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Resumo No presente trabalho, a comparação de três dos principais métodos de estimativa da radiação solar foi realizada: modelos empíricos, Redes Neurais Artificiais (RNA) e Máquina de Vetores de Suporte (SVM). Quatro modelos empíricos considerados clássicos foram calibrados e validados para a estimativa da radiação solar UV horária em Botucatu, Estado de São Paulo, Brasil. Mantendo os modelos empíricos como referências em relação a precisão e variáveis de entrada utilizadas, os desempenhos da RNA e da SVM foram avaliados. Por meio dos parâmetros estatísticos Erro Médio Padrão (MBE) e Erro Médio Absoluto (MAE) foi confirmada a superioridade da SVM em relação à RNA e aos modelos empíricos. Comparada à RNA, a SVM foi capaz de gerar melhores resultados utilizando um número menor de variáveis de entrada. Dentre todos os métodos de estimativa testados, a SVM utilizando o conjunto de variáveis de entrada {UV0, KT} é considerada a melhor alternativa devido ao pequeno número de variáveis de entrada utilizadas e pela relativa acurácia.

Abstract In the present paper, the comparison of three of the main estimation methods of solar radiation was performed: empirical models, Artificial Neural Network (ANN) and Support Vector Machine (SVM). Four classical empirical models were calibrated and validated in order to estimate hourly solar UV data in Botucatu, São Paulo State, Brazil. Taken the empirical models as reference of accuracy and set for input variables, the performance of ANN and SVM were assessed. Through the statistical parameters Mean Bias Error (MBE) and Mean Absolute Error (MAE) was confirmed the superiority of the SVM over the ANN and empirical models. The SVM is capable to generate better results than ANN using a less number of input variables. Among all estimation methods, SVM using the set of input variables {UV0, KT} is considered the best alternative due to the smaller number of input variables and relative precision.
Resumo Modelos atmosféricos globais e regionais são importantes ferramentas para a gestão de recursos hídricos. Com a intenção de realizar previsão de vazões e subsidiar a operação de sistemas de abastecimento, esse estudo avaliou as previsões de precipitação de três modelos atmosféricos. Foram analisadas as previsões dos modelos ETA (resolução horizontal de 40 km, horizonte de 10 dias), BAM (resolução horizontal de 20 km, horizonte de 10 dias) e WRF (resolução horizontal de 5 km, horizonte de 3 dias) para as bacias do Sistema Cantareira, no Sudeste brasileiro. As previsões foram comparadas com observações de pluviômetros e de radar. Foram avaliados o coeficiente de correlação de Pearson, eficiência modificada de Kling-Gupta, coeficiente angular da regressão linear entre previsões e observações, REQM e PBIAS, além dos índices categóricos fBIAS, POD e FAR. Verificou-se que as correlações tendem a ser mais fortes nos primeiros dias de previsão (até o segundo dia à frente). As maiores correlações foram encontradas comparando valores acumulados para todo o horizonte de previsão. O modelo ETA apresentou forte tendência a subestimar as observações e o modelo BAM, de superestimá-las. O modelo WRF apresentou uma tendência leve de subestimação. A previsão de precipitação com modelos globais e regionais é um importante subsídio à operação de sistemas de reservatórios, entretanto, é essencial conhecer o comportamento dessas previsões a fim de minimizar imprecisões e maximizar seu valor na tomada de decisão.

Abstract Global and regional atmospheric models are important tools for water resources management. Aiming to provide river flow forecast and to support water supply systems operation, this study evaluated the precipitation forecasts from three atmospheric models. Forecasts from ETA (horizontal resolution of 40 km, 10 days range), BAM (horizontal resolution of 20 km, 10 days range) and WRF (horizontal resolution of 5 km, 3 days range) models were analyzed for the Cantareira system basins, on Brazil’s southwestern region. The forecasts were compared to rain gauge and radar observations. Different performance indices were used: Pearson’s correlation coefficient, modified Kling-Gupta efficiency, slope for the linear regression between forecasts and observations, RMSE and PBIAS, in addition to categorical indices fBIAS, POD e FAR. It was found that the correlations were stronger for the first days of the forecast. The strongest correlations were found when comparing the accumulated precipitations for the whole forecast period. Bias analysis indicated ETA strongly underestimated observations, while BAM strongly overestimated, and WRF slightly underestimated. Global and regional atmospheric models rainfall forecasts are an important input for reservoir operation. It’s essential, though, to understand its behavior to minimize inaccuracies and maximize its value in decision making.
Resumo O objetivo deste trabalho foi analisar as séries históricas mensais e anuais de precipitação de longo termo do bioma Cerrado, buscando identificar tendências locais e regionais. Para tanto, foram realizadas diferentes análises de tendência de séries temporais de precipitação anual e mensal de 125 estações pluviométricas do Cerrado, no período entre 1977 e 2010. O teste de MK indicou que 71% dos postos analisados apresentaram tendência de queda na precipitação anual, dos quais 14% apresentaram tendência de queda estatisticamente significativa, predominantemente na região centro oeste do bioma. Apenas 28% das estações apresentaram tendência de aumento, sendo que destas, 1% foi estatisticamente significativa. O teste de TS indicou que, em média, a precipitação total anual no Cerrado diminuiu 125 mm (8,4%) no período estudado. Os meses de estação seca (junho, julho, agosto e setembro) apresentaram tendências de redução na precipitação em 76% das séries estudadas, sinalizando uma possível intensificação do período de estiagem na região. Os testes de tendência mostraram resultados consistentes entre si, sugerindo uma tendência geral de redução da precipitação no bioma.

Abstract The objective of the present study was to analyze the annual and monthly precipitation historical series of the Cerrado biome (Brazil), in order to identify local and regional trends. Different trend detection methods were used for 125 rain gauge stations throughout the Cerrado during the period 1977-2010, including LOWESS (LW), Mann-Kendall (MK), Theil-Sen (TS), and Pettitt (PT). The MK test suggested negative trends for 71% of the stations, with 14% of them statistically significant, mainly in the southerly region. Positive trends were found in 28% of the stations, where 1% was significant. The TS test suggested that, in general, the annual total precipitation in Cerrado decreased by 8,4% during the studied period. The precipitation in the dry months (JJAS) decreased in 76% of the stations, indicating an intensification of the dry season in the region. The results were consistent, suggesting a general decreasing trend in the precipitation of the biome, during the studied period.
Resumo Trabalhos recentes mostram que a assimilação de dados melhora a eficácia dos modelos de previsão de tempo, contudo o impacto da assimilação dos dados de radar é pouco quantificado com relação às parametrizações físicas do modelo, especialmente de microfísica. O objetivo deste trabalho é estudar o impacto do uso de dados de radar com diferentes parametrizações de microfísica do modelo Weather Research and Forecasting (WRF) com seu sistema de assimilação de dados (WRFDA-3DVAR) para casos de precipitação intensa. Foram selecionados três eventos de precipitação em 2014, com área de estudo abrangendo o oeste da região sul do Brasil e sudeste do Paraguai. Desta forma, são avaliados nove esquemas de parametrizações de microfísica com assimilação de dados convencionais e de radar, para determinar qual representa de forma mais adequada a precipitação e refletividade nas previsões de curto prazo, além de determinar o impacto relativo entre as mudanças de microfísica e a assimilação de dados convencionais e de radar. A comparação realizada através da métrica estatística Fractional Skill Score (FSS) mostra o impacto positivo da assimilação de dados do radar foi na média de até 20% no FSS, enquanto que o impacto positivo entre as opções de microfísica atingiu 70%.

Abstract Recent studies show that data assimilation improves the efficiency of weather forecast models, however, it is not properly quantified the impacts of radar data assimilation related to the physical model parameterizations, especially the microphysics. The goal of this study was to study the impact of the use of radar data with different microphysics parameterizations of the Weather Research and Forecasting (WRF) model with its data assimilation system (WRFDA-3DVAR) for cases of intense precipitation. The study area covers the South-western Brazil and Southeastern Paraguay. The simulations were done for three cases in 2014. The comparison is performed through the statistical metrics Fractional Skill Score (FSS) and Local Root Mean Square Error (LRMSE). Different microphysics parameterizations were tested when assimilating conventional and radar data for three events. Thus, we evaluated nine microphysical parameterizations in order to determine which one provides the most realistic short-term forecasts of meteorological fields over the radar coverage, as well as the relative impact of different microphysical parameterization and the assimilation of conventional and radar data. The positive impact of the radar data assimilation was in the average up to 20% in the FSS, while the positive impact among the microphysics options reached 70% in the FSS.
Resumo Nesta segunda parte do estudo sobre eventos persistentes de chuva são avaliadas as condições atmosféricas associadas aos eventos. Compostos de campos diagnósticos são apresentados para os eventos separados em função de sua duração. Eles mostram que sistemas atmosféricos com lento deslocamento propiciam a permanência de áreas de convergência do fluxo de umidade, transporte de calor e movimento vertical ascendente sobre o estado do Rio Grande do Sul por vários dias. A convergência do fluxo de umidade integrada verticalmente mostrou-se como uma boa ferramenta para inferência da importância dos eventos. Os campos diagnósticos apresentados não mostram uma indicação antecipada da duração de um evento de chuva, bem como não demostram com clareza a maior frequência de elevados acumulados de chuva na metade leste do estado do Rio Grande do Sul.

Abstract In this second part of the study about persistent rainfall events, the atmospheric conditions associated with these events are evaluated. Composites of diagnostic fields are presented for events classified by their duration. These composites showed that atmospheric systems with slow movement allow the permanence of areas of moisture flux convergence, heat transport and upward movement over the state of Rio Grande do Sul for several days. The moisture flux convergence vertically integrated proved to be a good tool to inference of the importance of events. The diagnostic fields did not show previously the duration of a rainfall event, as well as did not clearly demonstrate the major frequency of high rainfall accumulates in half east of the state of Rio Grande do Sul.
Resumo A utilização dos dados de reanálise atmosférico global (ERA-Interim), produzidos pelo European Centre for Medium Range Weather Forecasts - ECMWF se torna uma importante ferramenta para regiões de produção agrícola, principalmente em áreas escassas de estações meteorológicas. Objetivou-se neste trabalho, caracterizar a variabilidade espacial e sazonal hídrica do estado do Mato Grosso do Sul usando dados de reanálise meteorológica do ERA-Interim. O estudo foi realizado no Mato Grosso do Sul, localizado na região Centro-Oeste do Brasil. Os dados decendiais de precipitação pluvial e temperatura média do ar foram obtidos pelo ERA-Interim entre os anos de 1989 e 2015, totalizando 566 pontos. Estimou-se o armazenamento de água no solo, a deficiência hídrica e o excedente hídrico a partir do balanço hídrico normal de Thornthwaite e Mather (1955). No Mato Grosso do Sul ocorreu variação espacial e sazonal dos componentes do balanço hídrico. A variação sazonal do armazenamento hídrico do solo ocorreu com a mudança das estações do ano. A região sul do estado do Mato Grosso do Sul apresenta os maiores recursos hídricos, com DEF reduzido, ARM próximo de 100% e EXC elevados. Os maiores excedentes hídricos ocorrem no período de dezembro a março, enquanto, de agosto a outubro ocorrem os menores valores de excedentes hídricos no estado.

Abstract The use of global atmospheric reanalysis data (ERA-Interim) produced by the European Center for Medium Range Weather Forecasts (ECMWF) becomes an important tool for agricultural production regions, especially in scarce weather station areas. We sought to characterize the spatial and seasonal water variability of the state of Mato Grosso do Sul using meteorological reanalysis data from ERA-Interim. The study was conducted in Mato Grosso do Sul, located in the Midwest region of Brazil. Decendial rainfall and mean air temperature data were obtained from ERA-Interim between 1989 and 2015, totaling 566 points. We estimated soil water storage, water deficit and water surplus from the normal water balance of Thornthwaite and Mather (1955). In Mato Grosso do Sul there was spatial and seasonal variation of water balance components. Seasonal variation in soil water storage occurred with the change of seasons. The southern region of the state of Mato Grosso do Sul has the largest water resources, with reduced DEF, close to 100% ARM and high EXC. The largest water surpluses occur from December to March, while from August to October the lowest water surpluses occur in the state.
Resumo Os relatórios do Painel Intergovernamental Sobre Mudanças Climáticas constantemente divulgam a possibilidade de que a ocorrência de extremos climáticos seja maior nos próximos anos. A Região Amazônica tem experimentado esses eventos com frequência, o que tem contribuído para que mais estudos acerca de sua susceptibilidade sejam realizados. Esse estudo objetivou identificar a resposta do microclima às secas de 2005 e 2010 em áreas de floresta nativa e de pastagem na Amazônia Ocidental por meio da análise da umidade específica do ar, temperatura do ar e saldo de radiação. Os dados utilizados são provenientes de torres pertencentes ao Programa de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia. Os resultados indicam que nos anos estudados houveram alterações significativas nas variáveis estudadas em ambos os sítios, com reduções de aproximadamente 16% na umidade específica e aumentos de até 3,76% na temperatura. Entretanto, os efeitos da seca de 2010 podem ter sido amenizados na floresta devido ao evento ser precedido por um evento extremo de cheia (2009). Os resultados evidenciam o quanto a conversão de áreas de floresta para pastagem, aliado aos eventos extremos, pode interferir nas variáveis meteorológicas, sendo imprescindível o contínuo estudo dessa dinâmica para que as implicações microclimáticas sejam elucidadas.

Abstract The reports of the Intergovernmental Panel on Climate Change constantly reveal the possibility that climatic extremes will increase in the coming years. The Amazon Region has experienced these events frequently, which has contributed to the fact that more studies about its susceptibility are carried out. This study aimed to identify the microclimate response to droughts of 2005 and 2010 in areas of native forest and pasture in the Western Amazon by analyzing specific air humidity, air temperature and net radiation. The data used come from towers belonging to Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia. The results indicate that in the years studied there were significant changes in the variables studied at both sites, with reductions of approximately 16% in specific humidity and increases of up to 3.76% in temperature. However, the effects of the 2010 drought may have been softened in the forest due to the event being preceded by an extreme flood event (2009). The results show that the conversion of forest areas to pasture, together with extreme events, can interfere in the meteorological variables, being necessary the continuous study of this dynamics for the microclimatic implications to be elucidated.
Resumo O Cerrado apresenta uma variedade de fitofisionomias, com características distintas em estrutura e distribuição, o que contribui para uma heterogeneidade na interação da radiação solar com a superfície. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi avaliar a variabilidade espacial e temporal de parâmetros biofísicos em diferentes tipos de cobertura do solo de uma área de Cerrado no sul do estado de Mato Grosso por sensoriamento remoto. Os parâmetros biofísicos índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI), o albedo, temperatura da superfície e o saldo de radiação foram obtidos nas fitofisionomias do Cerrado: Campo Limpo, Campo Sujo, Cerradão e Cerrado stricto sensu; e numa área de pastagem. As estimativas foram realizadas com imagens do sensor TM Landsat 5, em 2009, 2010 e 2011. No período chuvoso, o NDVI e o saldo de radiação foram 44% e 15% maiores e o albedo e a temperatura da superfície foram 18% e 12% menores que no seco, respectivamente. Nos locais com maior NDVI e maior saldo de radiação foram encontrados os menores albedo e temperatura da superfície. As diferentes fitofisionomias do Cerrado tiveram interação distinta com a radiação solar em escalas sazonal e espacial devido à variação da cobertura da vegetação e disponibilidade hídrica.

Abstract The Cerrado presents a variety of phytophysiognomies, with distinct characteristics of structure and distribution, which contributes to a heterogeneity in the interaction of solar radiation with the surface. Thus, the objective of this study was to evaluate the spatial and temporal variability of biophysical parameters in different types of soil cover of a Cerrado area in southern Mato Grosso state by remote sensing. Biophysical parameters Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), albedo, surface temperature and radiation balance were obtained from the Cerrado phytophysiognomies: Campo Limpo, Campo Sujo, Cerradão and Cerrado stricto sensu; and in a pasture area. Estimates were made with TM Landsat 5 sensor images in 2009, 2010 and 2011. In the rainy season, NDVI and radiation balance were 44% and 15% higher and albedo and surface temperature were 18% and 12% smaller than dry, respectively. In places with higher NDVI and higher radiation balance, the lowest albedo and surface temperature were found. The different phytophysiognomies of the Cerrado had a distinct interaction with solar radiation at seasonal and spatial scales due to the variation of vegetation cover and water availability.
Resumo A temperatura do ar influencia o desenvolvimento vegetativo e a duração da fase de muda de espécies florestais, uma vez que regula as reações fotoquímicas e bioquímicas da fotossíntese, e por isso é considerada a principal variável meteorológica. O objetivo deste trabalho foi estimar as temperaturas cardinais (basal inferior, ótima e basal superior), que determinam os limiares em que ocorrem desenvolvimento vegetativo, e estimar o filocrono de duas espécies florestais na fase de muda. Para isso, foi instalado um experimento a campo, sob delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial (2 x 12), sendo duas espécies florestais nativas (pau-ferro - Caesalpinia ferrea Mart. ex. Tul. Var. leiostachya Benth e angico-vermelho - Anadenanthera macrocarpa (Benth) Brenan) e doze épocas de semeadura, com cinco repetições por tratamento. Os valores das temperaturas cardinais para o pau pau-ferro foram: 12,8 °C, 20,7 °C e 46,3 °C e para o angico-vermelho foram: 10,3 °C, 23 °C e 45,5 °C. Já o filocrono médio estimado para o pau-ferro foi de 56,9 °C dia folha-1 e de 163,8 °C dia folha-1 para o angico-vermelho, mostrando que o angico-vermelho necessita de mais energia para promover o desenvolvimento vegetativo quando comparado ao pau-ferro.

Abstract The air temperature influences the vegetative development and the seedling phase duration in the forest species, since it regulates the photosynthesis reactions, because that is considered the main meteorological variable. The aim of this work was to estimate cardinal temperatures (base, optimum and maximum), which determines the thresholds on the development phases, and to estimate the phyllochron of two forest species in the seedling phase. A field experiment was carried out in a completely randomized design, in a 2X12 factorial arrangement, with two Brazilian forest species (Caesalpinia ferrea Mart. ex. Tul. Var. leiostachya Benth e angico-vermelho - Anadenanthera macrocarpa (Benth) Brenan), 12 sowing dates and five replicates. The cardinal temperatures for pau-ferro were: 12.8 °C, 20.7 °C and 46.3 °C and for angico-vermelho were: 10.3 °C, 23 °C and 45.5 °C. The phyllochron was 56.9 °C day per leaf for pau-ferro and was 163.8 °C day per leaf for angico-vermelho, which indicates that angico-vermelho requires more energy accumulation to promote the vegetative development than pau-ferro.
Resumo Este trabalho analisou um artefato (um livro de saúde) concebido pelo povo maxakali, denominado Hitupmã’ax: curar (2008). Tangenciado o projeto de produção do livro, o objetivo foi entender o processo de negociação da saúde pública no Brasil, dentro de uma perspectiva histórica e intercultural das epistemologias não ocidentais. Constatamos que a construção da obra maxakali representa um esforço para diminuir a distância da percepção e dos cuidados de saúde entre indígenas e não indígenas, e por essa via demonstramos a importância desse projeto intercultural para a efetivação de políticas públicas voltadas para o público indígena em geral e, especificamenete, para a promoção da história, dos saberes e da cultura maxakali.

Abstract This study analyzed an artifact (a book on health) conceived by the Maxakali people, called Hitupmã’ax: curar (2008). Parallel to the project for the production of this book, the aim was to understand the negotiation of public health in Brazil from a historical and intercultural perspective of non-Western epistemologies. It was found that the construction of the Maxakali work represented an effort to bridge the gap in the perception of health and health care between indigenous and non-indigenous people. This was then used to demonstrate the importance of this intercultural project for the shaping of public policies for indigenous people in general and particularly for the promotion of the history, knowledge, and culture of the Maxakali people.