Detecção de tendências em séries de extremos hidrológicos considerando efeitos de autocorrelação temporal e multiplicidade de testes

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2018.Os efeitos da alteração na frequência e intensidade de eventos hidrológicos extremos (cheias e secas) têm motivado a realização de estudos de detecção de tendências para subsidiar o processo de gestão dos recursos hídricos. Diversos fatores influenciam a capacidade de detecção de tendências verdadeiras, tais como a presença de autocorrelação temporal, a questão da multiplicidade de testes em análises regionais, e o fato de que o poder do teste empregado na análise e o grau de tendenciosidade na estimativa da magnitude da tendência dependem de características da série histórica (tamanho, graus de variabilidade e assimetria, distribuição geradora, e magnitude real de tendência). A falta de conhecimento sobre como tais fatores afetam a análise de detecção resulta em equívocos na identificação de estacionariedade. Este trabalho é dividido em três partes. Na primeira parte, procura-se avaliar, com base em estudos de Simulação Monte Carlo, como o tamanho da série histórica (n), magnitude da tendência (b), o coeficiente de variação (Cv) e o coeficiente de assimetria da série histórica, este último função do parâmetro de forma (k) da distribuição Generalizada de Valores Extremos (GEV), influenciam, numa análise local, o poder do teste Mann- Kendall (MK), a probabilidade de se obter uma estimativa da magnitude da tendência com sinal oposto ao real (erro tipo S) empregando o estimador sugerido por Sen (1968) e o grau de tendenciosidade dessa estimativa (erro tipo M). A segunda parte, também baseada em Simulação Monte Carlo, foca na questão da análise regional de tendência, procurando avaliar o desempenho de metodologias baseadas no conceito do False Discovery Rate (FDR), sugeridas na literatura (Benjamini e Hockberg, 1995, 200) para amenizar o problema da multiplicidade de testes de hipóteses, que tendem a resultar em número exagerado de resultados falso positivos. A terceira parte do trabalho ilustra o uso de tais metodologias num estudo de detecção de tendências monotônicas em extremos de variáveis hidrometeorológicas na bacia do Rio São Francisco. Os resultados da primeira parte permitiram mapear o poder do teste MK para diferentes combinações de n, Cv, κ e b para séries de extremos do tipo GEV, possibilitando um melhor entendimento da probabilidade de se identificar uma estação com tendência quando de fato a tendência está presente. Por exemplo, uma série com 30 anos, Cv = 1, k = -0,3 e tendência relativa anual de 2%, a probabilidade do teste MK identificar essa tendência é de apenas 0,45. Se essa mesma série tivesse um comprimento de 50 anos, a probabilidade de detecção aumentaria para 0,90. Esses mesmos resultados sugerem que a probabilidade de se estimar uma tendência com o sinal oposto ao real, quando a estação é declarada significativa, depende do poder do teste e pode assumir valores superiores a 5%, podendo chegar a até mesmo 40% para poder do teste inferior a 10%. Verificou-se também que existe uma tendência de superestimação da magnitude das tendências, e que o valor estimado, em média, pode ser 1,5 vezes maior que o valor real quando o poder do teste é igual a 0,40, podendo ainda ser até 5 vezes maior do que o valor real, em média, quando o poder do teste é igual a 0,05. Em relação à análise regional, os resultados mostram que o teste MK aplicado de forma independente em cada estação resulta em um número elevado de falsos positivos, muito além do que seria razoável. Por exemplo, numa série com n = 40 anos, relação b/Cv = 0,02, e k = -0,3, a proporção de falsos negativos chega a 39%, enquanto que os métodos baseados no FDR resultam em proporções menores do que 4%. Essa diferença possui um custo, já que o MK empregado de forma independente consegue identificar corretamente 92% das estações com tendência, enquanto os métodos baseados no FDR atingem um pouco mais de 50%. Na análise da bacia do Rio São Francisco, verificou-se um elevado número de estações com tendências decrescentes nas séries de vazões mínimas, com uma proporção de aproximadamente 50%. Na maioria dessas estações, a magnitude da tendência ultrapassa a taxa de 10% por década. Esses resultados foram obtidos com o emprego da técnica de Trend-Free Pre-Whitening (TFPW) para lidar com a autocorrelação temporal e com o uso dos métodos baseados no conceito de FDR para manter a proporção de falsos positivos menor do que 5%.The effects of a change in the frequency and intensity of hydrologic events (floods and droughts) have motivated trend detection studies to support water resources management planning. Several factors influence the ability to detect true trends, such as the presence of temporal autocorrelation, the question of multiplicity of tests in regional analyses, and the fact that the utility of the test used in the analysis and the degree of bias in the estimation of the magnitude of the trend depend on characteristics of the historical series (size, degrees of variability and asymmetry, chosen distribution, and actual magnitude of the trend). The lack of knowledge about how these factors affect the detection analysis leads to errors in the identification of stationarity. This work is divided into three parts. In the first part, an evaluation of trends is completed based on Monte Carlo simulation studies, which vary the size of the historical series (n); the magnitude of the trend (b); the coefficient of variance (Cv) and the coefficient of asymmetry of the historical series; the form of the function (k) of the distribution of Generalized Extreme Values (GEV); local influence of the power of the Mann-Kendall (MK) test; the probability of obtaining an estimate of the magnitude of the trend with an opposite sign of the actual (error type S) employing the estimator suggested by Sen (1968); and the degree of bias of this estimate (type M error). The second part of this work is also based on Monte Carlo simulations, which focus on the issue of regional trend analysis, seeking to analyze the performance of methodologies based on the concept of False Discovery Rate (FDR), suggested in the literature (Benjamini and Hockberg, 1995, 200) to mitigate the problem of multiplicity of hypothesis tests, which tend to result in higher numbers of false positives. The third part of the work illustrates the use of these methodologies in a case study to detect monotonic tendencies in extreme hydrometeorological variables in the São Francisco River basin. The results of the first part allowed mapping of the power of the MK test to different combinations of n, Cv, κ and b for extreme series of GEV, enabling a better understanding of the likelihood of identifying a season with a tendency when a true trend it is present. For example, a series with 30 years, Cv = 1, k = -0.3 and an annual relative trend of 2%, the likelihood of the MK test identifying this trend is only 0.45. If this same series had a length of 50 years, the likelihood of detection would increase to 0.90. These same results suggest that the likelihood of estimating a trend with the opposite sign of the true trend (when the station is determined to be significant) depends on the power of the test and can assume values greater than 5%, and can reach 40% for test powers less than 10%. It was also verified that there is a tendency of overestimation of the magnitude of the trends, and that the estimate value (on average) can be 1.5 times greater than the actual value when the test power is equal to 0.40, and can still be up to 5 times great than the actual value (on average) when the power of the test is equal to 0.05. In relation to the regional analysis, the results show that the MK test applied independently at each station results in a high number of false positives, far beyond what would be reasonable. For example, in a series with n = 40 years, ratio of b/Cv = 0.02, and k = -0.3, the proportion of false negatives reaches 39%, while FDR-based methods result in proportions less than 4%. This difference has a cost, since MK employed independently manages to correctly identify 92% of the seasonal trends, while the FDR-based methods reach a litter over 50%. In the analysis of the São Francisco River basin, a large number of stations with declining trends in the minimum flow series were verified, with a ratio of approximately 50%. In most of these stations, the magnitude of the trend exceeds the rate of 10% per decade. These results were obtained with the use of the Trend-Free Pre-Whitening (TFPR) technique to deal with temporal autocorrelation and using methods based on the concept of FDR to maintain the proportion of false positives to less than 5%

New combinations and synonymies for Neotropical species of Diaphorinae (Diptera: Dolichopodidae).

Anhand von Untersuchungen an Material von Dolichopodidae (Diptera) der Senckenberg Naturhistorischen Sammlung in Dresden werden acht neotropische Arten der Gattung Diaphorus Meigen in die Gattung Chrysotus Meigen übertragen: C. amicus (Parent), comb. n.; C. ciliatus (Becker), comb. n. (= C. superbiens (Parent), comb. n. et syn. n.); C. hamatus (Parent), comb. n.; C. vicinus (Becker), comb. n., nec Parent; C. luteipalpus (Parent), comb. n.; C. mediotinctus (Becker), comb. n.; C. propinquus (Becker), comb. n. Zusätzlich wird C. kallweiti Capellari & Amorim, nom. n. als Ersatzname für C. vicinus Parent, nec C. vicinus (Becker), comb. n. vorgeschlagen. C. diligens Parent ist ein Junior-Synonym von C. viridis Becker. Für Arten, die Syntypen in ihren Typenserien enthalten, werden Lectotyp und Paralectotypen festgelegt. Die mediotinctus-Gruppe, darunter fünf südamerikanische Arten, wird als kleiner Zweig innerhalb von Chrysotus angesehen. Ein Bestimmungsschlüssel zu diesen Arten ist vorhanden.StichwörterDiaphorus, Chrysotus, Dubius, Staatliches Museum für Tierkunde DresdenNomenklatorische Handlungenamicus (Parent, 1931) (Chrysotus), comb. n. hitherto Diaphorus amicus Parent, 1931ciliatus (Becker, 1922) (Chrysotus), comb. n. hitherto Diaphorus ciliatus Becker, 1922diligens Parent, 1931 (Chrysotus), LT; syn. n. of Chrysotus viridis Becker, 1922hamatus (Parent, 1931) (Chrysotus), comb. n. hitherto Diaphorus hamatus Parent, 1931luteipalpus (Parent, 1929) (Chrysotus), comb. n. hitherto Diaphorus luteipalpus Parent, 1929mediotinctus (Becker, 1922) (Chrysotus), LT; comb. n. hitherto Diaphorus mediotinctus Becker, 1922propinquus (Becker, 1922) (Chrysotus), LT; comb. n. hitherto Diaphorus propinquus Becker, 1922vicinus (Becker, 1922) (Chrysotus), LT; comb. n. hitherto Diaphorus propinquus Becker, 1922superbiens Parent, 1931 (Diaphorus), syn. n. of Chrysotus ciliatus (Becker, 1922)Based on examination of the Dolichopodidae (Diptera) material in the Senckenberg Naturhistorische Sammlung Dresden, eight Neotropical species of Diaphorus Meigen are herein transferred to the genus Chrysotus Meigen: C. amicus (Parent), comb. n.; C. ciliatus (Becker), comb. n. (= C. superbiens (Parent), comb. n. et syn. n.); C. hamatus (Parent), comb. n.; C. vicinus (Becker), comb. n., nec Parent; C. luteipalpus (Parent), comb. n.; C. mediotinctus (Becker), comb. n.; C. propinquus (Becker), comb. n. Additionally, C. kallweiti Capellari & Amorim, nom. n. is proposed as a replacement name for C. vicinus Parent, nec C. vicinus (Becker), comb. n., and C. diligens Parent is found to be a junior-synonym of C. viridis Becker. Lectotype and paralectotypes are designated for species with syntypes in their type-series. The mediotinctus-group is proposed within Chrysotus for a small clade including five South American species, and an identification key to the species of the group is provided.KeywordsDiaphorus, Chrysotus, Dubius, Staatliches Museum für Tierkunde DresdenNomenclatural Actsamicus (Parent, 1931) (Chrysotus), comb. n. hitherto Diaphorus amicus Parent, 1931ciliatus (Becker, 1922) (Chrysotus), comb. n. hitherto Diaphorus ciliatus Becker, 1922diligens Parent, 1931 (Chrysotus), LT; syn. n. of Chrysotus viridis Becker, 1922hamatus (Parent, 1931) (Chrysotus), comb. n. hitherto Diaphorus hamatus Parent, 1931luteipalpus (Parent, 1929) (Chrysotus), comb. n. hitherto Diaphorus luteipalpus Parent, 1929mediotinctus (Becker, 1922) (Chrysotus), LT; comb. n. hitherto Diaphorus mediotinctus Becker, 1922propinquus (Becker, 1922) (Chrysotus), LT; comb. n. hitherto Diaphorus propinquus Becker, 1922vicinus (Becker, 1922) (Chrysotus), LT; comb. n. hitherto Diaphorus propinquus Becker, 1922superbiens Parent, 1931 (Diaphorus), syn. n. of Chrysotus ciliatus (Becker, 1922

INFLUÊNCIA DA CORRELAÇÃO TEMPORAL E DA MULTIPLICIDADE DE TESTES NA DETECÇÃO DE TENDÊNCIAS DE ÍNDICES DE CHUVA NO TERRITÓRIO BRASILEIRO

Dados diários de precipitação registrados em 2481 estações pluviométricas, com pelo menos 30 anos e espalhadas pelo território brasileiro, foram empregados para ilustrar como a presença de correlação temporal nas séries e o método empregado no controle do erro tipo 1, quando se realiza um conjunto de testes de hipóteses de forma simultânea numa região (multiplicidade), afetam os resultados de detecção de tendência monotônica. Apesar de conhecidos, esses fatores são frequentemente negligenciados em estudos dessa natureza, especialmente no Brasil. O objetivo é chamar a atenção da comunidade científica para esses fatores. Para lidar com a correlação temporal foram empregados os métodos Pre-Whitening e Trend-Free Pre-Whitening, enquanto que para a questão da multiplicidade, foi utilizado o controle baseado no False Discovery Rate (FDR). Os resultados mostraram que tanto a correlação temporal, quanto a questão da multiplicidade, se não forem consideradas na análise de detecção, podem distorcer de forma considerável o número de resultados identificados com presença de tendência, levando a uma interpretação equivocada da situação. Negligenciar esses fatores resulta sempre numa superestimativa do número de estações com tendência devido ao número elevado de falsas detecções, o que pode gerar decisões equivocadas na alocação de investimentos em estratégias de adaptação

A modified protocol of the alloxan technique for the induction of diabetes mellitus in Wistar rats

The chemical induction of diabetes mellitus in Wistar rats using alloxan is a commonly adopted scientific method for obtaining experimental models. Although a wide variety of induction protocols have been reported, no standard protocol has been defined due to high mortality rates, reversal, and failure of induction. Therefore, this study proposes an adaptation of the technique to induct diabetes mellitus through a 30-hour fast and a 150 mg/kg dosage of alloxan. The proposed technique has proved to be highly effective

CARACTERIZAÇÃO DA COMUNIDADE DE MICROALGAS PERIFÍTICAS EM UM RESERVATÓRIO DO SEMIÁRIDO CEARENSE

Devido aos aglomerados urbanos próximos aos recursos hídricos e os usos indevidos da bacia hidrográfica podemos visualizar a constante alteração da qualidade da água. Microalgas são organismos unicelulares, fotossintetizantes, responsáveis por 90% da produção de O2 atmosférico, apresentam ampla distribuição geográfica e elevada taxa de produtividade. Alguns grupos resistem melhor a alterações no meio aquático, inclusive a alterações decorrentes da atividade humana. As algas perifíticas são excelentes bioindicadores da qualidade da água e de seu estado trófico, devido à capacidade de acumular grandes quantidades de substâncias e nutrientes poluentes. O presente estudo teve como objetivo determinar a diversidade de microalgas perifíticas, e a sua influência no ambiente como bioindicadores da qualidade da água e do seu estado trófico no reservatório Rosário no Município de Lavras da Mangabeira – CE. As coletas foram realizadas mensalmente no período de março/2013 a janeiro/2014, caracterizando o período seco e o chuvoso, respectivamente. Para o referido estudo foram realizados raspagem de partes submersas de macrófitas aquáticas, tais como, folhas, frutos e raízes. As amostras foram acondicionadas em frascos de polietileno, fixadas com formol a 4%, sendo posteriormente identificadas e encaminhadas ao acervo do Laboratório de Botânica – LaB da Universidade Regional do Cariri – URCA. A comunidade perifítica mostrou-se bastante diversificada, sendo constituída de 92 táxons distribuídos em cinco divisões: Chlorophyta (35%), Bacillariophyta (34%), Cyanobacteria (26%), Euglenophyta (4%) e Dinophyta (1%). Foi registrada a predominância de Chlorophyta, com um maior número de táxons, seguida das divisões Bacillariophyta e Cyanobacteria. O reservatório Rosário vem sofrendo uma grande influência antrópica, sendo necessário um constante monitoramento evitando assim, prejuízos ambientais e humanos. http://dx.doi.org/10.14295/cad.cult.cienc.v14i1.91

Spatial variability of physical attributes and soil aggregates in archaeological dark dirt under pasture

Algumas áreas de Terra Preta Arqueológica na Amazônia vêm sendo utilizadas com pastagem o que tem gerado grande preocupação quanto às alterações dos atributos físicos e o estado de agregação do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar a variabilidade espacial e as possíveis modificações dos atributos físicos e agregados do solo em terra preta arqueológica sob pastagem. Uma grade de 80 x 56m foi usada e a amostragem realizada em 88 pontos em disposição de 8 x 8m. Nas camadas de 0-0,05, 0,05-0,10 e 0,10-0,20m foram avaliados: a densidade do solo (Ds), carbono orgânico total (COT), estoque de carbono (Est C), diâmetro médio ponderado (DMP), macroporosidade (Macro), microporosidade (Micro) e volume total de poros (VTP). Pelo exame de semivariogramas constatou-se a ocorrência de dependência espacial. Mesmo a área de estudo sendo em pastagem observou-se que os valores de Ds, Macro e VTP, estiveram acima ou abaixo dos valores de referências que podem causar restrição ao crescimento radicular de plantas e à infiltração de água no solo. O DMP e Ds foram dependentes do COT, pois os valores de ambos aumentam ou diminuem de acordo com a camada. Com o aumento da camada do solo, houve o acréscimo do estoque de carbono.136Some areas of archaeological dark dirt in the Amazon have been used with pasture that has generated great concern regarding changes in soil physical attributes and its aggregation state. The objective of this study was to evaluate the spatial variability and possible modifications of soil physical and aggregate attributes in archaeological black dirt under pasture. A grid of 80 x 56m with 88 sampling points distributed in 8 x 8m were marked. Soil layers at 0-0.05, 0.05-0.10, and 0.10-0.20m were analyzed for: soil density (SD), total organic carbon (TOC), carbon stock (C stock), meanweight diameter (MWD), macroporosity (Macro), microporosity (Micro), and total porosity (TP). From semivariograms tests it was verified the occurrence of spatial dependence. Even with major pasture cover in the study area it was observed that the values of Ds, Macro, and VTP were above or below the reference values, which may cause restriction for root growth of plants and water infiltration in the soil. The DMP and Ds were COT-dependent because values of both increase or decrease depending on the soil layer. When higher the soil layer there was an increase in carbon stock

Composição mineral zeolítica, processos de modificação e utilização

Em 17/06/2016: Anuidade de patente de invenção do 11º ao 15º ano no prazo ordinário.ConcedidaA presente invenção refere-se a uma composição mineral zeolítica constituída principalmente por zeólitas, quartzo, feldspatos, esmectita, óxidos e/ou hidróxidos de ferro, entre outros. A invenção refere-se ainda a um processo simples para a concentração e modificação de composições zeolíticas capaz de aumentar a capacidade de troca catiônica desses minerais in natura em até 70%. São descritos ainda processos para a utilização de tais composições zeolíticas modificadas, como a sorção e/ou dessorção de íons e/ou nutrientes no meio ambiente, uso como condicionador de solos, fertilizante de liberação lenta e outras aplicações agrícolas e ambientais

Transcriptional profiles of the human pathogenic fungus paracoccidioides brasiliensis in mycelium and yeast cells

This work was supported by MCT, CNPq, CAPES, FUB, UFG, and FUNDECT-MS. PbGenome Network: Alda Maria T. Ferreira, Alessandra Dantas, Alessandra J. Baptista, Alexandre M. Bailão, Ana Lídia Bonato, André C. Amaral, Bruno S. Daher, Camila M. Silva, Christiane S. Costa, Clayton L. Borges, Cléber O. Soares, Cristina M. Junta, Daniel A. S. Anjos, Edans F. O. Sandes, Eduardo A. Donadi, Elza T. Sakamoto-Hojo, Flábio R. Araújo, Flávia C. Albuquerque, Gina C. Oliveira, João Ricardo M. Almeida, Juliana C. Oliveira, Kláudia G. Jorge, Larissa Fernandes, Lorena S. Derengowski, Luís Artur M. Bataus, Marcus A. M. Araújo, Marcus K. Inoue, Marlene T. De-Souza, Mauro F. Almeida, Nádia S. Parachin, Nadya S. Castro, Odair P. Martins, Patrícia L. N. Costa, Paula Sandrin-Garcia, Renata B. A. Soares, Stephano S. Mello, and Viviane C. B. ReisParacoccidioides brasiliensis is the causative agent of paracoccidioidomycosis, a disease that affects 10 million individuals in Latin America. This report depicts the results of the analysis of 6,022 assembled groups from mycelium and yeast phase expressed sequence tags, covering about 80% of the estimated genome of this dimorphic, thermo-regulated fungus. The data provide a comprehensive view of the fungal metabolism, including overexpressed transcripts, stage-specific genes, and also those that are up- or down-regulated as assessed by in silico electronic subtraction and cDNA microarrays. Also, a significant differential expression pattern in mycelium and yeast cells was detected, which was confirmed by Northern blot analysis, providing insights into differential metabolic adaptations. The overall transcriptome analysis provided information about sequences related to the cell cycle, stress response, drug resistance, and signal transduction pathways of the pathogen. Novel P. brasiliensis genes have been identified, probably corresponding to proteins that should be addressed as virulence factor candidates and potential new drug targets