Análise de métodos para detecção de mudanças estruturais em séries temporais climáticas

The time series analysis has played an increasingly important role in weather and climate studies. The success of these studies depends crucially on the knowledge of the quality of climate data such as, for instance, air temperature and rainfall data. For this reason, one of the main challenges for the researchers in this field is to obtain homogeneous series. A time series of climate data is considered homogeneous when the values of the observed data can change only due to climatic factors, i.e., without any interference from external non-climatic factors. Such non-climatic factors may produce undesirable effects in the time series, as unrealistic homogeneity breaks, trends and jumps. In the present work it was investigated climatic time series for the city of Natal, RN, namely air temperature and rainfall time series, for the period spanning from 1961 to 2012. The main purpose was to carry out an analysis in order to check the occurrence of homogeneity breaks or trends in the series under investigation. To this purpose, it was applied some basic statistical procedures, such as normality and independence tests. The occurrence of trends was investigated by linear regression analysis, as well as by the Spearman and Mann-Kendall tests. The homogeneity was investigated by the SNHT, as well as by the Easterling-Peterson and Mann-Whitney-Pettit tests. Analyzes with respect to normality showed divergence in their results. The von Neumann ratio test showed that in the case of the air temperature series the data are not independent and identically distributed (iid), whereas for the rainfall series the data are iid. According to the applied testings, both series display trends. The mean air temperature series displays an increasing trend, whereas the rainfall series shows an decreasing trend. Finally, the homogeneity tests revealed that all series under investigations present inhomogeneities, although they breaks depend on the applied test. In summary, the results showed that the chosen techniques may be applied in order to verify how well the studied time series are characterized. Therefore, these results should be used as a guide for further investigations about the statistical climatology of Natal or even of any other place.

Aproximações teóricas sobre a questão ambiental internacional na sociedade global: de estocolmo 1972 ao rio de janeiro 2012

O artigo apresenta os principais elementos que compõem a questão ambiental na sociedade global, através de sua relação entre economia, meio ambiente e política internacional. A primeira parte expõe o debate ambiental no contexto internacional, enfocando-o a partir dos anos 1960, período em que os problemas ambientais surgem com mais intensidade e com eles os protestos sociais nos países centrais. Os encontros sobre política ambiental internacional foram realizados com mais frequência nos anos setenta como a conferência internacional sobre meio ambiente, a primeira chancelada pela ONU em Estocolmo, 1972. Nas décadas de 1970/1980 as autoridades governamentais reconheceram a urgência na resolução da crise ambiental e passaram a traçar estratégias para a mitigação e contenção da crise. A década de 1990 é marcada pela Conferência Rio 1992, que lançou o desenvolvimento sustentável, o qual recomenda que as gerações presentes devem se reproduzir sem comprometer a capacidade de reprodução das gerações futuras. Os encaminhamentos da terceira conferência internacional sobre meio ambiente (Johanesburgo, 2002) condicionaram a questão ambiental à necessidade da formulação de leis ambientais por parte dos Estados Nacionais e instrumentos económicos de gestão ambiental. Na Rio + 20, o tema central foi a economia verde, que surge como alternativa ao desenvolvimento sustentável e se relaciona a mitigação das mudanças climáticas, produção de baixo carbono, eficiência energética, energia renovável etc. O texto se encerra explanando sobre a questão ambiental internacional na sociedade global.

Efectos de la temperatura sobre el peso seco, concentración de aceite y la proporción de ácidos grasos en el aceite de frutos de olivo (Olea europaea L. var Arauco)

Las respuestas de los componentes del rendimiento y de la calidad del aceite a la temperatura aún no han sido estudiadas en olivo ni en otras oleaginosas que acumulan aceite principalmente en mesocarpo (cerca de 95 por ciento del total en el caso de olivo). La información disponible en olivo se basa en correlaciones ligadas a variaciones en ubicación geográfica, altitud y años en los que pudieron covariar con la temperatura otros factores (radiación, disponibilidad hídrica, nutrición, etc). El objetivo de esta tesis fue evaluar el rol de la temperatura durante el crecimiento de frutos de olivo sobre el peso seco de los mismos, su contenido y concentración de aceite y las proporciones de ácidos grasos del aceite. Se realizaron experimentos manipulativos aplicados a ramas fructíferas creciendo a campo, utilizando cámaras transparentes con control y registro de temperatura. Los rangos de temperaturas medias alcanzados (entre 15-32 ºC) fueron mucho mayores a los rangos de 1 y 4 ºC logrados en estudios correlativos y permitieron generar relaciones funcionales para el peso seco del fruto, su concentración de aceite, y la proporción de ácidos grasos en el aceite. El contraste entre aplicaciones de temperaturas mayores o menores al ambiente durante períodos largos (114 días) y cortos (30 días) demostraron que tanto la proporción de aceite del fruto como la de ácido oleico en el aceite de fruto entero (mesocarpo + semilla) disminuye al aumentar la temperatura. Si bien en ambas estructuras del fruto la temperatura tuvo un efecto negativo sobre la concentración de aceite, las respuestas a la temperatura de la proporción de ácidos grasos de la semilla y el mesocarpo, medidos en forma separada, difirieron entre sí. Los patrones de respuesta de las proporciones de ácidos grasos en el aceite de semilla mostraron similitudes con las conocidas para especies oleaginosas de semilla como girasol. Por contraste, en el aceite de mesocarpo de olivo la proporción de ácido oleico disminuyó con el aumento de la temperatura, patrón opuesto a lo manifestado en semillas de olivo y en las de oleaginosas anuales. En esta tesis también se evaluó el efecto de la temperatura mínima nocturna sobre el crecimiento de los frutos y la calidad del aceite. Los resultados sugieren que la temperatura mínima nocturna y la amplitud térmica diarias son las dimensiones del régimen térmico diario con los que mejor se asociaron los cambios en el peso seco del fruto, la proporción de aceite y las proporciones de ácidos grasos en el mismo. Los resultados de esta tesis sirven para guiar la selección de sitios de plantación de nuevos olivares basados en los registros térmicos zonales, y para explicar los desajustes de la proporción de ácidos grasos del aceite de oliva producido en el NOA y la normativa del Consejo Oleícola Internacional (COI). Las relaciones funcionales entre las variables respuesta y la temperatura definidas podrán incorporarse en modelos de simulación del rendimiento y calidad que se desarrollen en el futuro. Tomados en conjunto con la tendencia al aumento de la temperatura, producto del calentamiento global, los resultados permitirán estimar la magnitud de los impactos negativos que podrían afectar el rendimiento del cultivo y la calidad del aceite.

Obtenção de concentrado proteico do farelo de arroz e avaliação das propriedades químicas e funcionais

Esta dissertação é composta por 5 artigos.

Aproximações teóricas sobre a questão ambiental internacional na sociedade global: de estocolmo 1972 ao rio de janeiro 2012

O artigo apresenta os principais elementos que compõem a questão ambiental na sociedade global, através de sua relação entre economia, meio ambiente e política internacional. A primeira parte expõe o debate ambiental no contexto internacional, enfocando-o a partir dos anos 1960, período em que os problemas ambientais surgem com mais intensidade e com eles os protestos sociais nos países centrais. Os encontros sobre política ambiental internacional foram realizados com mais frequência nos anos setenta como a conferência internacional sobre meio ambiente, a primeira chancelada pela ONU em Estocolmo, 1972. Nas décadas de 1970/1980 as autoridades governamentais reconheceram a urgência na resolução da crise ambiental e passaram a traçar estratégias para a mitigação e contenção da crise. A década de 1990 é marcada pela Conferência Rio 1992, que lançou o desenvolvimento sustentável, o qual recomenda que as gerações presentes devem se reproduzir sem comprometer a capacidade de reprodução das gerações futuras. Os encaminhamentos da terceira conferência internacional sobre meio ambiente (Johanesburgo, 2002) condicionaram a questão ambiental à necessidade da formulação de leis ambientais por parte dos Estados Nacionais e instrumentos económicos de gestão ambiental. Na Rio + 20, o tema central foi a economia verde, que surge como alternativa ao desenvolvimento sustentável e se relaciona a mitigação das mudanças climáticas, produção de baixo carbono, eficiência energética, energia renovável etc. O texto se encerra explanando sobre a questão ambiental internacional na sociedade global.

CO2 capture by adsorption in post combustion processes

Global concentration of CO2 in the atmosphere is increasing rapidly. CO2 emissions have huge impact on global climate change. Therefore, efficient CO2 emission abatement strategies such as Carbon Capture and Storage (CCS) are required to combat this phenomenon. There are three major approaches for CCS: - Post-combustion capture; - Pre-combustion capture; - Oxyfuel process. Post-combustion capture offers some advantages in terms of cost as existing combustion technologies can still be used without radical changes on them. This makes post-combustion capture easier to implement as a retrofit option compared to the other two approaches. Therefore, post-combustion capture is probably the first technology that will be deployed on a large scale. The aim of this work is to study the adsorption equilibrium of CO2, CH4 and N2 in zeolite 5A at 40ºC. For this, experiments were performed to determine the isotherms of adsorption of CO2, CH4 and N2 near 40ºC with the conditions of the post-combustion capture processes. It has been found that the 5A zeolite adsorbs a significant quantity of CO2 values of about 5 mol/kg at a pressure of 5 bar.

Avaliação da temperatura média prevista pelos modelos climáticos globais no sudeste do Brasil.

Os modelos climáticos globais são considerados a melhor ferramenta para gerar cenários prováveis de alterações climáticas futuras, apesar das incertezas. As projeções são diferentes para cada região e variam ao longo das estações do ano. O objetivo deste trabalho foi avaliar a similaridade entre projeções dos modelos climáticos globais do IPCC-AR4 para temperatura média na região Sudeste do Brasil, no período de 2071 a 2100, cenário A2. Para tanto, foram realizadas análise de componentes principais e análise de agrupamento hierárquico para agrupar os modelos de comportamentos semelhantes. Adotando-se quatro grupos de modelos, os valores médios de temperatura variaram de 23,7°C a 25,4°C.

Avaliação dos cenários futuros na região nordeste do Brasil utilizando modelos climáticos globais: tendências de temperatura.

O Nordeste é a região brasileira mais vulnerável ao aquecimento global. Os modelos climáticos globais são a melhor ferramenta para projetar cenários prováveis de alterações climáticas para o futuro, apesar da incerteza envolvida. O objetivo deste trabalho foi realizada uma avaliação da tendência da temperatura média nos cenários futuros previstos pelos modelos climáticos globais do IPCC para região Nordeste do Brasil. Foi realizada uma análise estatística básica dos dados de comparação entre os modelos. Foi possível agrupar os modelos em 5 grupos, desde modelos estimando temperaturas médias comparativamente inferiores em todos os meses a outros com valores superiores em todos os meses.

Implicações das mudanças do clima no zoneamento agroclimático da cana-de-açúcar no estado do Tocantins, considerando o modelo GFDL.

Tem havido a expansão do complexo sucroalcooleiro para as regiões Centro-Norte do país, devido ao aumento da demanda pelo etanol, tornando relevante a elaboração do zoneamento agroclimático para a cultura da cana-de-açúcar para essas regiões, notadamente para o estado do Tocantins. As informações climáticas e edáficas favorecem a determinação de áreas mais aptas ao cultivo e à mecanização. Por outro lado poderá ocorrer a elevação do risco climático nas regiões produtoras devido à possível influência das mudanças do clima. O presente estudo visou simular o impacto das mudanças do clima sobre o zoneamento agroclimático para a cana-de-açúcar no Tocantins, considerando os dados do modelo GFDL e cenários de emissão B1 e A1B, para o período de 2021 a 2050. Os resultados mostraram que tanto para as condições climáticas atuais, quanto para projeção do modelo, não há restrição térmica para o desenvolvimento da cultura, e que para obter boa produtividade no Estado será necessário, de forma geral, a utilização de irrigação nos períodos de deficiência hídrica. Constatou-se que, existe potencial para a produção, apesar da predominância da classe de aptidão ?restrita?, e que as regiões potenciais com condições agroclimáticas favoráveis, estão localizadas no sul, sudeste e centro do Estado. As simulações dos cenários de emissões indicam fortes restrições hídricas para o Tocantins, com grande redução de áreas consideradas ?aptas? e ?marginais?, e aumento das áreas ?restritas? ao cultivo da cana-de-açúcar.

Participation of portuguese manufacturing industry in global value chains

Portugal’s manufacturing sector has a significant importance both in national income and employment. As has been pointed out by several researchers, the traditional methods of analysis fail to grasp all the dimensions of economic competitiveness. This dissertation is then, at its core, an analysis of Portugal’s manufacturing industry in terms of the latter’s value added to production and impact to employment under the framework of global value chains. The current dissertation seeks to study in which way the Portuguese manufacturing industry, and its respective sectors, has a direct and indirect impact on the creation of value added and employment and how this impact can be measured. For development of this work the input-output approach for calculation of multipliers and the new framework proposed by Timmer et al. (2013) for calculation of GVC income and GVC jobs indicators were used, elaborated on the basis of the WIOD project dataset. Moreover, to illustrate the application of the provided methodology the Portuguese textile industry was used as an example. It was found that the changes in final demand of such sectors as Pulp, Paper, Printing and Publishing; Machinery, Nec and Textiles and Textile Products would have a larger impact on generated value added than other manufacturing sectors. At the same time, employment created by the changes in final demand would be more impacted by such sectors as Food, Beverages and Tobacco; Wood and Products of Wood and Cork and Textiles and Textile Products. In this regard, the number of low-skilled workers in Portugal seems to be more effected by changes in final demand, than those occupied by higher -skilled individuals. Moreover, it was found that the distribution of GVC income and GVC jobs for the Portuguese manufacturing industry shares a similar outlook. However, upon closer inspection of GVC labour distribution by skill levels there seems to exist a general progression in which low-skilled jobs requirements are met by local resources, while the need for higher skilled jobs require a greater “off-shoring” of work The results obtained through calculations of presented multipliers provide a powerful tool for policy makers in strategic planning of development of national economy. Using the provided methodology and obtained results, a government and supranational organizations could define which industry would have the greatest impact for an additional unit of output generated through the economy, and thus define the sectors for further investments.

Aquifero Guarani no contexto das mudanças climáticas globais.

As alterações ambientais, sobretudo aquelas relacionadas às alterações do clima do Planeta, têm adquirido relevância nos últimos anos, uma vez, que afetam sensivelmente e, de forma negativa, a vida de todos os seres vivos. Em relação aos recursos hídricos, as adversidades climáticas interferem também de forma dramática, pois alteram o ciclo hidrológico e, por consequência, todo o regime pulviométrico de determinada região. Essas alterações terminam por interferir em todo o processo de recarga dos mananciais, sejam eles superficiais ou subterrâneos. Conhecer as possibilidades futuras de alterações desses processos de recarga por meio de cenários, auxilia na adoção de medidas preventivas em relação a situações críticas ou de calamidade para as gerações críticas ou de calamidade para as gerações vindouras, quanto à disponibilidade de água.

Monitoramento da temperatura e da concentração de dióxido de carbono em estufas de topo aberto.

A agricultura é extremamente dependente e relacionada às condições climáticas, portanto as variações do clima têm reflexos diretos sobre o manejo das culturas. Desse modo, as mudanças climáticas terão efeito sobre a ocorrência, o desenvolvimento e a severidade das doenças de plantas. Para a realização de estudos de impactos das mudanças climáticas, são utilizadas estufas de topo aberto com incrementos controlados da concentração de CO2. O presente trabalho teve como objetivo monitorar a concentração de CO2 e temperatura média diária no interior das estufas de topo aberto, em intervalos de 10 minutos. Os dados obtidos demonstraram que a estufa resultou num incremento médio de 1,5 °C e a concentração de CO2 manteve-se acima dos valores obtidos em ambiente aberto.

Cenário de mudanças climáticas no brasil segundo modelos do IPCC-AR4: proposta metodológica utilizando SIG.

O IPCC (Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas) disponibiliza cenários de clima do futuro de modelos climáticos globais provenientes de diferentes instituições de pesquisa do mundo. Este trabalho teve como objetivo propor metodologia em SIG (Sistema de nformações Geográficas) para avaliar o cenário de mudanças climáticas no Brasil utilizando modelos do IPCC-AR4 para as variáveis temperatura média, máxima e mínima.Os dados georreferenciados do AR4 foram manipulados utilizando SIG Idrisi 32. Foram obtidos os mapas climáticos referentes à média de modelos selecionados para o ano de 2080 dos cenários A (pessimista) e B (otimista). A análise foi realizada comparando os mapas do AR4 e os mapas do TAR, apresentando amplitudes entre -4ºC e 4ºC para temperatura média, 8ºC a 8ºC para temperatura máxima e 6ºC e 4ºC para temperatura mínima, considerando as variações ao longo dos meses do ano e da distribuição espacial no País.

Impacto de mudanças climáticas globais sobre a incidência da ferrugem do milho (Puccinia polysora) no Brasil utilizando geoprocessamento.

As mudanças climáticas globais vêm se manifestando de diversas formas, tanto pelo aumento da temperatura como, também pela maior freqüência e intensidade de eventos extremos de clima, na forma de enchentes, nevascas, ondas de calor e secas. Os impactos dessas mudanças sobre doenças de plantas podem se expressar por meio das alterações na sua distribuição geográfica. Dentre as doenças do milho no território brasileiro, a ferrugem polissora se destaca pelo grande dano que tem causado à produção. O trabalho teve como objetivo empregar técnicas de geoprocessamento para estudar o impacto das mudanças climáticas na distribuição geográfica da ferrugem do milho, causada por Puccinia polysora, para os climas de referência (normal climatológica de 1961-1990) e futuro (2080, cenário A2 do IPCC - Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas) nos meses de janeiro a junho. Foi utilizado o modelo de desenvolvimento da doença proposto por Godoy et al. (1999), baseado em temperatura média e duração do período de molhamento foliar.Atualmente, a região Norte é a mais favorável à doença, porém essa área é inexpressiva para a produção comercial de milho. Os resultados indicam que no futuro, a doença se manifestará principalmente em Minas Gerais durante os meses de janeiro a março, e no Estado do Paraná, durante os meses de abril a junho.

Mudanças climáticas globais e recursos hídricos com enfoque para as bacias hidrográficas.

A água é elemento essencial e estratégico para o desenvolvimento de uma região, pois é um recurso finito, vulnerável e essencial para a conservação da vida e do meio ambiente. A bacia hidrográfica, por sua vez, é adotada na gestão de recursos hídricos como a unidade básica de planejamento e de gestão territorial. Os padrões de precipitação estão mudando no mundo e prevê-se como impacto das mudanças climáticas a alteração na freqüência e intensidade da precipitação e secas mais intensas e longas, particularmente nos trópicos e sub-trópicos. Para o Brasil, a maior vulnerabilidade aos efeitos adversos das mudanças climáticas é reforçada pela sua economia fortemente dependente de recursos naturais diretamente ligados ao clima na agricultura, na geração de energia hidroelétrica, entre outros setores. Essa característica do país evidencia a premente necessidade de se estudar a vulnerabilidade e os impactos da potencial modificação climática sobre os recursos hídricos no Brasil, tornando-se um assunto estratégico, e possibilitando planejar potenciais medidas mitigadoras em associação com as ações existentes de gerenciamento dos recursos hídricos. O objetivo do presente trabalho foi apresentar uma revisão e discussão sobre algumas abordagens de pesquisa relacionadas ao impacto das mudanças climáticas globais na agricultura e recursos hídricos.