in the maturation stage (Sequential WB) and productivity; EXC and DEF in the development stage (Cultural WB); temperature in the temporal series studied in La Niña years and in ENOS years (Cultural WB) in Cambé; significant correlation for EXC of the water balance for sequential ten-day periods for twenty-five years and for DEF of the Cultural WB in La Niña years in the development stage in Mirador. The temperature variable presented significant correlation in the temporal series studied for Cultural WB in the vegetative development stage for twenty-five years for El Niño and La Niña. Thus, years with rainfall above the mean (El Niño) and years with a mean rainfall (Neutral) presented insignificant correlation with the sugarcane productivity compared to years with rainfall below the mean (La Niña).

Esta pesquisa tem como objetivo avaliar a relação existente entre o comportamento anual dos oceanos e o da vazão na Bacia do Rio São Francisco, Brasil, para o período de 1968 a 2004. Foram construídos modelos de regressão linear múltipla para simular o valor da vazão anual em Ponte da Taquara, Alto São Francisco, com base em índices climáticos e no valor médio da Temperatura da Superfície do Mar (TSM) em áreas específicas dos oceanos Pacífico e Atlântico. Os índices climáticos considerados foram a Oscilação Decadal do Pacífico (ODP), Indice de Oscilação Sul (IOS) e anomalias de TSM nas regiões de Niño. Os padrões oceânicos de correlação linear entre a TSM do Pacífico e a vazão dos postos do Alto São Francisco e o Médio São Francisco, indicam valores positivos em toda a costa oeste da América do Norte e do Sul e região equatorial e fortes sinais negativos na costa leste da Ásia e Austrália. Este padrão é bastante semelhante ao padrão espacial do primeiro modo obtido pela aplicação de análise multivariada à TSM no Oceano Pacífico, que é associado à Oscilação Multidecadal do Pacífico. A consideração de defasagem mensal no cálculo do coeficiente de correlação linear entre os valores de vazão e TSM indicam que a TSM dos meses mais próximos ao da vazão têm maior potencial para serem considerados como seus preditores. Observa-se a diminuição da correlação linear entre TSM do Pacífico e a vazão dos postos do Médio e Baixo São Francisco em relação aos postos do Alto São Francisco. O que sugere que o Oceano Pacífico apresenta maior influência na variabilidade da vazão nos postos localizados mais ao sul da Bacia do São Francisco. Por outro lado, observa-se o aumento dos valores do coeficiente de correlação linear no Atlântico Sul principalmente para a vazão dos postos do Médio e Sub-Médio, indicando possivelmente a maior influência do Oceano Atlântico na vazão de postos localizados mais a nordeste da bacia hidrográfica considerada. O padrão oceânico indicado pelos valores de correlação linear entre a TSM e os postos do Sub- Médio São Francisco indica a presença de um dipolo meridional, com anomalias negativas e positivas na bacia do Atlântico Sul tropical e subtropical. O IOS e ODP apresentam maior valor de correlação para a vazão observada no Alto e Médio São Francisco. As regiões selecionadas nos oceanos Pacífico, Atlântico e Índico e os índices Niño1+2, Niño 3 e Niño 4 para a construção do modelo linear para a simulação da vazão anual suavizada explicam 96% da variância total da vazão. No caso da vazão sem suavização as variáveis selecionadas pelo modelo elaborado explicam 52% da variância total. O padrão atmosférico anômalo associado aos dois primeiros subperíodos da vazão em Ponte da Taquara, de 1968 a 1978 e de 1979 a 1988, caracterizados em média por anomalias negativas e positivas, respectivamente, apresenta condições atmosféricas específicas às anomalias observadas da vazão. Em geral, anomalias negativas (positivas) de vazão em Ponte da Taquara são acompanhadas por ODP negativa, com anomalias negativas (positivas) de TSM no Pacífico Equatorial. / This research concerned to propose a valuation about the relationship between annual oceanic behavior and river outflow at São Francisco Hydrographic Basin, in Brazil, for the period from 1968 to 2004. Linear model based on multiple regression were built for annual river outflow at Ponte da Taquara, located at High São Francisco sub-basin. Climatic indexes and Sea Surface Temperature (SST) averages for selected areas over Pacific and Atlantic oceans were taken as independent variables in the modeling. Pacific Decadal Oscillation (PDO), Southern Oscillation Index (SOI) and SST anomalies at the Niño regions were also considered as independent variables in the modeling. The specific oceanic areas were selected through linear correlation calculation between river outflow at High São Francisco and SST. Oceanic patter represented by linear correlation between Pacific SST and river outflow at High São Francisco and Medium São Francisco shows positive values throughout the west coast of North and South America and the equatorial areas and, high negative values at oceanic areas to the east of Asia and Australia. This patter is quite similar to that obtained as the first mode of multivariate analysis applied over Pacific basin, and is related to the PDO. The consideration of temporal lag between SST river outflow monthly values showed that the smaller interval provide the best linear correlation. Linear correlation patter over Pacific is more significant for river outflow observed at the southern area of São Francisco Basin in relation to those located at northern areas. This aspect suggests that Pacific Ocean plays a more significant role to determination of river outflow observed at the south of the hydrographic basin. On the other hand, linear correlation values are greater at South Atlantic when river outflow for Sub-Medium São Francisco is considered. This result suggests that South Atlantic Ocean can play a greater role for the determination for climatic variability for river outflow observed at northern areas of São Francisco Basin. The oceanic correlation pattern for South Atlantic Ocean also shows a dipole mode, between tropical and subtropical latitudes, for fluvial stations located at the northern areas of the hydrographic basin. SOI and PDO present greater correlation values for river outflow observed at High and Medium São Francisco Basin. Ocean Pacific, Atlantic and Indian and the indexes Niño1+2, Niño 3 e Niño 4 variables, selected for the linear model elaboration to river outflow simulation, explain 96% of the total variance. In the case of not smoothed data, the variance explained by the linear model is equal to 52%. The atmospheric averaged patterns for the considered two first subperiods, from 1968 to 1978 and from 1979 to 1988, that are characterized by negative and positive river outflow anomalies at High São Francisco, present atmospheric conditions closely related to the observed river outflow anomalies. In general, river outflow negative (positive) anomalies at High São Francisco are related to negative PDO and SST negative anomalies (positive) at equatorial Pacific.

Nos últimos anos, tem-se observado que na RMSP o ozônio troposférico foi o poluente responsável pela maior parte das ultrapassagens dos padrões de qualidade do ar estabelecidos pela CETESB. Supõe-se que diferentes padrões atmosféricos possam interferir nas concentrações de ozônio, devido à influência na variabilidade da concentração de poluentes, já estudada, e devido ao fato deste poluente ser formado pela interação entre seus precursores e a radiação solar. Dados horários de ozônio, provenientes de 17 estações da rede de monitoramento de poluentes da CETESB, foram utilizados para a construção de séries de médias anuais, mensais e diárias. O ciclo sazonal médio do ozônio, para a região de estudo, indicou um máximo em meados da primavera e mínimo no final do outono, o que é fortemente influenciado pelo ciclo médio de radiação solar e cobertura de nuvens. As estações situadas em áreas com reduzida atividade urbana e longe do centro da mancha urbana apresentaram ciclo sazonal mais bem definido e concentrações sobremaneira mais altas, sugerindo que as concentrações absolutas e o ciclo sazonal do ozônio sejam influenciados pelo uso do solo no entorno da estação. Os meses com anomalias positivas e negativas intensas de ozônio foram selecionados, e as anomalias climáticas e os padrões atmosféricos predominantes em alguns destes meses foram analisados, em escala mensal e diária. Os resultados indicaram, na análise dos padrões atmosféricos mensais e de evolução diária, que as anomalias positivas de ozônio estiveram associadas a anomalias positivas de radiação solar e, negativas de umidade relativa, o que foi resultante da variabilidade dos sistemas atmosféricos atuantes em escala sinótica que contribuíam para o aumento da divergência em superfície, tais como os anticiclones na retaguarda de sistemas frontais, o anticiclone do Atlântico Sul, e VCANs provenientes do NE do Brasil. Para os meses com anomalias negativas, verificou-se maior frequência ou intensidade dos sistemas frontais, em comparação ao valor médio climatológico para a região, bem como anomalias positivas de nebulosidade e aumento da atividade convectiva, associada, algumas vezes, à ocorrência da ZCAS. Além disso, verificou-se que a maioria dos meses com anomalias negativas de ozônio foram também precedidos por meses com anomalias negativas, próximas de zero, ou períodos com tendência de queda da concentração. / In the past few years, tropospheric ozone has been noticed to exceed the states environmental agency (CETESB) air quality standards more than any other air pollutant in the Sao Paulo Metropolitan Area (SPMA), Brazil. Its assumed that different atmospheric patterns are responsible for different impacts on ozone concentrations, due to already known phenomena concerning atmospheric variability and air pollutants, but also to the fact that this specific pollutant is formed at surface level through interactions between its precursors and incoming shortwave solar radiation. Ozone hourly data from 17 CETESB air quality network stations were used to calculate annual, monthly and daily averages. The seasonal cycle observed for the area of study indicated a middle spring maximum and late autumn minimum, both visibly influenced by mean seasonal solar radiation and cloud covering cycles. Stations located in areas away from the urban center or with lesser urban activity showed a well characterized seasonal cycle and higher concentrations in general, thus suggesting that ozone absolute concentrations and its seasonal cycle are somewhat linked to the predominant land use in the stations surroundings. Months with intense positive and negative ozone anomalies were selected, and climatic anomalies and atmospheric patterns were evaluated in some of these months in the monthly and daily time scale. Results from the monthly atmospheric pattern analysis and daily variability analysis point out that positive ozone anomalies were associated with solar radiation positive anomalies and relative humidity negative anomalies, resulting from synoptic-scale variability of atmospheric systems that contributed to air divergence strengthening at surface level, such as high-latitude anticyclones that followed frontal systems, the Southern Atlantic semipermanent anticyclone and Upper Level Cyclonic Vortexes from Northeastern Brazil. For months displaying anomalous negative behaviour, a higher than average frequency or intensity of frontal systems was observed for the region, as well higher cloudiness and increased convective activity, sometimes associated with the ZCAS (Southern Atlantic Convergence Zone). Besides that, it was perceived that most months with ozone negative anomalies were preceded by months already showing negative anomalies, or either way, a decreasing tendency on concentrations.