Meteorologia Agrícola
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Item Albedo de uma floresta tropical Amazônica: medições de campo, sensoriamento remoto, modelagem, e sua influência no clima regional(Universidade Federal de Viçosa, 2006-10-31) Yanagi, Sílvia de Nazaré Monteiro; Shimabukuro, Yosio Edemir; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781369Y5; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4765593Z1; Sediyama, Gilberto Chohaku; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788051E6; Lima, Francisca Zenaide de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763794Y6; Barbosa, Humberto Alves; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4795424A5O albedo é definido como a razão entre a radiação solar refletida e a radiação solar incidente em uma superfície. É o principal fator que afeta o balanço de radiação terrestre e tem sido freqüentemente considerado em estudos do clima global e regional. A Amazônia é uma das regiões do planeta onde a resposta da circulação atmosférica regional a mudanças do albedo superficial é mais intensa. Estudos de simulação utilizando diversos modelos mostram que a conversão da floresta tropical em pastagem causa uma redução na precipitação local, a qual é principalmente dependente da mudança no albedo da superfície. O presente trabalho tem como objetivos investigar as fontes de variação espacial e temporal do albedo de uma floresta tropical amazônica, usando medições de campo, modelagem e produtos de sensoriamento remoto; e investigar o papel da mudança do albedo da superfície, após o desmatamento Amazônico, no clima regional. Neste trabalho foram utilizados dados de albedo observados em quatro áreas florestais (Reservas Florestais de Caxiuanã, Cuieiras, Ducke e Jaru) e duas pastagens (Dimona e Nossa Senhora Aparecida) pertencentes aos Projetos LBA (Experimento de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia) e ABRACOS (Estudos de Observação do Clima na Amazônia Anglo-Brasileira). Também foram utilizados seis produtos de sensoriamento remoto: CG99, ERBE, SRB/ISLSCP2, UMD e MODIS céu-claro e MODIS céu-escuro. Para a simulação do albedo em floresta tropical amazônica foi utilizado o modelo IBIS (Integrated Biosphere Simulator) em duas versões: pontual e acoplado ao modelo climático CCM3. Os resultados deste trabalho mostram que: as principais fontes de variação do albedo em escala horária e mensal são a cobertura vegetal e transmissividade atmosférica, e que o molhamento do dossel é uma importante fonte de variação em escala horária e deve ser incluída em modelos; que o albedo simulado mostrou uma forte sensibilidade aos parâmetros do dossel superior de orientação da folha e de refletância no infravermelho e nenhuma sensibilidade aos parâmetros do dossel inferior, consistente com a estrutura do dossel; que a incorporação do molhamento do dossel nos cálculos de transferência radiativa melhora os resultados de simulação em escala horária, diminuindo o albedo durante as horas de precipitação, mas não em escala sazonal, excluindo o molhamento do dossel como uma fonte principal da variabilidade sazonal do albedo em florestas tropicais; que os diferentes produtos de sensoriamento remoto apresentaram uma variação considerável em relação aos albedos observados em campo, incluindo grandes diferenças sazonais; que anomalias de precipitação podem ser explicadas por uma relação linear entre os processos radiativos, onde mudanças no albedo da superfície e na radiação líquida explicam aproximadamente 96% e 99% da variação anual da precipitação e que a substituição da floresta por soja afeta mais o clima regional que a conversão em pastagem, provavelmente devido ao alto valor do albedo das áreas de sojaItem Algoritmo regional de monitoramento da taxa de fixação de carbono pelas florestas tropicais da América do Sul(Universidade Federal de Viçosa, 2008-02-15) Nunes, Edson Luis; Dias, Pedro Leite da Silva; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787655T6; Vieira, Simone Aparecida; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4706905D2; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782682T5; Lisbão Júnior, Luciano; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4728964P9; Souza, Agostinho Lopes de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787807J6O cenário mais provável nas próximas décadas apresenta fortes modificações no meio ambiente global, incluindo aumento da concentração atmosférica de CO2 e outros gases-traço, mudanças climáticas e intensificação dos impactos causados pela ação do homem. Essas mudanças podem causar importantes modificações na composição, estrutura e distribuição dos ecossistemas pelo planeta, portanto um monitoramento preciso das mudanças na biosfera terrestre é extremamente importante. A detecção da variabilidade interanual e das tendências de longo prazo na estrutura dos ecossistemas permitirá obter indicações de mudanças que, de outra forma, passariam despercebidas até o início da transformação do bioma. Dentre os ecossistemas planetários, um dos mais ameaçados é a floresta tropical, com a Mata Atlântica já praticamente devastada e a derrubada da Floresta Tropical Amazônica prosseguindo a uma taxa que varia entre 14 e 28 mil km2 por ano. Neste cenário de desmatamentos e mudanças climáticas, o monitoramento da floresta tropical é importante para antecipar mudanças nesse ecossistema singular. Não apenas a área desflorestada deve ser monitorada, mas a própria composição e estrutura da floresta devem ser monitoradas. A composição e estrutura de um ecossistema dependem basicamente da taxa de fixação de carbono e da sua taxa de mortalidade. A taxa de fixação de carbono de um ecossistema, ou produção primária líquida (NPP, em inglês), é o fluxo líquido de carbono da atmosfera para as plantas, e é igual à diferença entre a fotossíntese bruta (GPP, em inglês) e a respiração autotrófica dos ecossistemas (RA), integrada ao longo do tempo. A NPP pode ser estimada por diversas metodologias, como medições de campo, sensoriamento remoto e modelagem. Nas medições de campo, os incrementos da biomassa viva (folhas, galhos, troncos e raízes) são monitorados ao longo do tempo. Esta metodologia é a mais tradicional, cara e trabalhosa, sendo geralmente utilizada em sítios experimentais de dimensões reduzidas. Suas estimativas pontuais são de utilidade limitada para estimativas regionais. Com isso, nossa proposta de trabalho foi desenvolver um algoritmo regional, chamado RATE, para monitoramento automático da taxa de fixação de carbono (NPP) pelos ecossistemas de Florestas Tropicais da América do Sul. Este algoritmo é baseado em dados de sensoriamento remoto do sensor MODIS (produtos MOD12Q1 e MOD15A2), dados meteorológicos da re-análise do NCEP/NCAR e modelagem. O produto de assimilação do Índice de Área Foliar (LAI, em inglês) e da Fração de Radiação Fotossinteticamente Ativa Absorvida (FAPAR, em inglês), desenvolvido a partir dos dados do MOD15A2 para ser utilizado no algoritmo RATE, apresentou resultados adequados para os valores de LAI e FAPAR comparados com valores observados, gerando um banco de dados para a Floresta Amazônica superior ao produto original MOD15A2. Nos sítios de Floresta Amazônica, o Algoritmo RATE apresentou valores de NPP próximos aos observados, quando comparado às estimativas do produto de NPP do MODIS (MOD17A3), enquanto apresentou valores de NPP similares aos estimados pelo MOD17A3 para o sítio de Mata Atlântica. O Algoritmo RATE demonstrou ser confiável para a estimativa da taxa de fixação de carbono pelas Florestas Tropicais para as condições específicas da América do Sul com um erro médio de 2,41%.Item Calibraçãao hierárquica multiobjetivo de um modelo de micrometeorologia e de dinâmica de ecossistemas terrestres(Universidade Federal de Viçosa, 2009-04-07) Varejão Junior, Claudeci Gomes; Sediyama, Gilberto Chohaku; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788051E6; Sanches, Luciana; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763557Y3; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4732279A0; Justino, Flávio Barbosa; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4794123A2; Oliveira, Gilvan Sampaio de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798092P6Os ecossistemas terrestres são um componente chave no estudo do clima do planeta. Existem fortes evidências de que a superfície terrestre influencia o tempo e o clima em várias escalas de tempo, de segundos a milhões de anos. Os modelos de ecossistemas terrestres (LSMs, do inglês Land Surface Models) são ferramentas importantes para a pesquisa com simulações climáticas e para previsão do tempo, funcionando geralmente acoplados a modelos de circulação geral atmosférica, atuando como submodelos que calculam os fluxos através da interface biosfera-atmosfera. Para se obter boas simulações com os LSMs para determinada região, é preciso otimizar seus parâmetros e calibrar o modelo de acordo com os dados observados na região de estudo. O principal objetivo deste trabalho é desenvolver uma metodologia que permita calibrar todos os processos simulados pelo modelo Integrated Biosphere Simulator (IBIS). A metodologia se baseia na hierarquia dos sistemas ambientais para calibrar sucessivamente todas as variáveis simuladas pelo IBIS. A calibração ocorre em ordem crescente de hierarquia temporal, dos processos mais rápidos (fluxos radiativos) até os processos mais lentos (alocação de carbono). Foi proposto um índice de desempenho relativo, D, para avaliar as calibrações multiobjetivo e hierárquica do modelo em relação às calibrações mono-bjetivo independentes de cada variável. As calibrações mono-objetivo são consideradas as melhores calibrações possíveis, e as comparações entre as duas calibrações fornecem um bom indicador da eficiência do método de calibração proposto. Através da calibração hierárquica de todos as variáveis simuladas, espera-se obter um modelo que simule de forma consistente todos os processos nele representados. Em primeiro lugar, foi desenvolvida uma análise de sensibilidade (AS) para selecionar, de forma eficiente, os parâmetros mais importantes para cada saída do modelo. A AS é baseada no método de Morris, com modificações no cálculo do índice de sensibilidade para adequar o método ao uso com LSMs. Em seguida, foi desenvolvido um programa para calibração automática multiobjetivo do modelo IBIS, chamado Optis, baseado no algoritmo genético multiobjetivo NSGA-II (Nondominated Sorted Genetic Algorithm II). Esse algoritmo permite ajustar múltiplas estatísticas e várias saídas do modelo simultaneamente. Finalmente, foi proposta uma metodologia de calibração hierárquica para LSMs, que executa a calibração de todos os processos simulados pelo modelo. A AS foi eficiente ao selecionar os parâmetros mais importantes do modelo a serem considerados na calibração, eliminando do processo de busca aqueles parâmetros com influência desprezível nas saídas do modelo. O programa Optis foi eficaz em solucionar os problemas de calibração multiobjetivo nos testes desenvolvidos, atingindo mais de 90% do desempenho obtido na calibração mono-objetivo. O Optis também se mostrou eficiente no uso de recursos computacionais, com 100% de eficiência na paralelização do código. O procedimento hierárquico proposto foi testado em dois sítios da floresta Amazônia, Flona de Tapajós e Sinop. Em ambos os sítios, o procedimento hierárquico se mostrou eficiente em fazer uma calibração geral do modelo, atingindo um D maior que 0,8 em ambos os sítios. Essa metodologia de calibração permitiu uma calibração mais realista do modelo, pois todas as variáveis simuladas foram otimizadas.Item Capacidade de regeneração da floresta tropical amazônica sob deficiência nutricional: resultados de um estudo numérico da interação biosfera-atmosfera(Universidade Federal de Viçosa, 2008-04-22) Senna, Mônica Carneiro Alves; Costa, Luiz Cláudio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781620U9; Nobre, Carlos Afonso; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780257H0; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4704425T1; Ribeiro, Aristides; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763274T3; Oyama, Marcos Daisuke; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723715P8; Costa, José Maria Nogueira da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783772Y3Essa tese investiga como as retroalimentações do clima e da disponibilidade de nutrientes no solo interagem na regulação dos padrões de recrescimento da floresta tropical amazônica após um desmatamento de grande escala. Nesse estudo foi utilizado o modelo acoplado biosfera-atmosfera CCM3-IBIS. Inicialmente, o modelo foi validado através de observações de variáveis climáticas e de dinâmica e estrutura da vegetação amazônica. O clima da Amazônia (média anual e sazonalidade) é muito bem simulado tanto para a precipitação quanto para a radiação solar incidente. Os padrões de cobertura vegetal representam bem os padrões observados. A produção primária líquida e as taxas de respiração simuladas diferem em 5% e 16% das observações, respectivamente. O desempenho das variáveis simuladas que dependem da alocação de carbono, como a partição da produção primária líquida, o índice de área foliar e a biomassa, é alto em uma média regional, mas é baixa quando são considerados os padrões espaciais. Uma melhor representação desses padrões espaciais depende da compreensão da variação espacial da alocação de carbono e sua dependência com fatores ambientais. Para avaliar a capacidade de recrescimento da floresta foram realizados dois experimentos. O primeiro experimento considera diferentes tipos de limitação nutricional e um hipotético desmatamento total. O segundo experimento considera o tipo de limitação nutricional mais realístico e diferentes cenários de desmatamento, com o intuito de encontrar um limite máximo de desmatamento que não causaria interferências prejudiciais na regeneração da floresta. Os resultados mostram que a redução da precipitação é proporcional à quantidade de desmatamento e é mais drástica quando mais do que 40% da extensão original da floresta é desmatada. Além disso, apenas a redução da precipitação simulada não é suficiente para impedir a regeneração da floresta secundária. Entretanto, quando a redução da precipitação é associada com uma deficiência nutricional do solo, um processo de savanização pode ocorrer sobre o norte do Mato Grosso, independente da extensão da área desmatada. Esses resultados são preocupantes, pois essa região tem as mais altas taxas de desmatamento da Amazônia. A baixa resiliência da floresta com deficiência nutricional indica que o norte do Mato Grosso deveria ser o alvo principal de iniciativas para a conservação.Item Cenários futuros para a Amazônia: interações entre o desmatamento, as mudanças climáticas, o ecossistema natural e os sistemas agrícolas(Universidade Federal de Viçosa, 2012-04-26) Oliveira, Leydimere Janny Cota; Soares Filho, Britaldo Silveira; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780185E6; Ribeiro, Aristides; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763274T3; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://lattes.cnpq.br/8266603849990657; Hamakawa, Paulo José; Cunha, Dênis Antônio da; http://lattes.cnpq.br/1033658951252242A Floresta Amazônica é um dos mais importantes ecossistemas do mundo, possuindo a maior biodiversidade do planeta. Apesar de toda sua relevância, ela vem sendo submetida a pressões antrópicas nas últimas décadas. A expansão da agricultura e da pecuária tem sido considerada a principal causa do desmatamento na região. Considerando-se a importância do entendimento dos processos de retroalimentação clima-biosfera na Amazônia, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a resiliência do ecossistema natural e da produtividade da soja e da pastagem em diferentes níveis de desmatamento e elevação de CO2, por meio de um modelo simplificado que represente as interações entre o clima e o uso do solo na Amazônia. Foram realizadas cinco conjuntos de simulações: (1) controle, (2) efeito radiativo (aquecimento global) do CO2, (3) efeito radiativo e fisiológico do CO2, (4) efeito climático da mudança no uso do solo e (5) efeitos radiativo e fisiológico do CO2 + mudanças no uso do solo. Em seguida, as produtividades simuladas, considerando todos os efeitos dos cenários futuros para os anos de 2020 e 2050, foram comparadas à simulação controle. Para a simulação controle, a biomassa viva acima do solo (AGB) modelada para o ecossistema natural, incluindo folhas e tronco, na Amazônia, variou de 5,1 a 20,7 kgC.m-2, com valor médio 17,9 kgC.m-2, geralmente decrescendo de norte para o sul. A produtividade primária líquida (NPP) mostrou o mesmo padrão geográfico, com valores variando de 1,04 a 1,29 kgC.m-2.a-1 e valor médio de 1,21 kgC.m-2.a-1. Enquanto a produtividade de grãos da soja variou de 1.610 a 3.665 kg.ha-1, com valor médio 2.704,7 kg.ha-1. Já a produtividade de matéria seca da pastagem variou de 6.852 a 23.766 kgMS.ha-1.a-1, com valor médio de 16.245,5 kgMS.ha-1.a-1. Como resposta às mudanças climáticas para o ano de 2020, foram encontradas alterações médias na AGB de -16%, na produtividade da soja de -10% e na produtividade da pastagem de -2%. Com a introdução do efeito fisiológico nas simulações, as alterações foram de -7% para a AGB, de -4% para a soja e de +1% para a pastagem. Como resposta à mudança no uso do solo, a AGB decresceu em relação à simulação controle até 37% quando a área desmatada foi substituída por soja, enquanto decresceu até 34% quando a área desmatada foi substituída por pastagem. Já a produtividade da soja e da pastagem decresceram até 18% e 29%, respectivamente. Quando foram analisados todos os efeitos conjuntamente, a AGB decaiu até 37%, a produtividade da soja -21% e da pastagem -29%. Para o ano de 2050, as alterações na AGB, na produtividade da soja e da pastagem também foram maiores nas simulações em que todos os efeitos foram considerados, com redução de até 63% na AGB, de até 31% para a produtividade da soja e de até 33% para a produtividade da pastagem no cenário mais pessimista. Os efeitos combinados das mudanças climáticas causadas pela mudança na composição atmosférica e pela mudança no uso do solo provocaram uma redução significativa na produtividade do ecossistema natural e das duas culturas agrícolas analisadas. De maneira geral, o efeito do desmatamento foi o mais importante para essa redução, portanto, a identificação de áreas estratégicas para a preservação do ecossistema natural associada ao desenvolvimento de novos cultivares adaptados às condicões climáticas futuras poderiam fortalecer a agropecuária na Amazônia, propiciando um melhor proveito das áreas já desmatadas, sem a necessidade de avançar-se de modo tão acelerado sobre as florestas.Item Comparação de produtos de precipitação e radiação solar incidente para a América do Sul: dados observados e reanálises(Universidade Federal de Viçosa, 2007-06-18) Pinto, Lucía Iracema Chipponelli; Sediyama, Gilberto Chohaku; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788051E6; Pruski, Fernando Falco; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727304E8; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4736559J1; Justino, Flávio Barbosa; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4794123A2; Lima, Francisca Zenaide de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763794Y6O objetivo deste trabalho é comparar nove bancos de dados de precipitação e quatro de radiação solar incidente para a América do Sul, considerando a variação meridional, a variação por diferentes bacias hidrográficas (Amazonas, Tocantins, São Francisco, Orinoco, Paraná/Prata, além das bacias dos rios da Patagônia) e pelos principais tipos de vegetação (floresta tropical, caatinga, cerrado e pampas). Para a precipitação foram utilizados três produtos provenientes da interpolação de dados observados (CRU; Legates e Willmott; Leemans e Cramer), três da composição de dados observados com sensoriamento remoto (TRMM, CMAP e GPCP) e três bancos de dados de reanálise (NCEP/NCAR, ERA-40 e CPTEC). Para a radiação solar incidente, além dos produtos de reanálise citados acima, também foi comparado o produto gerado pelo algoritmo GL1.2 que produz estimativas da radiação solar incidente a partir do conjunto de imagens do satélite GOES. Os resultados mostram que os campos de precipitação média anual dos diferentes produtos apresentam comportamento diferenciado entre si. Por exemplo, a reanálise do CPTEC não é capaz de representar os principais regimes de precipitação existentes no continente, demonstrando uma forte tendência em superestimar a precipitação no interior do nordeste brasileiro e subestimá-la na maioria das demais regiões. Nos produtos de interpolação de dados observados em superfície, verifica-se uma maior concordância na distribuição dos valores de precipitação média anual, principalmente entre os produtos CRU e Leemans e Cramer, que tendem a representar melhor os regimes de chuvas, como por exemplo, na região do bioma caatinga (nordeste do Brasil), onde o clima é semi-árido. Os produtos que combinam dados de estações pluviométricas com os de sensoriamento remoto mostram-se com valores bem próximos do esperado, principalmente o CMAP e GPCP. Ambos representam bem a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), que é a faixa de valores mais elevados de precipitação que abrange desde o noroeste do continente até o sudeste/sul do Brasil, estendendo-se até o oceano. Para a radiação solar incidente nota-se que os valores médios mensais dos produtos de reanálise do NCEP/NCAR, ERA-40 e as estimativas do satélite GOES se encontram bem próximos para todos os biomas e bacias estudados. Já a reanálise do CPTEC apresentou valores bem mais elevados para a radiação sobre a América do Sul, tanto para a média anual como nas médias mensais analisadas.Item Desempenho de um algoritmo de otimização hierárquico multiobjetivo aplicado a um modelo de superfície terrestre e ecossistemas(Universidade Federal de Viçosa, 2013-03-20) Camargos, Carla Cristina de Souza; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://lattes.cnpq.br/4326541750632323; Martins, Márcio Arêdes; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798288T8; Sediyama, Gilberto Chohaku; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788051E6O desempenho de um LSEM (Modelo de superfície terrestre e ecossistema) depende dos parâmetros das equações que representam os processos simulados. Contudo, a mensuração de alguns destes parâmetros pode ser impraticável ou até mesmo impossível; por isso, necessitam ser estimados ou, preferencialmente, otimizados para cada ecossistema. Quando os parâmetros são calibrados para uma única variável (problema mono-objetivo) eles podem não representar bem a realidade, dado a complexidade do modelo e sua dependência de diversas variáveis (problema multiobjetivo). Por isso, há a necessidade de uma otimização simultânea multiobjetiva. Porém, o desempenho da otimização diminui com o aumento do número de variáveis otimizadas simultaneamente e, além disso, o estudo da otimização simultânea de mais de três objetivos é uma área relativamente nova e não suficientemente estudada. Para a otimização simultânea de um grande número de variáveis, existe uma metodologia na qual se utiliza conceitos de teoria hierárquica de sistemas em que a otimização ocorre dos processos mais rápidos (fluxos radiativos) para os mais lentos (alocação de carbono). Este trabalho avalia o desempenho da otimização hierárquica do modelo, utilizando o índice D (a média das razões individuais entre as saídas das otimizações multiobjetiva e monoobjetiva). Entender como o índice de desempenho D do algoritmo de otimização hierárquico varia em relação ao número de funções objetivo otimizadas é de extrema importância para o desenvolvimento desta área de pesquisa. Para fazer atingir os objetivos, foram necessárias duas etapas. Primeiramente, foi feita uma análise de sensibilidade, a fim de conhecer a sensibilidade das variáveis de saída aos parâmetros do modelo. Depois, foram feitas simulações com todas as combinações possíveis entre as sete variáveis micrometeorológicas disponíveis (PARo, fAPAR, Rn, u*, H, LE, NEE) levando em consideração a hierarquia dos processos. Os resultados encontrados indicam que, para até três funções objetivo, a otimização multiobjetiva hierárquica pode gerar resultados melhores do que a otimização multiobjetiva tradicional (um único nível hierárquico), desde que a distribuição dos parâmetros entre as variáveis seja feita de forma coerente com a análise de sensibilidade. Outro resultado importante revela que para um mesmo número de saídas otimizadas, quanto maior o número de níveis hierárquicos melhor o desempenho do modelo otimizado. Porém, o desempenho do modelo diminui rapidamente quando o número de funções objetivo aumenta, evidenciando que o poder da calibração hierárquica para o uso de um grande número de funções objetivo é altamente dependente de algumas restrições que o modelo possui e um alto desempenho do modelo para muitas funções objetivo será possível somente após a remoção delas.Item Desenvolvimento de um modelo biofísico de crescimento da cana-de-açúcar para estudos globais(Universidade Federal de Viçosa, 2010-11-26) Cuadra, Santiago Vianna; Rocha, Rosmeri Porfírio da; http://lattes.cnpq.br/2492316971242051; Ribeiro, Aristides; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763274T3; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://lattes.cnpq.br/6681955405635283; Nunes, Edson Luis; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782682T5; Hamakawa, Paulo José; Costa, José Maria Nogueira da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783772Y3Previsões apontam uma expansão das terras cultivadas ao longo das próximas décadas devido a uma combinação do aumento da população global, com consequente necessidade de aumento da produção de alimentos, e do recente crescimento exponencial da produção de biocombustíveis baseados em cultura agrícolas. As alterações resultantes do uso da terra podem, por sua vez, impactar significativamente os ciclos biogeoquímicos e biogeofísicos ao longo do globo. Portanto, a representação de culturas agrícolas para produção de biocombustíveis, como a cana-de-açúcar, devem ser integradas em modelos de processos superficiais terrestres, possibilitando considerar nas simulações numéricas os feedbacks bidirecionais entre a superfície e a atmosfera. Neste estudo, nós apresentamos um novo modelo mecanicista de crescimento da cultura da cana-de-açúcar, incluído como um módulo dentro do modelo dinâmico de agro-ecossistema Agro-IBIS, que pode ser aplicado em múltiplas escalas espaciais (do local ao global). O modelo pode ser acoplado a um modelo atmosférico, permitindo a simulação das interações bidirecionais entre a atmosfera e o sistema de cultivo de cana. Esse novo módulo inclui uma série de equações e parâmetros de manejo agrícola que diferem das formulações para as culturas anuais pré-existentes. O modelo é avaliado contra observações micro-meteorológicas e de biomassa, obtidas para um ciclo da cultura (391 dias), no norte do Estado de São Paulo (Brasil), e para a produtividade agrícola em diferentes escalas espaciais. Os resultados da validação micro-meteorológica indicam que o modelo produz robustamente as flutuações sazonais e diárias do albedo, biomassa seca, e as relações entre troca líquida do ecossistema (NEE) e das variáveis atmosféricas (temperatura e umidade relativa do ar). Ao nível local, o modelo simulou com precisão a intensidade e a variabilidade diária da evapotranspiração (ET) durante dois ciclos consecutivos da cana-de-açúcar em um sítio experimental na localidade Kalamia, nordeste da Austrália. O modelo simulou com exatidão a média da produtividade da cana-de-açúcar para as quatro maiores mesorregiões produtoras (aglomerados de municípios) do estado de São Paulo (Brasil), durante um período de 16 anos, com viés relativo entre -0,68% e +1,08%. Finalmente, a simulação da produtividade média anual de cana para o Estado de Louisiana (EUA) produziu um viés relativo (-2,67%) baixo, mas apresentou menor variabilidade interanual do que a série de produtividade estimada. Considerando os resultados de todas as validações, podemos concluir que o novo modelo é capaz de capturar a relação entre a produção de biomassa e variabilidade do clima (temperatura e precipitação), indicando que o módulo pode ser utilizado com sucesso para prever alterações nos sistemas de cultivo de cana e as respectivas interações com o clima.Item Efeito da mudança na cobertura vegetal na evapotranspiração e vazão de microbacias na região do Alto Xingu(Universidade Federal de Viçosa, 2013-07-29) Dias, Lívia Cristina Pinto; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://lattes.cnpq.br/3473464984753698; Cuadra, Santiago Vianna; http://lattes.cnpq.br/6681955405635283; Pruski, Fernando Falco; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4727304E8Uma das formas tradicionais de expansão da fronteira agrícola é por meio da conversão de ecossistemas naturais em áreas de cultivo, geralmente por meio de desmatamento. A região do Alto Xingu, no Estado do Mato Grosso - Brasil, tem sido indicada como uma das regiões de mais intensa conversão de ecossistemas naturais em pastagens ou culturas agrícolas (principalmente a soja) no país e há preocupação em se compreender como e quanto essa alteração da cobertura vegetal modifica a hidroclimatologia da região. Assim, o objetivo deste trabalho é examinar o quanto a mudança na cobertura vegetal influencia a evapotranspiração e a vazão de microbacias do Alto Xingu, na região sudeste da bacia Amazônica. Foram feitas medições de vazão em microbacias com uso uniforme do solo na região de estudo e foram conduzidas simulações pontuais com as coberturas de floresta, cerrado e pastagem no modelo InLand e com cobertura de soja, no AgroIBIS. Os dados meteorológicos e parâmetros como a condutividade hidráulica saturada do solo utilizados nos modelos foram medidos na Fazenda Tanguro MT. As vazões médias simuladas nos modelos InLand e AgroIBIS foram semelhantes aos valores observados em campo no período de setembro de 2008 a agosto de 2010. Comparando-se as vazões simuladas para as quatro coberturas no Alto Xingu, estima-se que a conversão da precipitação em vazão nos ecossistemas naturais (floresta e cerrado) foi 53,5% menor que nos ecossistemas agrícolas (pastagem e soja). Quando comparado aos ecossistemas naturais, a evapotranspiração dos ecossistemas agrícolas foi 38,3% menor durante o período de estudo. Também se buscou avaliar a influência de 11 diferentes classes texturais no particionamento da precipitação em escoamento total e evapotranspiração nas coberturas estudadas. Independente da textura do solo considerada, o escoamento total com cobertura de floresta tropical foi sempre inferior à simulada para as demais coberturas e a diferença entre o escoamento total simulado para as coberturas de floresta e cerrado é maior quanto menores são os valores de condutividade hidráulica saturada.Item Estimativa dos parâmetros de distribuição e profundidade do sistema radicular pela calibração de modelos micrometeorológicos aplicação à floresta tropical Amazônica(Universidade Federal de Viçosa, 2010-07-08) Imbuzeiro, Hemlley Maria Acioli; Sediyama, Gilberto Chohaku; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788051E6; Rocha, Humberto Ribeiro da; http://lattes.cnpq.br/3930103224694130; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://lattes.cnpq.br/9796784370869247; Gonçalves, Luís Gustavo Gonçalves de; http://lattes.cnpq.br/6072354470541631; Costa, José Maria Nogueira da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783772Y3; Justino, Flávio Barbosa; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4794123A2Neste trabalho utilizaram-se medidas micrometeorológicas, amostras de solo e medidas de umidade e temperatura do solo coletadas no sítio experimental da Floresta Nacional do Tapajós K83 (FNT-K83) para calibrar o modelo de superfície terrestre, o IBIS, a fim de estimar os parâmetros ZR e β2 através da otimização da partição do saldo de radiação (Rn) entre o fluxo de calor sensível (H) e o fluxo de calor latente (LE). A metodologia se baseia na premissa que esta partição é função do estresse hídrico, o qual depende da profundidade e da distribuição vertical do sistema radicular. O diferencial deste trabalho é o uso de condições de contorno, associadas às propriedades físicas do solo, com diferentes níveis de incertezas e os erros introduzidos por essas incertezas também são analisados no presente trabalho. As simulações realizadas pelo IBIS foram organizadas em três grupos, de acordo com os diferentes tipos de dados e condições de contorno, com diferentes níveis de incerteza. No primeiro grupo, o modelo opera no modo normal, simulando LE utilizando dados das propriedades físicas do solo estimadas através de um banco de dados global de granulometria dos solos. Neste grupo de simulações, a incerteza é maior, pois as propriedades físicas do solo são determinadas por meio de tabelas com valores representativos para cada tipo granulometrial de solo. No segundo grupo, o modelo utiliza parâmetros de solo obtidos localmente a partir da curva de retenção de água no solo através de amostra coletada na FNT-K83 para simular LE. Neste grupo, a incerteza é reduzida, pois as propriedades físicas do solo são determinadas localmente. No terceiro grupo, o modelo simula LE forçando as condições de solo com dados de temperatura e umidade do solo, medidos no sítio experimental FNT-K83. Neste grupo, a incerteza é menor, pois são utilizados dados reais de umidade do solo. Para o procedimento de calibração, para cada grupo de simulações foram obtido os parâmetros ZR e β2, que otimizavam as estatísticas dos coeficientes de correlação (ρ) e de inclinação da reta de regressão entre os dados observados e simulados (α), e a minimização do erro absoluto médio (MAE), do viés máximo (Bmáx) e da função objetivo (F(ZR,β2)). Antes de iniciar o processo de calibração foi realizada uma análise de sensibilidade dos resultados simulados pelo modelo aos parâmetros ZR e β2. Nesta análise, foi observado nos três grupos de simulações que o IBIS apresentou sensibilidade ao parâmetro ZR e β2, exceto o terceiro grupo de simulações que não apresentou sensibilidade à β2. Posteriormente, foi realizado um procedimento de calibração envolvendo cerca de 120 simulações para os três grupos de simulações envolvendo diferentes condições de contorno. O novo conjunto de parâmetros, calibrados para cada grupo de simulações, apresentaram valores distintos. Os parâmetros calibrados utilizando o banco de dados global de granulometria do solo, foram ZR = 4 m e β2 = 0,999, enquanto que os parâmetros calibrados para as simulações que utilizaram amostras de solo coletadas localmente, foram ZR = 30 m e β2 = 0,999, já os parâmetros calibrados para as simulações que usaram os dados de temperatura e umidade do solo, foram ZR = 3 m e β2 = 0,999. Em geral, os parâmetros estimados são ZR = 30 m e β2 = 0,999 para a FNT-K83. Já as análises dos erros introduzidos pelas condições de contorno, relacionadas às propriedades físicas do solo, mostraram que a escolha dessas condições de contorno influencia o perfil de umidade volumétrica do solo simulado pelo IBIS, por conseguinte, a quantidade de água disponível para os processos de transpiração e evaporação, conseqüentemente, modificando a partição de Rn em H e LE. Estas análises indicam que a melhor condição de contorno, a que produz menores erros, seria a que utiliza dados observados do perfil de temperatura e umidade do solo para alimentar o modelo. Porém, esses dados são escassos, restritos a alguns experimentos e localidades. Com isso, a condição de contorno que utiliza parâmetros de solo obtidos a partir de amostras de solo coletadas localmente, seria a melhor opção, pois produz resultados satisfatórios e podem ser obtidas facilmente no local do experimento. As conclusões obtidas no presente trabalho e as dificuldades encontradas durante sua execução têm importantes implicações. Em primeiro lugar, provavelmente é real a necessidade de compreender melhor o sistema radicular nos ecossistemas em geral. Isto envolveria, por exemplo, mais medições e especificações da profundidade e distribuição do sistema radicular para validar as estimativas destes parâmetros. Em segundo lugar, a criação de um protocolo de medições em experimentos de campo, que padronizasse nestes experimentos algumas medições básicas, como amostras de solo, que poderiam ser utilizadas para estimar parâmetros do solo para serem utilizados pelos modelos.Item Interação entre ecossistemas terrestres e a atmosfera na Amazônia: conexões biogeofísicas e biogeoquímicas(Universidade Federal de Viçosa, 2006-05-18) Pereira, Marcos Paulo Santos; Sediyama, Gilberto Chohaku; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788051E6; Ribeiro, Aristides; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763274T3; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4764026E6; Lima, Francisca Zenaide de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763794Y6; Grimm, Alice Marlene; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784800A9A Amazônia é considerada por muitos uma das mais importantes regiões do planeta, abrangendo extensas áreas de floresta tropical. Entretanto, essa floresta vem sendo modificada dramaticamente, pelo desmatamento e pelas modificações na concentração de CO2 que também podem alterar a estrutura da floresta. Este trabalho visa entender melhor a interação biosfera-atmosfera na Amazônia, incluindo tanto os efeitos biogeofísicos quanto os biogeoquímicos desta interação. Para esta finalidade, utilizou-se um modelo de circulação geral da atmosfera CCM3 acoplado ao modelo de superfície IBIS. Foram realizadas sete simulações, isto é, simulação de controle (F), desmatamento parcial (D), efeitos radiativos do CO2 (FR), efeitos radiativos e ecológicos do CO2 (FRE), efeitos radiativos e ecológicos do CO2 considerando a retroalimentação biogeoquímica da vegetação no ciclo do carbono (FREB), desmatamento parcial com os efeitos radiativos e ecológicos do CO2 (DRE), e desmatamento parcial com os efeitos radiativos e ecológicos do CO2 considerando a retroalimentação biogeoquímica da vegetação no ciclo do carbono (DREB). Nessas simulações, o efeito do desmatamento modificou o balanço de energia e de água, com mudanças mais significativas na estação seca, mostrando um acréscimo do albedo na área parcialmente desmatada, levando a uma diminuição na evapotranspiração e na precipitação. O efeito radiativo do aumento na concentração do CO2 disponibilizou mais energia na superfície aumentando o fluxo de calor sensível, a temperatura, e afetando a precipitação, mas não ocasionou mudanças na média anual da evapotranspiração. Já o efeito ecológico do aumento da concentração do CO2 alterou a estrutura da floresta Amazônia, aumentando o IAF e a biomassa da bacia Amazônica em 0,61 kg C.m-2. Houve reduções nas taxas de precipitação, evapotranspiração e nos fluxos de calor latente e sensível. Ao ser considerado o efeito biogeoquímico do crescimento da vegetação, sob condições de floresta total e desmatamento parcial, percebe-se reduções na concentração atmosférica de CO2, pequenas mudanças no clima, mostrando uma diminuição do saldo de radiação, e na temperatura, causando um aumento na precipitação sob condições de floresta e reduzindo com o desmatamento sobre a bacia Amazônica.Item Nitrogênio e produção primária líquida da Floresta Amazônica utilizando o modelo IBIS(Universidade Federal de Viçosa, 2012-03-12) Pinto, Luciana Barros; Soares Filho, Britaldo Silveira; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780185E6; Barbosa, João Paulo Rodrigues Alves Delfino; http://lattes.cnpq.br/3726934049618860; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://lattes.cnpq.br/5192318389798896; Lima, Francisca Zenaide de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763794Y6; Hamakawa, Paulo José; Cuadra, Santiago Vianna; http://lattes.cnpq.br/6681955405635283A disponibilidade de nitrogênio (N) nos ecossistemas terrestres tem importante efeito sobre o ciclo de carbono. Variações na disponibilidade desse nutriente, no espaço e no tempo, podem afetar o crescimento e a produção das plantas, alterando a dinâmica dos ecossistemas e, consequentemente, as formas que a vegetação troca massa e energia com a atmosfera, causando uma retroalimentação no clima em nível regional ou global. Uma variedade de modelos de dinâmica de ecossistemas tem sido utilizada a fim de se obter um melhor entendimento da relação entre a disponibilidade de nutrientes, o ciclo do C e as possíveis mudanças climáticas, diferindo significativamente nas conceitualizações, formulações, parametrizações e dados de entrada. Neste trabalho foi implementada ao modelo de dinâmica de ecossistema IBIS, a influência do estresse de N na fotossíntese, permitindo estabelecer a ciclagem de N no solo e na planta, possibilitando inferir os valores dos estoques deste nutriente em cada um dos compartimentos da planta e assim avaliar a influência da deficiência de N no crescimento da mesma. Através da comparação entre os dados simulados pelo modelo e os observados em campo, verificou-se que o modelo apresentou bom desempenho ao simular o comportamento da produção primária líquida (NPP), biomassa, N foliar e no solo. Quando a vegetação foi submetida a uma condição de estresse por deficiência de N, pela redução da fração de N foliar, o modelo respondeu com diminuição na NPP, indicando a relação entre a deficiência deste nutriente e a capacidade da planta em sequestrar C da atmosfera. Isso indica que ao se incluir a relação entre C e N nos modelos de superfície, é possível obter-se melhores respostas do comportamento do ecossistema frente a variações ambientais, o que auxilia na melhor compreensão das retroalimentações entre biosfera e atmosfera que são desencadeadas por variações na disponibilidade de nutrientes.Item Otimização multi-sítio de modelo de assimilação de carbono e aplicações em ecossistemas de cerrado e pastagem(Universidade Federal de Viçosa, 2011-07-29) Fischer, Graciela Redies; Alvalá, Regina Célia dos Santos; http://lattes.cnpq.br/8285211326914673; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://lattes.cnpq.br/3946867460041974; Hamakawa, Paulo José; Nunes, Edson Luis; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782682T5; Malhado, Ana Cláudia Mendes; http://lattes.cnpq.br/6689567685438939Diante de cenários de mudanças climáticas globais, estudos usando modelos de superfície terrestre são necessários para avaliar o impacto do aumento do CO2 e o balanço de carbono em ecossistemas terrestres. Entretanto, uma boa calibração desses modelos é importante para que esses modelos representem da melhor maneira possível os processos do ecossistema. Geralmente, os modelos são calibrados para um sítio e, então, os mesmos parâmetros calibrados são aplicados para outros sítios com o mesmo tipo funcional de planta. Tendo em vista o exposto, este trabalho possui dois objetivos principais: Inicialmente, realizar uma calibração multi-sítio, utilizando dois sítios simultaneamente, e avaliar seu desempenho; E, então, fazer a aplicação dos resultados da calibração multi-sítio para gerar estimativas de produção primária líquida (NPP, em inglês) em ecossistemas de cerrado e pastagem na América do Sul. Para investigar a calibração multi-sítio, foi realizada a calibração da troca líquida do ecossistema (NEE, em inglês) para dois sítios de pastagem na Amazônia, analisando 20 diferentes funções objetivo, sendo cinco medidas de ajuste sujeitas a quatro métodos de otimização duas otimizações individuais (uma para cada sítio) e duas otimizações multi-sítio (uma com o mesmo peso para cada sítio e a outra com peso proporcional ao tamanho da série de dados). As cinco medidas de ajuste utilizadas foram: coeficiente de correlação (r), raiz do erro quadrado médio (RMSE), erro médio absoluto (MAE), erro de viés médio (MBE) e erro de viés máximo (Emax). Os resultados da calibração do modelo indicam que com algumas restrições da escolha da função objetivo, a calibração multi-sítio é possível e produz resultados consistentes entre os sítios. A escolha da função objetivo deve ser baseada na intenção de uso do modelo. Para modelos de simulações de curto prazo é recomendado o uso do método de otimização com o mesmo peso para cada sítio, usando o MAE como medida de ajuste. Por outro lado, para modelos de simulações de longo prazo, o método indicado é o mesmo peso para cada sítio, utilizando o Emax como função objetivo. Visto que neste trabalho a prioridade são simulações de longo prazo, aplicou-se o método do peso para cada sítio utilizando o Emax como função objetivo para gerar estimativas de NPP em ecossistemas de cerrado e pastagem para a América do Sul. Os parâmetros calibrados foram aplicados no Algoritmo RATE (baseado no modelo SITE), que é um algoritmo de monitoramento regional da taxa de fixação de carbono usando dados de sensoriamento remoto derivados dos produtos do MODIS (cobertura do solo, índice de área foliar e fração absorvida da radiação fotossinteticamente ativa). Os resultados indicam uma pronunciada variabilidade sazonal nas estimativas mensais de NPP para o cerrado e para a pastagem no ano de 2010, mostrando também uma conexão da variabilidade de NPP com a variabilidade climática da região períodos de alta e baixa precipitação e temperatura controlando diferenças sazonais na fixação de carbono. A variabilidade interanual de NPP foi maior para a pastagem do que para o cerrado, talvez indicando maior suscetibilidade da pastagem à variabilidade climática. Os resultados apresentaram uma clara diferença entre as estimativas de NPP do RATE e do MODIS, indicando que mais estudos são necessários para validar estratégias alternativas de estimar NPP.Item Reconstrução dos padrões de uso da terra na Amazônia, no período 1940-1995, para estudos climáticos e hidrológicos(Universidade Federal de Viçosa, 2008-07-31) Leite, Christiane Cavalcante; Sediyama, Gilberto Chohaku; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788051E6; Ribeiro, Carlos Antônio Alvares Soares; http://lattes.cnpq.br/0257744922714589; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4751293E6; Soares Filho, Britaldo Silveira; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780185E6; Costa, José Maria Nogueira da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783772Y3Mudanças em florestas, cultivos agrícolas, vias fluviais e na composição da atmosfera, em todo o mundo, estão ocorrendo pela crescente necessidade de alimentos, fibras, água e moradia para mais de seis bilhões de pessoas. As terras cultivadas (pastagens e plantações) e áreas urbanas têm se expandido nas recentes décadas, acompanhadas por um grande aumento no consumo de energia, água e fertilizantes, juntamente com uma considerável perda de biodiversidade. Alguns estudos têm mostrado que as mudanças na cobertura e no uso da terra também podem afetar o clima. Isto geralmente ocorre por meio de mudanças no saldo de radiação à superfície, e na partição do saldo de radiação em fluxos de calor sensível e latente, causando modificações na circulação atmosférica e no clima. Esse trabalho teve como objetivo criar um banco de dados histórico de uso da terra para a Amazônia, espacialmente explícito em grade, numa resolução de 5 x 5 , no período 1940-1995, para estudos climáticos e hidrológicos. A primeira etapa deste trabalho, e uma das mais importantes, foi a construção das malhas digitais dos municípios da Amazônia para cada ano em que o censo agrícola foi realizado dentro do período de estudo. A construção das malhas possibilitou calcular as frações de área cultivada, pastagem natural e pastagem plantada dentro de cada município, para cada ano do censo, dividindo-se a área cultivada dada pelo censo em um determinado ano pela área deste município de acordo com seus limites nesse mesmo ano. De uma maneira semelhante, foram calculadas as frações utilizadas por pastagem natural e pastagem plantada em cada município. A segunda etapa foi calcular as proporções de cada tipo de uso da terra entre 1995 e os anos de censo, para cada área mínima comparável. E a terceira e última etapa foi reconstruir os padrões de uso da terra para a Amazônia, multiplicando-se os mapas resultantes da segunda etapa com duas classificações de uso da terra para 1995, baseadas em dados de satélite e dados de censo, desenvolvidas por Cardille et al. [Global Biogeochemical Cycles, 2002] e Ramankutty et al. [Global Biogeochemical Cycles, 2008]. Os resultados mostraram que os bancos de dados de uso da terra na Amazônia, para o período 1940-1985, mostraram-se bastante similares em algumas regiões da área de estudo, como por exemplo nos estados de Tocantins, Goiás e Mato Grosso, tanto em intensidade de atividades agrícolas quanto na distribuição espacial das mesmas. Porém, em outras regiões os dois bancos de dados foram distintos, principalmente na distribuição espacial dos pixels com atividades agrícolas tal como nos estados do Amazonas e Rondônia, onde diferiram tanto em intensidade, quanto em distribuição. Quando comparamos os dois bancos de dados de uso da terra com o mapa de cobertura da terra do Tropical Rainforest Information Center (TRFIC), baseados no Landsat, observou-se que na maioria dos anos comparados, especialmente para o Estado de Rondônia, o banco de dados com base em Ramankutty et al. [2008] apresentou um maior número de áreas de pixels contendo atividades agrícolas similares às áreas de desmatamento nos mapas TRFIC, principalmente ao longo da BR 364, área em que o desmatamento foi melhor representado neste banco de dados, tanto em intensidade quanto em distribuição espacial. Contudo, quando comparamos os mapas para o Estado do Pará, os dois bancos de dados apresentaram o mesmo numero de áreas similares aos mapas TRFIC. Os bancos de dados construídos nesse trabalho possuem incertezas relacionadas ao fato de que foram criados pela fusão de dois sistemas de observações diferentes, porém, apesar dessas incertezas, esses bancos de dados são a primeira tentativa de estimar as mudanças históricas das culturas agrícolas, pastagem natural e pastagem plantada na Amazônia, utilizando dados de censo agrícola em nível municipal. Esses bancos de dados históricos serão úteis para ajudar a entender as causas das mudanças climáticas na região amazônica, bem como a investigar os impactos das mudanças históricas na cobertura e no uso da terra nos recursos hídricos e clima na Amazônia.Item Resposta do clima amazônico ao desmatamento progressivo da Amazônia e do Cerrado(Universidade Federal de Viçosa, 2012-02-14) Pires, Gabrielle Ferreira; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://lattes.cnpq.br/9576327311464149; Malhado, Ana Cláudia Mendes; http://lattes.cnpq.br/6689567685438939; Cuadra, Santiago Vianna; http://lattes.cnpq.br/6681955405635283Há uma clara mudança acontecendo no ambiente físico da floresta amazônica, onde a intervenção humana se intensificou drasticamente durante a última metade do século XX. Recentes estudos sugerem que mudanças no clima regional causadas pelo desmatamento local possuem o potencial de fazer com que partes da Amazônia atravessem o chamado ponto de desequilíbrio do sistema. Este ponto se refere à probabilidade da Amazônia cruzar um limite crítico, que poderia fazer com que a mesma salte para um estado de equilíbrio bioclimático alternativo, mais seco que o atual. Além do desmatamento amazônico, a remoção total do Cerrado, que atualmente já foi desmatado em mais de 55%, agindo em conjunto o desmatamento da Amazônia, poderia induzir a um aumento na duração da estação seca na região de transição entre floresta e savana (arco do desmatamento), o que pode contribuir para o surgimento de um equilíbrio bioclimático alternativo para a região. Porém, ainda não se sabe quais os limites e sob quais padrões de desmatamento da Amazônia e do Cerrado o clima da floresta será afetado. O objetivo deste trabalho é investigar a resposta do clima de diferentes regiões da floresta amazônica ao desmatamento progressivo da Amazônia e do Cerrado, e verificar a possibilidade do surgimento de equilíbrio bioclimático alternativo para as mesmas. Para atingir esse objetivo, foram gerados 10 cenários de desmatamento amazônico e 10 cenários de desmatamento combinado entre floresta e Cerrado, que foram implantados no modelo acoplado atmosfera-biosfera CCM3-IBIS. Foram rodadas cinco ensembles para cada cenário, e as simulações tiveram a duração de 50 anos, com CO2 fixo em 380 ppm. Os resultados mostram que quando se considera o clima médio para a região total de floresta, não ocorre transposição de equilíbrio. Porém, considerando o clima médio para a região do arco do desmatamento, foi observado o surgimento de equilíbrio bioclimático típico de floresta sazonal, e em regiões no sul, sudoeste e leste da floresta foi observada transição para equilíbrio bioclimático típico de savana. Nos casos em que houve transposição do ponto de desequilíbrio do sistema, o efeito combinado do desmatamento de floresta e Cerrado mostrou-se significativo. Estes resultados mostram a resiliência de algumas regiões da floresta e a fragilidade de outras, o que pode auxiliar tomadores de decisão e conservacionistas na elaboração e implementação de políticas de conservação na floresta.Item Sensibilidade da refletância de uma floresta tropical em 460 nm, 650 nm e 850 nm aos parâmetros ópticos e arquitetônicos do dossel(Universidade Federal de Viçosa, 2009-02-16) Almeida, Thomé Simpliciano; Yanagi, Sílvia de Nazaré Monteiro; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4765593Z1; Shimabukuro, Yosio Edemir; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4781369Y5; Costa, Marcos Heil; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4799234J7; http://lattes.cnpq.br/2817256251073546; Sediyama, Gilberto Chohaku; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788051E6; Justino, Flávio Barbosa; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4794123A2; Nunes, Edson Luis; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782682T5Estudar e monitorar a vegetação - floresta, cerrado ou outro tipo de cobertura - é de suma importância para se entender o padrão climático atual. Os Modelos de Dinâmica de Vegetação (MDV) são ferramentas úteis nos estudos de determinado bioma, pois são baseados em princípios físicos e em condições iniciais e de contorno, podendo então obter indícios dos fatores que influenciam o ambiente modelado, fazer previsões futuras do comportamento da vegetação e, associados a outros modelos, fazer previsões futuras da influência da vegetação no clima, ou da mudança do clima na vegetação. Em particular, os modelos de refletância fazem parte dos MDV. Alguns estudos têm sido feitos para identificar a influência dos componentes do dossel sobre a resposta do albedo da cobertura vegetal, obtendo a melhor configuração dos parâmetros a serem usados. Porém, o estudo da refletância para menores faixas do espectro eletromagnético indica mais detalhadamente as feições dos alvos estudados. Para a vegetação, importantes características são estimadas a partir da resposta da refletância de faixas específicas. Nesse aspecto o objetivo desse trabalho foi adicionar três bandas vermelho, infravermelho próximo e azul, referentes às bandas 1, 2 e 3 do sensor MODIS, a bordo dos satélites TERRA e AQUA, no modelo IBIS - Integrated Biosphere Simulator - observando a sensibilidade aos parâmetros óticos e arquitetônicos do dossel e calibrando esses parâmetros de acordo com os produtos de refletância de superfície e índice de vegetação do MODIS para a Reserva do Cuieiras (K34). A análise de sensibilidade indicou forte resposta para os parâmetros referentes à parte superior do dossel. A combinação dos parâmetros que minimizou o RMSE do EVI - Enhanced Vegetation Index (RMSEmin = 0,0245) foi a inclinação das folhas do dossel superior up χ = 0,92, refletância das folhas da parte superior do dossel na faixa do azul blue−up ρ = 0,0162, vermelho red −up ρ =0,0466 e infravermelho próximo nir−up ρ = 0,4427.