Carbon and nitrogen stock and fluxes in coastal Atlantic Forest of southeast Brazil: potential impacts of climate change on biogeochemical functioning

The Atlantic Forest is one of the most important biomes of Brazil. Originally covering approximately 1.5 million of km(2), today this area has been reduced to 12% of its original size. Climate changes may alter the structure and the functioning of this tropical forest. Here we explore how increases in temperature and changes in precipitation distribution could affect dynamics of carbon and nitrogen in coastal Atlantic Forest of the southeast region of Brazil The main conclusion of this article is that the coastal Atlantic Forest has high stocks of carbon and nitrogen above ground, and especially, below ground. An increase in temperature may transform these forests from important carbon sinks to carbon sources by increasing loss of carbon and nitrogen to the atmosphere. However, this conclusion should be viewed with caution because it is based on limited information. Therefore, more studies are urgently needed to enable us to make more accurate predictions.

Does Evolution matter?: a case study in Brazil of the effects of an evolutionary-thinking academic atmosphere in postgraduate students' belief in God/religious belief

Although the theory of evolution is more than 150 years old, a substantial proportion of the world population does not mention it when explaining the origin of human beings. The usual alternative conception is offered by creationism, one of the main obstacles to full acceptance of evolution in many countries. National polls have demonstrated that schooling and religiosity are negatively correlated, with scientists being one of the least religious professionals. Herein we analyzed both (1) the profile of 1st semester undergraduate students and (2), thesis and dissertations, concerning religious and evolutionary thoughts from Biology and Veterinary Schools at the largest university of South America. We have shown that students of Biology are biased towards evolution before they enter university and also that the presence of an evolutionary-thinking academic atmosphere influences the deism/religiosity beliefs of postgraduate students.

Transpiração de plantas jovens de laranjeira 'valência' sob porta-enxerto limão'cravo' e citrumelo 'swingle' em dois tipos de solo

A área total irrigada em pomares cítricos no Brasil tem aumentado ao longo das décadas. A principal causa desse aumento deve-se ao uso de porta-enxertos tolerantes à Morte Súbita dos Citros, porém menos tolerantes à seca que o limão Cravo. Este trabalho tem como objetivo estudar a influência do porta-enxerto e do tipo de solo na transpiração de plantas jovens de laranjeira Valência. O experimento foi conduzido em estufa, nas dependências do Departamento de Engenharia de Biossistemas da ESALQ/USP. Mudas de laranjeira foram plantadas em caixas de 500 L. Determinou-se, simultaneamente, a transpiração de 20 plantas por meio de sondas de dissipação térmica (fluxo de seiva). Foram medidas a radiação solar global, a umidade relativa e a temperatura do ar com sensores instalados a 2 m de altura no centro da estufa. A evapotranspiração de referência (EToPM) foi calculada pelo método de Penman-Monteith proposto pela FAO. De acordo com os resultados encontrados, conclui-se que a transpiração das plantas de laranjeira Valência é influenciada não só pelo tipo de porta-enxerto utilizado, como também pelo crescimento em área foliar e estádio fenológico, sendo que sua relação com a EToPM não é linear em toda a faixa de demanda evaporativa da atmosfera.

Armazenamento refrigerado de morango submetido a altas concentrações de CO2

Temperatura de 0ºC associada a atmosferas com 12 a 20% de CO2 têm sido recomendadas como condição ideal para o armazenamento de morango. Entretanto, as redes de distribuição e comercialização de produtos hortícolas no Brasil geralmente não possuem cadeia de frio, ou a possuem em temperatura entre 10 e 15ºC. Este trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade e conservação do morango 'Oso Grande' sob temperatura de 10ºC associada com altas concentrações de dióxido de carbono. Os morangos foram selecionados, resfriados e armazenados a 10ºC em mini-câmaras herméticas, onde foram aplicadas as distintas concentrações de CO2 (0,03, 10, 20, 40 e 80%) combinadas com 20% de O2. Os morangos foram avaliados a cada 2 dias até se tornarem impróprios para o consumo. As concentrações de 20 e 40% de CO2 permitiram a conservação dos morangos por até 8 dias; já aqueles com 0,03% de CO2 duraram apenas 2 dias. Os morangos a 80% de CO2 mantiveram ótima aparência por 6 dias, porém foram considerados inadequados para o consumo por apresentarem elevados teores de acetaldeído (40,92 µg g-1) e de etanol (1.053 µg g-1), provenientes do processo fermentativo. A perda de massa fresca dos morangos foi inferior a 2%, demonstrando a eficiência da técnica utilizada para o controle da umidade relativa no armazenamento. Os frutos acondicionados com 0,03 e 80% de CO2 apresentaram a maior perda de firmeza, sendo que ao final do armazenamento esta foi de 40% em relação à firmeza inicial. Já os morangos armazenados com 20 e 40% de CO2 perderam apenas 28% da firmeza inicial. Apesar da diferença estatística na coloração externa do morango, essa foi visualmente imperceptível. Os morangos 'Oso Grande' armazenados a 10ºC sob atmosfera controlada com 40% de CO2 associado com 20% de O2 mantiveram suas características comerciais por 8 dias.

Análise climatológica da precipitação e do transporte de umidade na região da ZCAS através da nova geração de reanálises

O conhecimento do desempenho das reanálises e dos erros associados a elas apresenta um papel fundamental na compreensão dos processos físicos que ocorrem na atmosfera. Este trabalho tem por objetivo documentar as principais características da precipitação associada à Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), baseado em seis conjuntos de reanálises atmosféricas (MERRA, ERA-Interim, ERA-40, NCEP 1, NCEP 2 e NCEP CFSR) e cinco conjuntos de produtos observados de precipitação (SALDAS, CPC, CMAP, GPCP e GLDAS). Através destes dados também foi analisado o transporte de umidade sobre a região da ZCAS, para os anos de 1979 a 2007. Em resumo, este trabalho evidencia o avanço das novas reanálises na tentativa de representar de forma mais adequada a variável precipitação acumulada. Os diagramas de Taylor mostram que os produtos de precipitação estão bem correlacionados com o ponto de referência (CPC), com coeficientes entre 0,6 e 0,9. Somente a reanálise do NCEP CFSR possui correlações próximas as dos produtos de precipitação. Os conjuntos mais antigos de reanálises apresentam correlações menores, abaixo de 0,6. O Oceano Atlântico é a fonte principal do fluxo de umidade para a direção da ZCAS, que diminui na direção do continente. Na Região SE do Brasil, a topografia tem um papel importante para a convergência de umidade. Já na parte noroeste da ZCAS, este fator deve estar associado a processos termodinâmicos.

Análise de desempenho de índices de instabilidade atmosférica na previsão de fenômenos convectivos de mesoescala na região metropolitana de São Paulo entre 28 de janeiro e 04 de fevereiro de 2004

Discute-se o potencial prognóstico de índices de instabilidade para eventos convectivos de verão na Região Metropolitana de São Paulo. Cinco dos oito dias do período analisado foram considerados chuvosos, com observação de tempestades a partir do meio da tarde. O Índice K (IK) obteve valores abaixo de 31 nos 5 eventos, afetado pela presença de uma camada fria e seca em níveis médios da atmosfera em relação aos baixos níveis. O Índice Total Totals (ITT) falhou na detecção de severidade em 3 dos 5 eventos, apresentando valores inferiores ao mínimo limiar tabelado para fenômenos convectivos (ITT < 44) nesses dias. O Índice Levantado (IL) variou entre -4.9 e -4.3 em todos os 5 casos, valores associados a instabilidade moderada. O Índice de Showalter (IS) indicou possibilidade de tempestades severas em 4 dos 5 casos. Tanto o IS como o CAPE Tv tiveram seus valores fortemente reduzidos em uma sondagem com camada isotérmica entre 910 e 840 hPa. As séries temporais de CAPE Tv e IL mostraram significativa concordância de fase, com alta correlação linear entre ambas. CINE Tv ≈ 0 J kg-1 em associação com baixo cisalhamento vertical e com IS, IL e CAPE Tv, pelo menos moderados, parecem ser fatores comuns em dias de verão com chuvas abundantes e pequena influência da dinâmica de grande escala na área de estudo.

Effect of thermal treatment on the chemical characteristics of wood from Eucalyptus grandis W. Hill ex Maiden under different atmospheric conditions

Thermal treatment (thermal rectification) is a process in which technological properties of wood are modified using thermal energy, the result of which is often value-added wood. Thermally treated wood takes on similar color shades to tropical woods and offers considerable resistance to destructive microorganisms and climate action, in addition to having high dimensional stability and low hygroscopicity. Wood samples of Eucalyptus grandis were subjected to various thermal treatments, as performed in presence (140ºC; 160ºC; 180ºC) or in absence of oxygen (160ºC; 180ºC; 200ºC) inside a thermal treatment chamber, and then studied as to their chemical characteristics. Increasing the maximum treatment temperatures led to a reduction in the holocellulose content of samples as a result of the degradation and volatilization of hemicelluloses, also leading to an increase in the relative lignin content. Except for glucose, all monosaccharide levels were found to decrease in samples after the thermal treatment at a maximum temperature of 200ºC. The thermal treatment above 160ºC led to increased levels of total extractives in the wood samples, probably ascribed to the emergence of low molecular weight substances as a result of thermal degradation. Overall, it was not possible to clearly determine the effect of presence or absence of oxygen in the air during thermal treatment on the chemical characteristics of the relevant wood samples.

Aerosols in Amazonia: Natural Biogenic Particles and Large Scale Biomass Burning Impacts.

The Large Scale Biosphere Atmosphere Experiment in Amazonia (LBA) is a long term (20 years) research effort aimed at the understanding of the functioning of the Amazonian ecosystem. In particular, the strong biosphere-atmosphere interaction is a key component looking at the exchange processes between vegetation and the atmosphere, focusing on aerosol particles. Two aerosol components are the most visible: The natural biogenic emissions of aerosols and VOCs, and the biomass burning emissions. A large effort was done to characterize natural biogenic aerosols that showed detailed organic characterization and optical properties. The biomass burning component in Amazonia is important in term of aerosol and trace gases emissions, with deforestation rates decreasing, from 27,000 Km2 in 2004 to about 5,000 Km2 in 2011. Biomass burning emissions in Amazonia increases concentrations of aerosol particles, CO, ozone and other species, and also change the surface radiation balance in a significant way. Long term monitoring of aerosols and trace gases were performed in two sites: a background site in Central Amazonia, 55 Km North of Manaus (called ZF2 ecological reservation) and a monitoring station in Porto Velho, Rondonia state, a site heavily impacted by biomass burning smoke. Several instruments were operated to measured aerosol size distribution, optical properties (absorption and scattering at several wavelengths), composition of organic (OC/EC) and inorganic components among other measurements. AERONET and MODIS measurements from 5 long term sites show a large year-to year variability due to climatic and socio-economic issues. Aerosol optical depths of more than 4 at 550nm was observed frequently over biomass burning areas. In the pristine Amazonian atmosphere, aerosol scattering coefficients ranged between 1 and 200 Mm-1 at 450 nm, while absorption ranged between 1 and 20 Mm-1 at 637 nm. A strong seasonal behavior was observed, with greater aerosol loadings during the dry season (Jul-Nov) as compared to the wet season (Dec-Jun). During the wet season in Manaus, aerosol scattering (450 nm) and absorption (637 nm) coefficients averaged, respectively, 14 and 0.9 Mm-1. Angstrom exponents for scattering were lower during the wet season (1.6) in comparison to the dry season (1.9), which is consistent with the shift from biomass burning aerosols, predominant in the fine mode, to biogenic aerosols, predominant in the coarse mode. Single scattering albedo, calculated at 637 nm, did not show a significant seasonal variation, averaging 0.86. In Porto Velho, even in the wet season it was possible to observe an impact from anthropogenic aerosol. Black Carbon was measured at a high 20 ug/m³ in the dry season, showing strong aerosol absorption. This work presents a general description of the aerosol optical properties in Amazonia, both during the Amazonian wet and dry seasons.

Comparing properties of natural biogenic with biomass burning particles in Amazonia.

The Large Scale Biosphere Atmosphere Experiment in Amazonia (LBA) is a long-term (20 years) research effort aimed at the understanding of the functioning of the Amazonian ecosystem. The strong biosphere-atmosphere interaction is a key component of the ecosystem functioning. Two aerosol components are the most visible: The natural biogenic emissions of particles and VOCs, and the biomass burning emissions. Two aerosol and trace gases monitoring stations were operated for 4 years in Manaus and Porto Velho, two very distinct sites, with different land use change. Manaus is a very clean and pristine site and Porto Velho is representative of heavy land use change in Amazonia. Aerosol composition, optical properties, size distribution, vertical profiling and optical depth were measured from 2008 to 2012. Aerosol radiative forcing was calculated over large areas. It was observed that the natural biogenic aerosol has significant absorption properties. Organic aerosol dominates the aerosol mass with 80 to 95%. Light scattering and light absorption shows an increase by factor of 10 from Manaus to Porto Velho. Very few new particle formation events were observed. Strong links between aerosols and VOC emissions were observed. Aerosol radiative forcing in Rondonia shows a high -15 watts/m² during the dry season of 2010, showing the large impacts of aerosol loading in the Amazonian ecosystem. The increase in diffuse radiation changes the forest carbon uptake by 20 to 35%, a large increase in this important ecosystem.

Impacto da temperatura da superfície do mar na simulação da Zona de Convergência do Atlântico Sul

Durante o verão austral, diversas regiões do Brasil são afetadas por precipitação intensa, geralmente associada à Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). O objetivo geral deste trabalho foi investigar a influência da resolução espacial e temporal dos dados de temperatura da superfície do mar (TSM) na simulação da precipitação associada à ZCAS. Foram realizadas simulações com o modelo BRAMS (Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System) para dois eventos de ZCAS, ocorridos em 1998 (El Niño) e 1999 (La Niña). A quantidade de precipitação acumulada na parte oceânica da ZCAS foi maior nos experimentos com TSM mais quente. Índices estatísticos foram utilizados para verificação do desempenho do modelo na simulação de precipitação nas regiões que compõem a ZCAS (oceânica, costeira e amazônica), com diferentes dados de TSM. A resolução espaço-temporal dos dados de TSM influencia de forma pouco significativa na representação da ZCAS pelo modelo BRAMS. O modelo é mais eficiente em identificar a ocorrência/não ocorrência de chuva do que em localizar núcleos mais intensos e seu desempenho foi superior (inferior) na região amazônica (oceânica) da ZCAS.

Identifying clouds over the Pierre Auger Observatory using infrared satellite data

We describe a new method of identifying night-time clouds over the Pierre Auger Observatory using infrared data from the Imager instruments on the GOES-12 and GOES-13 satellites. We compare cloud identifications resulting from our method to those obtained by the Central Laser Facility of the Auger Observatory. Using our new method we can now develop cloud probability maps for the 3000 km2 of the Pierre Auger Observatory twice per hour with a spatial resolution of ∼2.4 km by ∼5.5 km. Our method could also be applied to monitor cloud cover for other ground-based observatories and for space-based observatories.