Precisão posicional dos focos de queimadas no Estado de Mato Grosso.

Para estimar a precisão posicional dos pontos de queimadas, fornecidos pelo Inpe e identificados com auxilio das imagens National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e o Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR), foram utilizados diferentes conjuntos de dados de queimadas, obtidos pela internet diretamente do site de queimadas do Inpe (INPE, 2007), imagens do satélite Landsat, composição colorida das bandas R5, G4 e B3, com data de aquisição situada até 30 dias posteriores à ocorrência dos focos de calor. O período máximo de defasagem entre a ocorrência e identificação dos pontos de calor pelo Inpe e a data de aquisição das imagens de satélite, de 30 dias, foi estabelecido com o objetivo de assegurar que as evidências da ocorrência das queimadas identificadas não fossem significativamente alteradas pela ação dos ventos ou das chuvas que transportam, lixiviam ou lavam as cinzas que são depositadas sobre o solo após a ocorrência de uma queimada.

Levantamento de reconhecimento de baixa intensidade dos solos da Reserva Extrativista do Alto Juruá, Marechal Thaumaturgo, Acre.

Este trabalho foi executado pela Universidade Federal do Acre (Ufac) em cooperação com a Fundação de Tecnologia do Estado do Acre (Funtac), Embrapa Acre e Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). O levantamento de solos, em nível de reconhecimento de baixa intensidade, compreende a Reserva Extrativista do Alio Juruá, localizada entre as coordenadas geográficas de 08 0 45' e 09 0 45' 8, de latitude sul e 72 0 00' e 730 00' W, longitude a oeste. A metodologia utilizada é a mesma que a Embrapa Solos vem utilizando em estudos similares. Realizaram-se análises físicas e químicas no Laboratório de Solos da Embrapa Acre e as análises de ataque sulfúrico no laboratório da Embrapa Solos. No desenvolvimento da prospecção pedológica foram utilizadas imagens TM 345/Landsat - 5, 1992, tratadas no Laboratório de Processamento de Informações Georreferenciadas da Unicamp, na escala de 1:100.000 e 1:200.000. Os mapas finais de solos foram elaborados na escala de 1:250.000, com unidades de mapeamento em associações, dada a limitação da escala. Os principais solos encontrados na área são: Alissolos, Luvissolos, Cambissolos, Chemossolos, Gleissolos e Neossolos. Exduindo a alta fertilidade, os solos da Reserva Extrativista do Alto Juruá apresentam sérias restrições de uso quando se consideram as condições de relevo em que estão inseridos. A área apresenta relevo ondulado a forte ondulado e solos com alto gradiente textural, implicando em alta susceptibilidade à erosão. Observou-se, em algumas áreas de relevo forte ondulado e sobre a ocorrência de Cambissolo e floresta tropical aberta, erosão laminar ligeira. No caso de retirada da floresta natural, este processo erosivo irá se intensificar, causando danos irreversíveis ao solo e, conseqüentemente, ao ambiente.

Perfil comparativo do déficit de vegetação natural em APPs - matas ciliares e nascentes - em bacias hidrográficas no bioma Mata Atlântica - RJ.

A proteção de Áreas de Preservação Permanente (APP) tem sido foco de muita discussão na concepção da nova Lei 12.651/2012 que substitui a Lei 4.771/1965 que instituía o Código Florestal Brasileiro, com divergências entre ruralistas e ambientalistas no que tange à conservação ambiental. Quantificar e identificar o estado de degradação destas áreas é de fundamental importância para a orientação de políticas públicas e ações voltadas à conservação dos recursos florestais, com implicações na qualidade do solo e da água, e fauna. Desta forma, o presente estudo se propôs a traçar um perfil comparativo do déficit de vegetação natural em APPs - matas ciliares e nascentes - em duas bacias hidrográficas sob o bioma Mata Atlântica - RJ, Guapi-Macacu e Caceribu. Para tal, foram utilizadas ferramentas implementadas em SIG para processamento e organização de dados cartográficos e delimitação das APPs, bem como para identificação de áreas de vegetação natural presentes em APPs de matas ciliares e nascentes e cálculo de áreas. Dados secundários como o mapa de uso e cobertura da terra (obtido pelo processamento de imagens de 2007 do satélite Landsat) foram utilizados para a obtenção das áreas de vegetação. Foi obtido um mapa final com as áreas de vegetação natural em APPs de matas ciliares diferenciadas de áreas de vegetação natural em APPs de nascentes, apresentando também a vegetação natural presente em ambas as bacias que não em áreas de APPs de matas ciliares e nascentes. Os resultados apontaram que a bacia do Caceribu possui um déficit de vegetação natural em APP de matas ciliares e nascentes da ordem de 91%, e no caso da bacia Guapi-Macacu esse déficit é de aproximadamente 38%. Estes dados, apesar de terem sido obtidos na escala 1:50.000, a partir de imagens de média resolução espacial - 30 metros, chamam a atenção para o fato de que ações de revegetação destas áreas são prioritárias perante sua importância para a prestação de diversos serviços ambientais, essenciais para o bem estar das populações que vivem nestas bacias ou em bacias próximas.

Levantamento de reconhecimento de baixa intensidade dos solos do Estado do Rio de Janeiro.

Este trabalho refere-se ao levantamento dos solos do Estado do Rio de Janeiro, que abrange uma área de 43.797,5 km2. Consiste no reconhecimento e caracterização dos solos em sua ambiência, visando contribuir para o planejamento do uso e ocupação das terras de forma racional e sustentável. Foi realizado em nível de reconhecimento de baixa intensidade, com mapa final em escala 1:250.000, de acordo com os procedimentos metodológicos preconizados pela Embrapa. Como material cartográfico básico foram utilizadas fotografias aéreas 1:60.000 (USAF), com apoio adicional de imagens de satélite Landsat (escala 1:100.000 e 1:250.000) e bases planialtimétricas 1:50.000 (IBGE). A distribuição espacial dos solos no estado é representada em cartas topográficas 1:250.000 através de 161 unidades de mapeamento, que compõem uma legenda de identificação de solos, individualizados até o quarto nível categórico, conforme o atual Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS), seguido de textura, tipo de horizonte A, fases de vegetação, relevo, e, para o caso específico dos Cambissolos desenvolvidos de sedimentos aluvionares recentes, substrato geológico. As principais classes de solos identificadas foram: Argissolos (Amarelos, Vermelhos e Vermelho-Amarelos), Latossolos (Amarelos, Vermelhos e Vermelho- -Amarelos), Cambissolos (Húmicos e Háplicos), Neossolos (Litólicos e Regolíticos), Luvissolos (Crômicos e Hipocrômicos), Chernossolos (Rêndzicos e Argilúvicos) e Nitossolos (Vermelhos e Háplicos), que predominam nas áreas de drenagem livre, enquanto nas partes mais baixas da paisagem ocorrem Gleissolos (Tiomórfi cos, Sálicos, Melânicos e Háplicos), Neossolos (Flúvicos e Quartzarênicos), Espodossolos (Cárbicos e Ferrocárbicos), Planossolos (Nátricos, Hidromórfi cos e Háplicos) e Organossolos (Tiomórficos, Mésicos e Háplicos). Foram identificados quatro grandes ambientes na área do estado, com padrões de distribuição de solos característicos, cujas principais relações com os outros elementos do meio natural são descritas.

Variação da área irrigada por pivôs centrais no Brasil entre 2013 e 2014.

Foram comparadas as áreas irrigadas por pivôs centrais no Brasil em 2013 e 2014, mapeadas através da identificação visual a partir de mosaicos formados por imagens do satélite Landsat 8 ? OLI / TRS de 2013 e 2014, respectivamente, exibidas no programa Google Earth. Em 2013 foram identificados 17.878 pivôs centrais, ocupando uma área irrigada de 1.179.176 ha. Em 2014, foi observado aumento de 11% no número de pivôs centrais e de 8% na área irrigada (19.928 pivôs centrais, 1.279.072 ha irrigados). Em 2013, praticamente 90% dos pivôs concentravam-se nos Estados de Minas Gerais, São Paulo, Goiás, Bahia e Rio Grande do Sul, situação também observada para o ano de 2014. Em alguns Estados foi verificado aumento maior do que 20% no número de pivôs entre 2013 e 2014, como em Alagoas (133%), Santa Catarina (50%), Mato Grosso (20,07%). Em outros Estados, porém, o número de pivôs diminuiu em mais do que 20%, como é o caso do Sergipe (-100%), Pernambuco (-75%) e Maranhão (-46,61%). Em 2013, aproximadamente 45% dos pivôs centrais do Brasil concentrava-se na Região Hidrográfica do Rio Paraná; e quase 30%, na do Rio São Francisco. Em 2014, a Região Hidrográfica do Rio Paraná passou a concentrar cerca de 50% dos pivôs centrais do país. Apesar das adversidades climáticas verificadas nos últimos anos, principalmente nas áreas de Cerrado, com o aumento de incentivos econômicos para a produção de alimentos prevê-se a expansão futura das áreas irrigadas no país. Apesar do benefício potencial da irrigação para a produção agrícola, estratégias para promover o aumento da produção agrícola irrigada devem considerar restrições relacionadas com a disponibilidade, qualidade e conflitos de uso da água das bacias hidrográficas em que estão inseridas. Ações estimulando a melhoria da qualidade da água, conservação de nascentes e áreas de preservação permanente, bem como o gerenciamento eficiente dos recursos hídricos, contribuirão para a melhoria da qualidade e quantidade de água disponível, fundamentais para possibilitar a sustentabilidade e expansão futura da agricultura irrigada no Brasil.

Copper phthalocyanine on InSb(111)A?interface bonding, growth mode and energy band alignment

Copper phthalocyanine on InSb(111)A?interface bonding, growth mode and energy band alignment, D.A. Evans, H.J. Steiner, S. Evans, R. Middleton, T.S. Jones, S. Park, T.U. Kampen, D.R.T. Zahn, G. Cabailh and I.T. McGovern, J. Phys.: Condens. Matter, 15, S2729?S2740, (2003)

An Autonomous Sailing Robot for Ocean Observation

Sauze, C. and Neal, M. 'An Autonomous Sailing Robot for Ocean Observation', in proceedings of TAROS 2006, Guildford, UK, Sept 4-6th 2006, pages 190-197.

Applications of finite element computer modelling and thermal infrared remote sensing to the study of geothermal anomalies

Buried heat sources can be investigated by examining thermal infrared images and comparing these with the results of theoretical models which predict the thermal anomaly a given heat source may generate. Key factors influencing surface temperature include the geometry and temperature of the heat source, the surface meteorological environment, and the thermal conductivity and anisotropy of the rock. In general, a geothermal heat flux of greater than 2% of solar insolation is required to produce a detectable thermal anomaly in a thermal infrared image. A heat source of, for example, 2-300K greater than the average surface temperature must be a t depth shallower than 50m for the detection of the anomaly in a thermal infrared image, for typical terrestrial conditions. Atmospheric factors are of critical importance. While the mean atmospheric temperature has little significance, the convection is a dominant factor, and can act to swamp the thermal signature entirely. Given a steady state heat source that produces a detectable thermal anomaly, it is possible to loosely constrain the physical properties of the heat source and surrounding rock, using the surface thermal anomaly as a basis. The success of this technique is highly dependent on the degree to which the physical properties of the host rock are known. Important parameters include the surface thermal properties and thermal conductivity of the rock. Modelling of transient thermal situations was carried out, to assess the effect of time dependant thermal fluxes. One-dimensional finite element models can be readily and accurately applied to the investigation of diurnal heat flow, as with thermal inertia models. Diurnal thermal models of environments on Earth, the Moon and Mars were carried out using finite elements and found to be consistent with published measurements. The heat flow from an injection of hot lava into a near surface lava tube was considered. While this approach was useful for study, and long term monitoring in inhospitable areas, it was found to have little hazard warning utility, as the time taken for the thermal energy to propagate to the surface in dry rock (several months) in very long. The resolution of the thermal infrared imaging system is an important factor. Presently available satellite based systems such as Landsat (resolution of 120m) are inadequate for detailed study of geothermal anomalies. Airborne systems, such as TIMS (variable resolution of 3-6m) are much more useful for discriminating small buried heat sources. Planned improvements in the resolution of satellite based systems will broaden the potential for application of the techniques developed in this thesis. It is important to note, however, that adequate spatial resolution is a necessary but not sufficient condition for successful application of these techniques.

Contrasting the efficiency of radiation belt losses caused by ducted and nonducted whistler-mode waves from ground-based transmitters

It has long been recognized that whistler-mode waves can be trapped in plasmaspheric whistler ducts which guide the waves. For nonguided cases these waves are said to be "nonducted", which is dominant for L < 1.6. Wave-particle interactions are affected by the wave being ducted or nonducted. In the field-aligned ducted case, first-order cyclotron resonance is dominant, whereas nonducted interactions open up a much wider range of energies through equatorial and off-equatorial resonance. There is conflicting information as to whether the most significant particle loss processes are driven by ducted or nonducted waves. In this study we use loss cone observations from the DEMETER and POES low-altitude satellites to focus on electron losses driven by powerful VLF communications transmitters. Both satellites confirm that there are well-defined enhancements in the flux of electrons in the drift loss cone due to ducted transmissions from the powerful transmitter with call sign NWC. Typically, ∼80% of DEMETER nighttime orbits to the east of NWC show electron flux enhancements in the drift loss cone, spanning a L range consistent with first-order cyclotron theory, and inconsistent with nonducted resonances. In contrast, ∼1% or less of nonducted transmissions originate from NPM-generated electron flux enhancements. While the waves originating from these two transmitters have been predicted to lead to similar levels of pitch angle scattering, we find that the enhancements from NPM are at least 50 times smaller than those from NWC. This suggests that lower-latitude, nonducted VLF waves are much less effective in driving radiation belt pitch angle scattering. Copyright 2010 by the American Geophysical Union.

Resonant and Secular Orbital Interations

In stable solar systems, planets remain in nearly elliptical orbits around their stars. Over longer timescales, however, their orbital shapes and sizes change due to mutual gravitational perturbations. Orbits of satellites around a planet vary for the same reason. Because of their interactions, the orbits of planets and satellites today are different from what they were earlier. In order to determine their original orbits, which are critical constraints on formation theories, it is crucial to understand how orbits evolve over the age of the Solar System. Depending on their timescale, we classify orbital interactions as either short-term (orbital resonances) or long-term (secular evolution). My work involves examples of both interaction types. Resonant history of the small Neptunian satellites In satellite systems, tidal migration brings satellite orbits in and out of resonances. During a resonance passage, satellite orbits change dramatically in a very short period of time. We investigate the resonant history of the six small Neptunian moons. In this unique system, the exotic orbit of the large captured Triton (with a circular, retrograde, and highly tilted orbit) influences the resonances among the small satellites very strongly. We derive an analytical framework which can be applied to Neptune's satellites and to similar systems. Our numerical simulations explain the current orbital tilts of the small satellites as well as constrain key physical parameters of both Neptune and its moons. Secular orbital interactions during eccentricity damping Long-term periodic changes of orbital shape and orientation occur when two or more planets orbit the same star. The variations of orbital elements are superpositions of the same number of fundamental modes as the number of planets in the system. We investigate how this effect interacts with other perturbations imposed by external disturbances, such as the tides and relativistic effects. Through analytical studies of a system consisting of two planets, we find that an external perturbation exerted on one planet affects the other indirectly. We formulate a general theory for how both orbits evolve in response to an arbitrary externally-imposed slow change in eccentricity.

Task-driven adaptive statistical compressive sensing of gaussian mixture models

A framework for adaptive and non-adaptive statistical compressive sensing is developed, where a statistical model replaces the standard sparsity model of classical compressive sensing. We propose within this framework optimal task-specific sensing protocols specifically and jointly designed for classification and reconstruction. A two-step adaptive sensing paradigm is developed, where online sensing is applied to detect the signal class in the first step, followed by a reconstruction step adapted to the detected class and the observed samples. The approach is based on information theory, here tailored for Gaussian mixture models (GMMs), where an information-theoretic objective relationship between the sensed signals and a representation of the specific task of interest is maximized. Experimental results using synthetic signals, Landsat satellite attributes, and natural images of different sizes and with different noise levels show the improvements achieved using the proposed framework when compared to more standard sensing protocols. The underlying formulation can be applied beyond GMMs, at the price of higher mathematical and computational complexity. © 1991-2012 IEEE.

Gold mining in the Peruvian Amazon: global prices, deforestation, and mercury imports.

Many factors such as poverty, ineffective institutions and environmental regulations may prevent developing countries from managing how natural resources are extracted to meet a strong market demand. Extraction for some resources has reached such proportions that evidence is measurable from space. We present recent evidence of the global demand for a single commodity and the ecosystem destruction resulting from commodity extraction, recorded by satellites for one of the most biodiverse areas of the world. We find that since 2003, recent mining deforestation in Madre de Dios, Peru is increasing nonlinearly alongside a constant annual rate of increase in international gold price (∼18%/yr). We detect that the new pattern of mining deforestation (1915 ha/year, 2006-2009) is outpacing that of nearby settlement deforestation. We show that gold price is linked with exponential increases in Peruvian national mercury imports over time (R(2) = 0.93, p = 0.04, 2003-2009). Given the past rates of increase we predict that mercury imports may more than double for 2011 (∼500 t/year). Virtually all of Peru's mercury imports are used in artisanal gold mining. Much of the mining increase is unregulated/artisanal in nature, lacking environmental impact analysis or miner education. As a result, large quantities of mercury are being released into the atmosphere, sediments and waterways. Other developing countries endowed with gold deposits are likely experiencing similar environmental destruction in response to recent record high gold prices. The increasing availability of satellite imagery ought to evoke further studies linking economic variables with land use and cover changes on the ground.

Inundaciones y su relación con el clima y la hidrología subterránea en el Noroeste de Buenos Aires (1980-2010) : aplicación de percepción remota

Gran parte de la llanura pampeana Argentina presenta una escasa red de drenaje superficial y niveles freáticos cercanos a la superficie que, junto a los excesos hídricos, producen a menudo inundaciones provocando un fuerte impacto sobre los ecosistemas naturales y modificados. En esta tesis, mediante la utilización de sensores remotos, caractericé el área inundada y su relación con condicionantes climáticos, hidrológicos y de uso de la tierra para el período 1980-2010 en una superficie de 24.000 km2 en el noroeste de la provincia de Buenos Aires. La estimación de la fracción del área inundada mediante una clasificación con umbral en la banda 5 de imágenes Landsat presentó alta confiabilidad cuando se la comparó con un método más complejo de clasificación preexistente (r2=0,99, EEest = 1 por ciento, n = 10). Se observaron fuertes oscilaciones de la superficie inundada lo largo del período de estudio con valores extremos de 0,96 y 27,7 por ciento. Se identificaron claramente dos grandes ciclos completos de inundación en 1987 y 2001, los que llegaron a cubrir el 22,5 y 27,7 por ciento del territorio respectivamente y retrayéndose a niveles menor a 5 por ciento en los siguientes dos años en ambos episodios. La utilización del producto MOD13Q1 del sensor MODIS para estimar el área inundada empleando la técnica de Análisis Lineal de Mezclas Espectrales presentó altos niveles de error cuando se lo comparó con las estimaciones realizadas con Landsat. El análisis que vinculó al área inundada con la precipitación (PPT), el nivel freático absoluto y sus variaciones, la evapotranspiración potencial (ETP) y el balance hídrico, mostró que la precipitación fue el factor que más estuvo asociado a los eventos de inundación aún con períodos largos de integración de 24 y 36 meses. La inclusión de la evapotranspiración en el análisis, tanto en forma directa como a través del balance PPT-ETP, no mejoró en forma apreciable la explicación de las inundaciones. El nivel freático absoluto mostró una asociación alta con el área inundada (mayor inundación con niveles más superficiales) a la escala de 3 meses, perdiendo peso como variable explicativa en períodos más extensos. Ante la posibilidad de que se desarrollen nuevos eventos de inundación masiva en la llanura pampeana es trascendental avanzar en el conocimiento de las interacciones entre la hidrología, el clima y el uso del suelo a fin de compatibilizar estrategias agrícolas con estrategias de ordenamiento hidrológico del territorio para reducir el impacto de dichos eventos

Determining the irrigated area under center - pivots systems in the southewestern of Buenos Aires Province (Argentina) employing satellite images

p.109-119

Determinación de distintos grados de erosión eólica mediante procesamiento automático de imagenes satelitales

p.193-198