Este estudo estima os efeitos climáticos para três cenários de mudanças climáticas, de seis culturas em rotação contínua, utilizando o modelo EPIC (William et al.) versão 0810, por 19 anos (1994 a 2014) cujos dados observados de experimento de longo prazo na EMBRAPA/CNPT em Passo Fundo, RS, em um Latossolo Vermelho distrófico húmico argiloso (LVd). O modelo EPIC foi calibrado segundo WANG, et al (2012), com desempenho estimado através do R2 de 0.87, PBIAS (viés) de 1% e NSE de 0.73. Os três cenários de mudança foram propostos a partir da literatura para a Região Sul do Brasil, alterando (a) as temperaturas máximas e mínimas mensais e (b) as precipitações mensais e os desvios padrões da precipitação, com períodos de +15 e -15 anos a partir das datas centrais, sendo C1 (2040), + 1ºC e +10% (mm); C2 (2070), +2ºC e + 20% (mm); e, C3 (2100): +3 ºC e +30% (mm). Os resultados foram comparados a cada período e cenário, com os respectivos resultados das simulações, com o padrão climático atual (variabilidade atual) denominado C0, cujas variáveis foram obtidas a partir da série climática de dados de 1984 a 2014 (30 anos). Os resultados concluem que, mantidas as mesmas condições de cultivo e rotação, haverá a redução progressiva dos rendimentos de grãos nas culturas de soja, milho, sorgo granífero, aveia branca e cevada, e de matéria seca na cultura de ervilhaca peluda. As principais causas desta redução nos rendimentos,são atribuídas às reações de fotorrespiração nas espécies do grupo C3, aumento da demanda e perdas de nitrogênio, déficit hídrico (apesar do aumento das precipitações), aumento das perdas de água por evapotranspiração (estresse hídrico), aumento dos períodos de eventos secos (intervalos entre chuvas) e particularidades do manejo do solo, como era esperado. A conclusão mais importante foi da real viabilidade de uso de modelos matemáticos para as condições brasileiras, como ferramenta robusta e necessária à modernização da gestão de projetos de pesquisa, das atividades de ensino, do gerenciamento da produção agrícola, assim como do monitoramento e avaliação ambiental. / This study estimates the climatic effects for three scenarios of climate change in six cultures in continuous rotation, using the EPIC model (William et al.) version 0810, It was 19 years of observed monitoring data (1994-2014) in the long-term experimental plot of EMBRAPA / CNPT in Passo Fundo, RS, in a Oxisol dystrophic clayey humic (LVd). The EPIC model was calibrated according WANG, et al. (2012), with performance estimated by the R2 of 0.87, PBIAS (bias) of 1% and NSE 0.73. The three proposed scenarios based in the literature for the Southern Region of Brazil, altering (a) the maximum and minimum monthly temperatures (b) the monthly rainfall and rainfall standard deviations, with periods of +15 and -15 years from the central dates, were C1 (2040): + 1°C + 10% (mm); C2 (2070): + 2°C to + 20% (mm); and C3 (2100): +3°C and + 30% (mm). The results were compared at each period and scenario, with the corresponding results of the simulations of the scenarios, with the current climatic pattern (current variability) named CO, whose varibles were obtained from a climate data series from 1984 to 2014 (30 years). The results conclude that keeping the same growing conditions and rotation, there will be a progressive reduction in grain yield in soybean, corn, grain sorghum, oat and barley and dry matter in the crop of hairy vetch. The main causes of this reduction in result are attributed to photorespiration reactions in species of the C3 group, the increased demand and losses of nitrogen, rain deficit (despite the increase in rainfall), and an increased water loss through evapotranspiration (water stress), increase of dry periods (intervals between rainy weather) and soil management characteristics as expected. The most important finding was the actual viability of the use of mathematical models for Brazilian conditions, as a robust tool, necessary to modernize the management of research projects, teaching activities, management of agricultural production, as well as monitoring and environmental assessment.

De importância vital, os gases de efeito estufa (GEE), como o dióxido de carbono e metano, dentre outros, retêm o calor do sol na atmosfera. Esse fato evita a dissipação da radiação solar, sem que o Planeta fique suficientemente aquecido para manter em condições adequadas a existência de vida na Terra. Contudo, as atividades humanas estão aumentando a concentração desses gases gerando o efeito estufa intensificado. Este, por sua vez, tem o potencial de influenciar a temperatura e está diretamente relacionado ao aquecimento global que tem provocado mudanças climáticas significativas na Terra. Decorrente desses processos, diversas conseqüências adversas já atingem a humanidade. Assim, consciente e preocupada com os resultados das mudanças climáticas, a comunidade internacional, com o objetivo de reduzir os GEE, acordou, em 1997, o Protocolo de Quioto, que fixa metas para a diminuição da emissão desses gases e estimula investimentos em tecnologias ambientalmente mais sustentáveis, através dos Mecanismos de Desenvolvimento Limpo (MDL). Esse panorama climático traz, portanto, implicações não só ambientais, mas também socioeconômicas. Se antes, a questão era discutida por cientistas e ambientalistas, hoje estudos econômicos, como o Relatório de Stern, quantificam os enormes prejuízos advindos das mudanças climáticas. Nesse aspecto, acionistas buscam identificar como as empresas estão lidando com os riscos e oportunidades referentes às questões do clima. Considerando essa realidade, esta dissertação teve por objetivo estudar se as mudanças climáticas estão produzindo interferência no programa de investimento das empresas. Através de um estudo de caso em uma empresa do ramo petroquímico, avaliou-se, através de informações de relatórios divulgados, a gestão de emissões atmosféricas adotadas pela mesma em sua estrutura de governança climática. Paralelamente, foram adotados os resultados de outros estudos referentes às questões climáticas, dentre os quais se destaca o Carbon Disclosure Project, o inventário de emissões de GEE brasileiro e os investimentos em MDL. Os resultados demonstraram que na empresa em estudo, a variável climática já está inserida em sua estrutura de governança corporativa e conclui que as mudanças climáticas têm interferido no direcionamento de investimentos, estando prevista no planejamento estratégico da própria companhia. Sendo assim, este trabalho remete à amplitude da questão abordando que a resolução do problema exige esforço de todos, sociedade, políticos, empresário etc, não bastando atribuir ao setor industrial toda a responsabilidade pela mitigação dos GEE, pois apenas isso não será suficiente. Por fim, o compromisso de reduzir a emissão de GEE é, antes de tudo, uma obrigação moral. Decorre da necessidade de se alcançar um valor justificável em si mesmo, que nos permita preservarmos, em condições adequadas, o clima do Planeta para que vivamos com qualidade; deixando este privilégio de herança às futuras gerações. / With vital significance, the greenhouse effect gases (GEG), as carbon dioxide and methane, among others, retain sun heat in the atmosphere. This fact avoids sun radiation from dissipating, without letting the Planet being warm enough to keep right conditions for live existence of Earth. However, mankind activities are increasing concentration of these gases creating intensified greenhouse effect. This, in it turns, has the potential of affect over temperature and is directly related to global warming, which has incurred into significant climatic changes on Earth. Resulting from these processes, plenty of adverse consequences already have effects over humanity. Therefor, consciousness and worried with the results of climate changes, international community, with goal of reducing GEG, agreed, in 1997, the Kyoto Protocol, that stablishes goals for diminish these gases emission and stimulates investing into environmently more sustainable technologies, using the so called Clean Development Mechanisms (CDM). This climatic picture brings, for so, implications not only in the environment, but also socioeconomic. If before, the issue was discussed by scientists and environmentalists, today socioeconomic papers, as Sterns Report, quantify the huge lost resulting from climatic changes. In this aspect, investors search how identify the companies which deal best the risks and opportunities due to the clime. Considering that reality, this essay had as purpose show if the climatic changes are producing interference in companies investing programs. Thru a case study of a petrochemical branch company, was measured the atmospheric emission management adopted in its climatic governability structure. Besides, ware adopted results from other researches of climatic issues, in which stands out the Carbon Disclosure Project, the Brazilian GEG emission inventory and the investments in CDM. The results shown that in the company in study, the climatic variable is already inside its corporative governability structure and concludes that the climatic changes have interfered in directing its investments, been foreseen in its strategic planning. For so, this essay refer to magnitude of the matter boarding that the answer to problem demands efforts of all: society, politicians, businessmen, and so forth; not sufficing attribute to industrial sector all responsibility of mitigating the GEG, because it will not be enough. At last, the commitment of GEG reducing is, above all, a moral obligation. Stemming from the need of achieving a justifiable value in itself, that allow us preserve, in right conditions, the Planet clime to mankind live with quality; assuring this privilege as inheritance to future generations.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Recentes observações satelitais têm demonstrado um aumento na extensão total do gelo marinho Antártico e redução do gelo marinho no Ártico. Apesar destas constatações, no Oceano Sul análises regionais apontam tendências negativas nos mares de Bellingshausen-Amundsen e positivas no mar de Ross, enquanto que para o Ártico ocorrer uma redução uniforme do gelo marinho. Neste estudo, foi realizada uma análise multivariada para identificar as mudanças na extensão do gelo marinho Antártico e Ártico em resposta à variabilidade de um conjunto de forçantes/parâmetros/índices climáticos de reconhecida importância em escala global. Especificamente, as associações entre o gelo marinho e os parâmetros e forçantes climáticos foram examinadas através da correlação linear e da análise de agrupamento. Diferentes respostas em diferentes setores foram examinadas e discutidas. Os resultados indicam que a variabilidade do gelo marinho Antártico e Ártico é um fenômeno multivariado e que a extensão de gelo marinho mínima, média e máxima podem apresentar diferentes padrões espaciais e responderem a diferentes conjuntos de parâmetros e forçantes climáticos. Foi identificado um significativo impacto de forçantes/parâmetros/índices climáticos sobre o gelo marinho no Oeste Antártico. No hemisfério Norte o aumento da temperatura média global e do CO2 atmosférico são os principais responsáveis pela redução na extensão do gelo marinho. / Recent satellite observations have shown an increase in the total extent of Antarctic sea ice and a reduction of sea ice in the Arctic. Despite these findings, regional analyses in the Southern Ocean indicates negative trends in the Bellingshausen-Amundsen Sea and positive trends in the Ross Sea, while in the Arctic seems to occur a uniform reduction of sea ice. In this study, mutivariate analysis was performed to identify changes in Antarctic sea ice in response to changes in a set of climate forcings/parameters/indices. More specifically, the relationships between sea ice and climate forcings and parameters were examined by linear correlation and cluster analysis. Different responses in different sectors were examined and discussed. The findings indicate that Antarctic sea ice variability is a multivariate phenomenon and that the minimum, maximum, and mean sea ice extent depicts different spatial pattern and may respond to a different set of climate forcings/parameters/indices. A significant impact of climate forcings/parameters/indices occurs over western Antarctic. In the northern hemisphere the increase in global mean temperature and atmospheric CO2 seems to be the major responsible for the reduction in sea ice extent.

Over time, forests have played an important role in the ecosystems’ balance.   They store and retain a large amount of carbondioxide, preventing it to be released into the atmosphere. However, in recent years, deforestation and forest     degradation endanger their continuity in the provision of such service.In this article, the authors explain the program called “Reducing emissions from deforestation and forest degradation” (REDD+), which seeks to combat such problems. In that way, they introduce  which  are  the  challenges  for its implementation in our country. / A lo largo del tiempo, los bosques han desempeñado un rol importante en el equilibrio delos ecosistemas. Éstos almacenan y retienen una gran cantidad de dióxido de carbono, evitando así que este gas se libere a la atmosfera.A pesar de ello, en los últimos años, la deforestación y degradación forestal ponen en peligrosu continuidad en la provisión de ese servicio.En este artículo, los autores explican el programa denominado “Reducción de Emisiones por Deforestación y Degradación de bosques” (REDD+) que busca combatir los problemas descritos. Asimismo, plantean cuáles son losretos para su implementación en nuestro país.

Ácaros de solo têm sido pouco estudados na Colômbia. Este trabalho corresponde ao esforço inicial para conhecer os ácaros da ordem Mesostigmata que ocorrem em solos de regiões altas desse país. O processo conhecido como \"efeito estufa\" tem preocupado ecologistas de todo o mundo, inclusive aqueles que se dedicam ao estudo dos organismos de solo. A metodologia de coleta adotada neste trabalho foi estabelecida como uma tentativa de também indicar possíveis conseqüências deste processo sobre os ácaros deste grupo. O trabalho foi conduzido em um fragmento da Floresta Andina e em uma pastagem em suas proximidades, na Vereda Mundo Nuevo, Município de La Calera, Departamento de Cundinamarca. Pirâmides de policarbonato foram usadas numa tentativa de simular o efeito estufa. Foram coletadas 34 espécies de Gamasina e 21 morfoespécies de Uropodina. Destas, pelo menos seis espécies foram determinadas como novas para a ciência, havendo a possibilidade de que pelo menos outras dez também sejam novas. Um gênero novo de Laelapidae também foi encontrado. São relatadas pela primeira vez na Colômbia espécies pertencentes aos gêneros Arctoseius, Gamasellodes e Protogamasellus (Ascidae), Cheiroseius (Blattisocidae), Oloopticus e Gaeolaelaps (Laelapidae), Proctolaelaps (Melicharidae), Desectophis e Gamasiphis (Ologamasidae) e Multidentorhodacarus (Rhodacaridae). O método empregado permitiu o estabelecimento de aumentos significativos de temperatura no interior das pirâmides em certas épocas de amostragem, como esperado com a ocorrência do efeito estufa. Outros fatores edafo-climáticos que também sofreram alterações significativas foram o pH e a proporção de partículas de solo entre 53 e 300 ?m (ambos em níveis mais elevados no interior das pirâmides). A abundância e o número de espécies de Mesostigmata foram maiores no fragmento florestal, especialmente de Uropodina, grupo encontrado quase exclusivamente neste ecossistema. A abundância dos Mesostigmata e o número de espécies de Gamasina foram maiores dentro das pirâmides. Estes resultados podem sugerir que o efeito estufa poderá causar um aumento da abundância dos Mesostigmata e um aumento da diversidade dos Gamasina nas regiões de grande altitude de Cundinamarca. Há que se considerar, entretanto, que a metodologia adotada avaliou as possíveis variações em pequena escala, simulando-se o efeito estufa apenas para áreas de pequenas dimensões, cobertas pelas pirâmides. É possível que as alterações climáticas em escala maior (regional) possam levar a resultados diferentes dos obtidos neste estudo, especialmente tendo em vista a reduzida capacidade de dispersão dos ácaros em relação a outros grupos de animais. Este trabalho permitiu a obtenção de informações relevantes que servirão como base para a condução de trabalhos futuros similares na Colômbia, apresentando ainda sugestões para o aprimoramento dos métodos para a execução de estudos desta natureza. / Soil mites have been insufficiently studied in Colombia. This work represents the first step to understand the mites of the order Mesostigmata that occur in highland soils of that country. The process known as \"greenhouse effect\" has worried ecologists around the word, including those dedicated to the study of soil organisms. The sampling method adopted in this study was selected as an attempt to also estimate the consequences of this process on this mite group. This work was conducted in an Andean forest fragment and in a pasture in its vicinity, in Vereda Mundo Nuevo, La Calera municipality, Department of Cundinamarca. In an attempt to simulate the greenhouse effect, pyramids made of polycarbonate were used. Thirtyfour species of Gamasina and 21 morphospecies of Uropodina were collected. Of these, at least six species were indentified as new to science; it is possible that at least ten of the remaining species are also new. A new genus of Laelapidae was also collected. Species of Arctoseius, Gamasellodes and Protogamasellus (Ascidae), Cheiroseius (Blattisocidae), Oloopticus and Gaeolaelaps (Laelapidae), Proctolaelaps (Melicharidae), Desectophis and Gamasiphis (Ologamasidae) as well as of Multidentorhodacarus (Rhodacaridae) are reported for the first time in Colombia. The method adopted allowed the occurrence of significant increases in temperature inside the pyramids at certain sampling times, as expected to happen with the occurrence of the greenhouse effect. Other edapho-climatic factors undergoing significant changes were pH and proportion of soil particles between 53 and 300 ?m (both at higher levels inside the pyramids). The abundance and the number of species of Mesostigmata were higher in the forest fragment, especially of Uropodina, a group found almost exclusively in this ecosystem. The abundance of Mesostigmata and the number of Gamasina species were higher inside the pyramids. These results may suggest that the greenhouse effect may cause an increase in the abundance of Mesostigmata and an increase in the diversity of Gamasina in regions of high altitude of Cundinamarca. However, it should be considered that the methods adopted evaluated the possible variations in low scale, given that the greenhouse effect was simulated only in areas of small dimensions, covered by the pyramids. It is possible that wide scale climatic changes (over wide regions) may lead to different results, taking into account the reduced dispersal capacity of the mites in relation to other animals. This work produced relevant information to be considered in similar future studies in Colombia. It also allowed the elaboration of suggestions to improve the methods for studies of this nature.

O aquecimento global é considerado um dos mais sérios problemas ambientais da atualidade mundial e suas consequências afetam de maneira severa diversos biomas já ameaçados, principalmente em ecossistemas tropicais. O estado de conservação de todos os biomas brasileiros é uma questão de grande preocupação e por esta razão, a Mata Atlântica, um dos ecossistemas florestais que mais sofreu redução em seu vasto domínio, ainda é um bioma extremamente rico em biodiversidade, com altos níveis de endemismo, apesar do intenso desmatamento e fragmentação. Diante de sua importância biogeoquímica, os objetivos principais do presente estudo foram compreender de que maneira o fenômeno de elevação da temperatura global afeta as emissões naturais de gases de efeito estufa (GEE) provenientes do solo e de que modo o acréscimo da temperatura influencia na ciclagem de nutrientes como carbono e nitrogênio. Para isso, o solo foi aquecido artificialmente em 5ºC para se avaliar o comportamento das emissões sob maiores temperaturas. O estudo foi realizado no Parque Estadual da Serra do Mar, no Núcleo Santa Virgínia, onde predomina a formação de Floresta Ombrófila Densa Altimontana. As amostras foram coletadas quatro vezes ao ano em campanhas de 10 dias, durante os meses de setembro e novembro de 2009 e janeiro e agosto de 2010. O sistema de aquecimento funcionou de maneira satisfatória como esperado e o aumento da temperatura ocorreu por radiação térmica de maneira lenta e gradativa. O aumento da temperatura não resultou em diferenças significativas na umidade do solo para os diferentes tratamentos. O aquecimento resultou em um aumento expressivo das emissões de CO2 e N2O, porém não apresentou diferenças para os fluxos de CH4. O aumento do fluxo dos gases pode representar uma tendência da diminuição do estoque (substrato) de carbono disponível no solo ao longo do tempo. A variação de CO2 a curto prazo pode ter sido consequência do aumento da respiração radicular e de heterótrofos presentes na rizosfera. Para o N2O a maior temperatura pode ter intensificado o metabolismo da microbiota desnitrificadora, resultando assim em maiores emissões de N2O para a atmosfera. O consumo de CH4 não apresentou diferenças significativas durante os períodos amostrados. Estudos que manipulam a temperatura do solo permitem um maior conhecimento dos processos envolvidos na emissão de gases pela atividade microbiana, mas infelizmente não permitem uma conclusão precisa a respeito do comportamento do sistema solo-atmosfera por completo devido aos inúmeros fatores que afetam esses processos de maneiras distintas. É preciso aprofundar nossos conhecimentos da dinâmica desses processos para um melhor entendimento de como a futura interação do ciclo global do C responderá às mudanças climáticas, e como será possível antecipar os efeitos negativos dessas interações que ocorrem na natureza, principalmente entre o C e o N do solo e da atmosfera. / The global warming is considered one of the most serious environmental problem of nowadays and its severe consequences affects already threatened biomes, particularly in tropical ecosystems. The conservation status of all biomes is a matter of great concern, and for this reason, the Atlantic forest, one of the most threatened ecosystems of the Planet, is still extremely rich in biodiversity, with high endemic levels, despite the intense deforestation and fragmentation. Given its biogeochemistry importance, the main objectives of this study were to understand how the phenomenon of rising global temperatures affects natural emissions of greenhouse gases (GHG) from soil, and how the warming influences the cycling of nutrients such as carbon and nitrogen. For this, the soil was artificially heated at 5ºC to evaluate the emissions response at higher temperatures. The study was conducted at Serra do Mar State Park Núcleo Sta. Virgínia, were the formation of montane Rain Forest predominates. Gas samples were collected four times a year on 10 days campaigns during the months of September and November 2009 and January and August 2010. The heating system worked satisfactorily as expected and the temperature was increased by thermal radiation in a slow and gradual way. The temperature increase resulted in no significant differences in soil moisture for the different treatments. The higher temperature resulted in a significant increase in emissions of CO2 and N2O, but no difference was noticed to the flows of CH4. The higher emissions of gases may represent a trend of decrease in the pool of readily available carbon in the soil over time. The short-term variation of CO2 may have been a consequence of increased root respiration and heterotrophic microbiota in the rhizosphere. For the N2O results, the temperature may have enhanced the metabolism of denitrifying microbiota, thus resulting in higher emissions of N2O to the atmosphere. The consumption of CH4 showed no significant differences during the studied periods. Studies that manipulate the soil temperature allow a better understanding of the involved processes in the emission of gases by microbial activity, but unfortunately do not allow a precise conclusion about the response of the soilatmosphere system altogether because there are many factors that affects these processes in distinct ways. We need to further improve our knowledge on the dynamics of these processes for a better understanding of how the future interaction between the global carbon cycle responds to climate change, and how we anticipate the negative effects of those interactions that occur in nature, mainly between C and N present in the soil and in the atmosphere

Orientador: Telma Teixeira Franco / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T23:18:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes_EduardoJacob_D.pdf: 2856802 bytes, checksum: 99aa69511cd3a23d2bb08b6d88de2a71 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A conversão fotossintética de dióxido de carbono em fotobiorreatores foi investigada com o propósito do desenvolvimento de um sistema biológico para o seqüestro de carbono. O processo utilizado consiste na transferência de dióxido de carbono gasoso para a fase líquida de um reator, no qual este composto é convertido em produtos do metabolismo fotossintético pela atividade de microalgas. Em face disto, o trabalho teve por objetivos: (1) avaliar o cultivo fotossintético da microalga $SKDQRWKHFH_ PLFURVFRSLFD_ 1lJHOL em diferentes condições de temperatura, intensidade luminosa e concentração de dióxido de carbono; (2) avaliar a cinética de absorção/dessorção de dióxido de carbono em fotobiorreatores; (3) definir as condições operacionais apropriadas para a remoção biológica de carbono; (4) avaliar os efeitos dos ciclos de luminosidade na fixação de dióxido de carbono e (5) estudar diferentes configurações e modos de operação de fotobiorreatores para remoção de CO2. A capacidade de seqüestro de carbono do sistema foi considerada através de análises dos perfis de CO2 livre na fase líquida do sistema, medidas das concentrações da fase gasosa e conversão estequiométrica em biomassa. Os resultados obtidos demonstraram a importância dos parâmetros operacionais avaliados na fixação de carbono em biomassa, bem como na remoção de global de CO2. O uso da metodologia de superfície de resposta foi adequada na otimização do processo, a qual resultou em um acréscimo superior a 58% nas densidades celulares máximas. O efeito da duração do ciclo de luz foi determinante no desempenho do processo, resultando em reduções de eficiências máximas de até 99,69%. As configurações de reatores estudadas demonstraram o melhor desempenho dos sistemas air-lift, quando comparados aos reatores de coluna de bolhas. Quanto ao modo de operação, os sistemas com recirculação do ar contaminado demonstraram-se eficientes para o abatimento de reduzidas quantidades de dióxido de carbono, embora as séries de dois reatores ligados em série tenham maior eficiência e capacidade de eliminação de dióxido de carbono. O atual estágio de desenvolvimento deste trabalho evidenciou o potencial da aplicação deste tipo de reator em processos de seqüestro de carbono, devido às elevadas taxas de eliminação obtidas. Entretanto, apenas a caracterização parcial das rotas de conversão fotossintética de CO2 foi considerada / Abstract: The photosynthetic conversion of carbon dioxide in photobioreactors was investigated with the objective of developing a biological carbon sequestering system. The process used consisted of transferring gaseous carbon dioxide to the liquid phase of a reactor, in which this compound was converted into photosynthetic metabolism products by the activity of microalgae. Considering this, the objectives of the present work were: (1) evaluate the photosynthetic culture of the microalgae $SKDQRWKHFH_PLFURVFRSLFD_1lJHOL under different conditions of temperature, light intensity and carbon dioxide concentration; (2) evaluate the absorption/desorption kinetics of carbon dioxide in photobioreactors; (3) define the appropriate operational conditions for the biological removal of carbon; (4) evaluate the effects of light cycles on the fixation of carbon dioxide and (5) study different configurations and operational modes of photobioreactors for the removal of CO2. The carbon sequestering capacity of the system was considered from an analysis of the free CO2 profiles in the liquid phase of the system, measurements of the gas phase concentration and the stoichiometric conversion into biomass. The results obtained demonstrated the importance of the operational parameters evaluated in the fixation of carbon in biomass, as also in the overall removal of CO2. The use of response surface methodology was adequate to optimise the process, and resulted in an increase greater than 58% in the maximum cell density. The effect of the duration of the light cycle was determinant in process performance, resulting in reductions in maximum efficiency of up to 99.69%. The configurations of the reactors studied demonstrated the superior performance of airlift systems, as compared to bubble-column reactors. With respect to operational mode, the systems involving the recirculation of contaminated air were shown to be efficient in decreasing reduced amounts of carbon dioxide, although two reactors connected in series were more efficient and showed greater capacity in eliminating carbon dioxide. The current stage of development of this work is evidence of the potential for the application of this type of reactor in carbon sequestering processes, due to the elevated elimination rates. However, only the partial characterisation of the photosynthetic CO2 conversion routes was considered. / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Carlos Alfredo Joly / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T11:54:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Colombo_AlexandreFalanga_M.pdf: 5588594 bytes, checksum: 83b01e835775102ddb89b1b93563832d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Desde o início da colonização portuguesa, a Mata Atlântica, um dos dez biomas mais ricos e diversos do mundo, sofreu uma redução considerável em extensão e diversidade. O extrativismo, o avanço da agricultura extensiva e o rápido crescimento das cidades na faixa litorânea do país, foram e continuam sendo em algumas regiões, responsáveis pela redução da vegetação nativa. Dados recentes mostram que restam apenas 7% da cobertura florestal original, e menos do que 5% são efetivamente de florestas nativas pouco antropizadas. Esta situação pode estar sendo agravada devido às mudanças nos padrões climáticos terrestres. Exarcebados pela ação humana, o aquecimento global, a mudança do regime de chuvas, entre outras alterações atmosféricas, podem modificar substancialmente o padrão de distribuição das espécies arbóreas dos biomas nativos. Este processo pode resultar na diminuição da área de ocorrência ou mesmo na extinção de espécies. Este trabalho tem como objetivo, através de técnicas de modelagem preditiva, delinear áreas de distribuição geográfica futura de 38 espécies arbóreas típicas da Mata Atlântica lato sensu, considerando dois cenários de aquecimento global nos próximos 50 anos. No cenário otimista, que prevê um aumento anual de 0,5% na concentração de CO2 da atmosfera, o aumento médio da temperatura terrestre seria = 2 oC; já no cenário pessimista, com um aumento médio de 1% na concentração de CO2 atmosférico, o aumento médio da temperatura seria da ordem de 4 oC. Considerando estes parâmetros, e usando GARP-Genetic Algorithm for Rule-set Prediction, foram gerados três modelos para cada espécie: um de distribuição presente e dois de cenários futuros, um otimista e outro pessimista em relação às emissões de CO2 até 2050. Os resultados obtidos mostram, de forma alarmante, uma redução na área de ocorrência potencial das espécies estudadas, além de um possível deslocamento destas para regiões mais ao sul do que as atualmente observadas. Em média, no cenário otimista, a redução na área de ocorrência potencial é de 25%, e no cenário pessimista de 50%. Espécies como Euterpe edulis, Jacaranda puberula, Mollinedia schottiana, Virola bicuhyba, Inga sessilis, Ecclinusa ramiflora e Vochysia magnifica são as que poderão sofrer mais os efeitos do aumento da temperatura global. A geração de informação sobre as conseqüências das atividades humanas na terra vem aumentando, fornecendo subsídios técnicos para a tomada de decisões no âmbito político, econômico e acadêmico. Apesar de, no estágio atual, as ferramentas de modelagem não terem a precisão desejada, a consistência dos padrões de deslocamento e redução na área potencial de ocorrência reforçam a importância delas serem incorporadas à formulação e aperfeiçoamento das políticas de conservação de nossos ecossistemas nativos / Abstract: One of the top ten most diverse rich forests in the word, the Brazilian Atlantic Forest has been suffering significant losses since the Portuguese arrived in Brazil in 1500. Wood, palm hart and epiphytes extraction, extensive agriculture and the expansion of large cities still are the main threats. Recent data shows that there are less then 7% of native forest left, and from those only 5% can be considered pristine. Aggravated by human activities global warming, changes in rainfall patterns, among other changes may affect substantially native trees geographical distribution. The result of this process may be a reduction in the area of occurrence of species and, ultimately, in the extinction of a large number of them. In this study we used predictive modeling techniques to determine present and future geographical distribution of 38 species of tree that are typical of the Brazilian Atlantic Forest (Mata Atlântica lato sensu), considering two global warming scenarios. The optimistic scenario, based in a 0,5% increase in the concentration of CO2 in the atmosphere, predicts an increase of up to 2 oC in Earth¿s average temperature; in the pessimistic scenarios, based in a 1% increase in the concentration of CO2 in the atmosphere, temperature increase may reach 4 oC. Using these parameters and the Genetic Algorithm for Ruse-set Predictions/GARP three models were produced: one with the present distribution of the species based in occurrence points registered in literature, the other two were based in changes of Earth¿s mean temperature by 2050 using the optimistic and the pessimistic scenarios of CO2 emission. The results obtained show an alarming reduction in the area of possible occurrence of the species studied, as well as a shift towards the most southern part of Brazil. In average, using the optimistic scenario this reduction is of 25% while in the pessimistic scenario it reaches 50%. Among the species studied Euterpe edulis, Jacaranda puberula, Mollinedia schottiana, Virola bicuhyba, Inga sessilis, Ecclinusa ramiflora e Vochysia magnífica are the ones that will suffer the worst reduction in their possible area of occurrence. Nowadays scientific certainty about climate changes as a consequence of human activities is so strong, that it must be taken in account by all spheres of action: political, economic and academic. Although predictive models are not yet as precise as we would like and need, the consistency of patterns of shifts and reductions in areas of potential occurrence of tropical plant species strengthen the importance of incorporating them in planning and implementing native biodiversity policies / Mestrado / Ecologia / Mestre em Ecologia

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-04-26T16:06:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Pinheiro_BR_2016_PPGO_UFPE.pdf: 4797187 bytes, checksum: 23d620ab5ad4e454bcb109d992f47da5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T16:06:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese_Pinheiro_BR_2016_PPGO_UFPE.pdf: 4797187 bytes, checksum: 23d620ab5ad4e454bcb109d992f47da5 (MD5) Previous issue date: 2016-08-30 / O aumento da pressão parcial de dióxido de carbono (pCO2) na atmosfera, que passou de uma média de 280ppm antes da revolução industrial para acima de 400ppm nos dias atuais, é um dos principais responsáveis por uma série de mudanças globais. Entre elas, a elevação da temperatura superficial da água do mar (TSM), a elevação do nível do mar, e a acidificação oceânica (AO). Os ambientes recifais têm sido apontados como os mais vulneráveis a estas mudanças. Efeitos da elevação da pCO2 sob ambientes recifais no Atlântico Sul, são escassos e na sua maioria reportam apenas efeitos da elevação da TSM e eventos de branqueamento. O Atol das Rocas é a primeira Reserva Biológica marinha do Brasil e foi escolhido neste estudo por ser um exemplo de recife biogênico, oceânico e praticamente livre de impactos como sobrepesca, poluição, e turismo desordenado. Desta forma, o objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da elevação da pCO2 atmosférica sob os organismos construtores do atol para estabelecer um ponto de referência para futuras comparações, devido a sua vulnerabilidade a estes processos. A pesquisa foi dividida em três etapas, sendo essas a caracterização, a avaliação do estado e a experimentação dos prováveis efeitos da acidificação nos organismos calcários. Inicialmente são apresentados dados sobre a cobertura bentônica e a sua interação com os parâmetros abióticos (temperatura, salinidade, disponibilidade de nutrientes dissolvidos, pH e alcalinidade total). Foi observada dominância de macro e tufos de algas em locais com maior disponibilidade de nutrientes dissolvidos, indicando que maiores concentrações de nutrientes inorgânicos na água do mar contribuem para a distribuição dos organismos no atol. E, além disso, ambientes com alta frequência de organismos carbonáticos foram associados com uma diminuição da concentração de alcalinidade. Em seguida, dados foram obtidos sobre reprodução, crescimento e distribuição de frequência da população da espécie de coral dominante nas piscinas do atol (Siderastrea stellata). Foi observado um evento de planulação e o crescimento inicial dos pólipos primários, os quais, após 3 meses mostraram uma média de diâmetro de 1,49±0,45 mm, variando entre 0,9 e 2,28 mm e 14,70% de taxa de mortalidade. A média da taxa de extensão anual das colônias adultas foi de 6,8 ± 0,7 mm. ano-1. Colônias com 4,1 a 10 cm de diâmetro também foram frequentes no atol (48,1±14,5%). A população de S. stellata no atol mostra-se com um alto potencial de manutenção e recuperação, embora tenha sido observado uma baixa taxa de recrutamento. Na outra etapa do estudo se fez uma caracterização do sistema carbonato no atol, avaliando a influência do metabolismo dos organismos sob as variações espaço-temporais observadas. Os resultados indicaram uma grande disponibilidade de carbonato dissolvido nas piscinas do atol. Os índices de saturação de aragonita não só suprem as necessidades metabólicas dos organismos, como estão acima dos observados para outros ambientes recifais. Desta forma, é possível que a intensa atividade biológica no atol das rocas possa servir como um tampão adicional para o equilíbrio do pH e mitigar alguns dos efeitos da acidificação oceânica localmente. Por fim, foi realizado um experimento com espécies que ocorrem no atol, o coral scleractíneo Porites astreoides e o zoantídeo Palythoa caribaeorum. Foram avaliadas as respostas fisiológicas (crescimento, respiração, fotossíntese, lipídios totais e clorofila a) desses organismos mediante condições de estresse térmico e acidificação. P. astreoides sofreu influência do aquecimento e da acidificação em todas as taxas metabólicas avaliadas, enquanto o P. caribaeorum teve um menor, ou nenhum impacto no seu metabolismo. / The increase in carbon dioxide partial pressure (pCO2) in the atmosphere, which rose from an average of 280 ppm before pre-industrial times to over 400 ppm today, it is one of the main responsible for a series of global changes. Among them, increasing sea surface temperature (SST), sea level rise and ocean acidification (OA). Coral reefs have been identified as the most vulnerable ecosystem to these changes. Investigations about the effects of elevated anthropogenic pCO2 on coral reef environments in the South Atlantic are scarce and mostly only effects of the increase of SST and bleaching events were reported. Rocas Atoll is the first Marine Biological Reserve in Brazil and was chosen in this study because it is an example of a oceanic biogenic reef, and virtually free from impacts such as overfishing, pollution, and unregulated tourism. Thus, the aim of this study was to evaluate the effects of increased atmospheric pCO2 on the atoll building organisms to establish a benchmark for future comparisons, because of their vulnerability to these processes. Initially are presented data on the benthic cover and its interaction with the abiotic parameters (temperature, salinity, availability of dissolved nutrients, pH and total alkalinity). It was observed a dominance of macro and tuff algae in places with higher availability of dissolved nutrients, indicating that higher concentrations of inorganic nutrients in seawater contribute to the spatial distribution of organisms on the atoll. And besides, environments with high frequency of carbonate organisms were associated with a decrease of alkalinity. Then, data were obtained on reproduction, growth and frequency distribution of the population of the dominant coral species in the atoll pools (Siderastrea stellata). A planulation event was observed and initial growth of primary polyps which, after 3 months showed 1.49 ± 0.45 mm average diameter ranging between 0.9 and 2.28 mm and 14.70% mortality rate. The average annual extension rate of adult colonies was 6.8 ± 0.7 mm. year-1. Colonies with 4.1 to 10 cm diameter were also common in the atoll (48.1 ± 14.5%). The population of S. stellata in the atoll shows a high potential for maintenance and recovery, although it was observed a low recruitment rate. In another stage of the study, a characterization of the carbonate system of the atoll was made, in order to assess the influence of the metabolism of organisms under spatio-temporal variations. The results indicated a large availability of dissolved carbonate in the atoll pools. The aragonite saturation rates not only supply the metabolic demands of the corals, but are above those observed for other coral reef environments. Thus, it is possible that the intense biological activity of the Rocas Atoll can serve as an additional buffer for the pH equilibrium and locally mitigate some of the effects of ocean acidification. Finally, an experiment was conducted with species that occur in the atoll, the scleractinian coral Porites astreoides and the zoanthid Palythoa caribaeorum. The physiological responses of these organisms were evaluated (growth, respiration, photosynthesis, total lipids and chlorophyll a) under conditions of heat stress and acidification. P. astreoides was influenced by warmer temperatures and acidification in all measured metabolic rates while P. caribaeorum showed a minor or no impact on your metabolism.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:37:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciano Roncete Pimenta.pdf: 4278509 bytes, checksum: cdad20bdec2ee8d4e840d4a31725f4c8 (MD5) Previous issue date: 2012-12-14 / O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas - IPCC vem alertando que o aquecimento global é inequívoco. Já está evidenciada uma elevação de aproximadamente 0,2 °C na temperatura média global nos últimos 30 anos. Os resultados apresentados no Quarto Relatório de Avaliação das Mudanças Climáticas Globais do IPCC (IPCC-AR4), publicado em 2007, alertam para um aumento médio global das temperaturas entre 1,8 °C e 6,4 °C até 2100. Assim, a aptidão climática para as culturas das diversas regiões do planeta será modificada. A necessidade de substituição dos combustíveis fósseis por fontes renováveis de energia torna a cana-de-açúcar uma cultura estratégica devido à produção de etanol, fonte de energia renovável. Na América do Sul, a cana-de-açúcar representa uma cultura de grande potencial econômico. O objetivo deste trabalho foi avaliar os potenciais efeitos das mudanças climáticas projetadas sobre o zoneamento agroclimático para a cana-de-açúcar na América do Sul. Os períodos considerados foram 1961-1990 centrado na década de 1980, como referência, e as projeções climáticas pelo modelo OM-ECHAM5_MPI no cenário A2 (cenário de visão pessimista do mundo) para os períodos de 2010-2039, 2040-2069, 2070-2099, centrados nas décadas de 2020, 2050 e 2080 respectivamente. O balanço hídrico climatológico foi calculado segundo a metodologia proposta por Thornthwaite & Mather (1955) e a evapotranspiração potencial - ETP (mm dia-1) calculada pela metodologia proposta por Thornthwaite (1948). Para o Zoneamento Agroclimático, as classes consideradas foram: áreas aptas; áreas restritas por temperatura média anual; áreas restritas por deficiência hídrica; e áreas inaptas. Toda a metodologia de cálculo da estimativa do balanço hídrico foi implementada no Software Matlab 6.5® para obtenção das variáveis Deficiência Hídrica Anual (Da) e Excedente Hídrico Anual (Ea). Entre os resultados obtidos verifica-se que: as áreas aptas que em 1980 correspondia a 10,9% serão diminuídas para 8,6% na década de 2080; as áreas inaptas diminuirão de 51,6% para 32,3% da década de 1980 até 2080; e algumas áreas do sul que na década de 1980, foram consideradas inaptas, se tornarão apta devido aquecimento global projetado pelo IPCC / The Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC has been alert that the global warming is unequivocal. It is evidenced an elevation of about 0,2 °C in global temperature over the last 30 years. The results presented in the Fourth Assessment Report on Global Climate Change IPCC (IPCC-AR4), published in 2007, alert for a mean increase global temperatures between 1.8 °C and 6.4 º C by 2100. Thus, the climate suitability for crops in different regions of the planet will be modified. The necessity of replacing fossil fuels with renewable energy sources makes the cane sugar a strategic crop due to ethanol production, renewable energy source. In South America, the sugar cane is a crop of great economic potential. The objective of this study was to evaluate the potential effects of climate change projected on the agroclimatic zoning for the cane sugar in the South America. The periods considered were 1961-1990 decade centered on 1980, as reference, and climatic projections by the model OM-ECHAM5_MPI in the scenario A2 (scenario of pessimistic view of the world) for the periods 2010-2039, 2040-2069, 2070 - 2099, focused on the decades of 2020, 2050 and 2080 respectively. The climatic water balance was calculated second the methodology proposed by Thornthwaite & Mather (1955) and the potential evapotranspiration - ETP (mm day-1) calculated by the methodology proposed by Thornthwaite (1948). For the agroclimatic zoning the classes considered were: suitable areas, areas restricted by annual mean temperature, areas restricted by water deficit, and unsuitable areas. All the methodology of calculation of the estimated water balance was implemented in Matlab 6.5® Software for obtain the variable Annual Water Deficiency (Da) and Annual Water Surplus (Ea). Among the results obtained check that: the suitable areas that in the decade 1980 were 10.9% is decreased to 8.6% in the decade 2080; the unsuitable areas decrease from 51.6% to 32.3% of the decade 1980 until 2080; and some areas in the south that in the decade 1980 were considered unsuitable, will become suitable areas due the global warming projected by IPCC