Comparing Hydrological Postprocessors Including Ensemble Predictions Into Full Predictive Probability Distribution of Streamflow

AbstractAlthough not matching the formal definition of the predictive probability distribution, meteorological and hydrological ensembles have been frequently interpreted and directly used to assess flood‐forecasting predictive uncertainty. With the objective of correctly assessing the predictive probability of floods, this paper introduces ways of taking into account the measures of uncertainty provided in the form of ensemble forecasts by modifying a number of well‐established uncertainty postprocessors, such as Bayesian Model Averaging and Model Conditional Processor. The uncertainty postprocessors were developed on the assumption that the future unknown quantity (predictand) is uncertain while model forecasts (predictors) are given, which imply that they are perfectly known. With this in mind, we propose to relax this assumption by considering ensemble predictions, in analogy to measurement errors, as expressions of errors in model predictions to be integrated in the postprocessors coefficients estimation process. The analyses of the methodologies proposed in this work are conducted on a real case study based on meteorological ensemble predictions for the Po River at Pontelagoscuro in Italy. After showing how improper can be the direct use of ensemble predictions to describe the predictive probability distribution, results from the modified postprocessors are compared and discussed

Rainfall-runoff model parameter conditioning on regional hydrological signatures: application to ungauged basins in southern Italy

Parameter estimation for rainfall-runoff models in ungauged basins is a key aspect for a wide range of applications where streamflow predictions from a hydrological model can be used. The need for more reliable estimation of flow in data scarcity conditions is, in fact, thoroughly related to the necessity of reducing uncertainty associated with parameter estimation. This study extends the application of a Bayesian procedure that, given a generic rainfall-runoff model, allows for the assessment of posterior parameter distribution, using a regional estimate of 'hydrological signatures' available in ungauged basins. A set of eight catchments located in southern Italy was analyzed, and regionalized, and the first three L-moments of annual streamflow maxima were considered as signatures. Specifically, the effects of conditioning posterior model parameter distribution under different sets of signatures and the role played by uncertainty in their regional estimates were investigated with specific reference to the application of rainfall-runoff models in design flood estimation. For this purpose, the continuous simulation approach was employed and compared to purely statistical methods. The obtained results confirm the potential of the proposed methodology and that the use of the available regional information enables a reduction of the uncertainty of rainfall-runoff models in applications to ungauged basins

Caracterização do estado nutricional de Acer segundo L.E.Tabebuia chrysotricha (mart, ExDc.) Standl utilizadas na arborização urbana de Curitiba - PR.

Com duas das espécies mais plantadas nas mas da cidade de Curitiba-PR, Acer negundo L. e Tabeluia chrysotricha (M.ART ex DC.) STANDL (ipê), realizou-se esta pesquisa com os seguintes objetivos: caracterizar o estado nutricional das espécies, investigar a relação da composição química foliar com os fatores ambientais em termos de estresse nutricional, condições do solo e poluição atmosférica e caracterizar o solo urbano. Para compor os tratamentos, foram selecionados os seguintes locais: de tráfego intenso, considerados poluídos, de tráfego mediano, residenciais e de parques, arboretos pouco alterados pela urbanização e protegidos da poluição urbana. Foram selecionadas árvores de área pavimentada (árvores crescendo circundadas pela pavimentação), de canteiro gramado (árvores crescendo com área livre de pavimentação, com gramado na superfície do solo) e parque (árvores crescendo livremente, sem obstáculos físicos). Foram selecionadas visualmente árvores de padrão superior (com melhores condições fitossanitárias e estéticas) e inferior (com problema estético ou fitossanitário). Para a avaliação nutricional das árvores, utilizou-se análise visual com parâmetros de vigor qualitativos e quantitativos e análise química foliar para quantificar os elementos químicos. A análise do solo foi efetuada com relação a granulometria e a determinação dos elementos trocáveis, além do pH e C. Foi realizada a análise de pigmentos foliares. Foram coletadas também folhas de acer com amarelecimento precoce das árvores de diferentes padrões e condições de plantio. Constatou-se que a análise visual de parâmetros de vigor qualitativos não possibilitou diferenciar os padrões das árvores e as condições de plantio. Na análise visual de parâmetros de vigor quantitativos, o diâmetro de copa, peso de cem de folhas e área foliar de acer permitiram distinguir o padrão das árvores, condições de plantio e o estadio fenológico da árvore, enquanto o diâmetro de copa, perímetro a altura do peito e elongação dos ramos de ipê distinguiram o padrão superior do inferior e o perímetro a altura do peito distinguiu as condições de plantio. Os resultados obtidos da análise de solo revelaram que o pH do solo urbano é elevado, provavelmente devido a incorporação de materiais antrópicos. O pH mais alto do solo foi encontrado nas áreas pavimentadas. O processo de urbanização não alterou a classe textural do solo no meio urbano. Quimicamente, o solo urbano caracterizou-se como potencialmente fértil, Concluiu-se através da análise química foliar de acer que: não houve diferença significativa entre os teores de nutrientes das árvores superiores e inferiores, a frutificação alterou a concentração de K, Ca. Mg e Cu, e as árvores de área pavimentada e canteiro gramado foram diferenciadas pelos teores de P, Mn e Cu. Como o ipê os teores de P e Zn diferenciaram as árvores superiores das inferiores e os teores de Cu e Zn diferenciaram as árvores das três condições de plantio. A relação dos teores foliares de N:P:K de acer e ipê foram acima da relação ótima estabelecida por BINNS (1983). A análise das folhas senescentes de acer permitiu concluir que; o peso de cem folhas foi um bom parâmetro para caracterizar a senescência; os elementos N, P, K, apresentaram-se móveis e os elementos Ca, Mg, Mn, Cu, Zn e Al imóveis, o Zn nas folhas senescentes das árvores inferiores indicou que a mobilidade deste elemento depende de sua concentração nas folhas, e que está espécie é eficiente na reutilização dos nutrientes N, P e K no meio urbano. Nas duas espécies houve várias correlações significativas entre parâmetros de vigor, composição química foliar e caracteres físicos e químicos do solo. Através da análise de pigmentos concluiu-se que a concentração de pigmentos foliares de acer foi elevada em locais menos sujeitos e não foi alterada pelas condições de plantio enquanto para o ipê ocorreu o invers

FLAMMABILITY OF ORNAMENTAL SPECIES FOR FIRE MANAGEMENT IN WILDLAND-URBAN INTERFACE IN PARANÁ STATE

The objective of this work was to evaluate the flammability of ornamental species as a tool for fire management in areas of wildland-urban interface in Paraná. For this, native ornamental species and exotic species were selected. Initially, the following morphological characteristics of the leaves, which are associated with the flammability of the selected species were evaluated: texture, exudates, hairiness and enervation. The flammability characteristics of the species were analyzed through burning experiments. Fifty 1g burns of freshly harvested plant material of each species were conducted in an epiradiator. The variables collected were: ignition frequency (FI), time to ignition (TI), combustion duration (DC) and combustion index (CI). These variables were statistically analyzed by the SNK test at 95% probability. The Cluster test was also performed to identify different levels of flammability of the species tested as a function of the morphological characteristics and the flammability parameters obtained in the epiradiator tests. The results showed that FI and TI were lower in most native species (except Verbena rigida), differing statistically from exotic ones. There were differences among the species as a function of the species leaf morphology and the flammability parameters measured during the burning. It can be inferred that most native species may have been considered slightly flammable and exotic as flammable, with the exception of the species Euonymus japonica, classified as zero flammability, concluding that native species are the most suitable for use in fire management in wildland-urban interface areas in Paraná, and should be intensively used in landscaping

THE INFLUENCE OF STREET TREES ON URBAN MICROCLIMATE

The microclimatic improvement is often cited as one of the benefits generated by urban trees, however, there are few studies which quantitatively address this effect. The aim of this paper was to compare the microclimate of streets with and without trees. Therefore, three samples containing a stretch of street with and without trees were selected, with the street with trees being composed of different species. The temperature, relative humidity and wind speed data were measured by automatic Kestrel® meteorological ministations installed on the street with trees and another in the street without trees. The data collection period was from 9 AM to 3 PM, and the monitoring interval was every 1 minute during all four seasons starting in the winter of 2011. The comparative analyses were done using the Student’s t-test (99%). The results indicated that the air temperature in a street with trees was on average 1.7 °C lower than a street without trees, the relative humidity was 6.9% higher and the wind speed was 0.04 m/s lower.  There was no statistical difference for temperature between the street with “ipê” in the winter and spring. There was no difference for wind speed in the summer between the street with other trees and the street with “ipê” and “tipuana”. It was concluded that street trees provide a pleasant microclimate, and this influence was statistically significant

BLUE-GREEN INFRASTRUCTURE DISTRIBUTION IN PIAUÍ, BRAZIL

Studies of blue-green infrastructure (BGI) are still incipient in Brazil. Since its access and benefits may not be well-distributed among the population, it is important to evaluate BGI distribution to base territorial and environmental planning. This is especially true for less urbanized and developed states, like Piauí. Thus, this study aimed to assess urbanization, socioeconomic and BGI parameters in Piauí municipalities. We conducted a quantitative assessment through descriptive and correlation statistical analysis and spatial data visualization considering absolute population, population density, relative built area, and built area per inhabitant as urbanization parameters; per capita income, poverty, GINI inequality, and human development indexes as socioeconomic parameters; and relative forest area, forest area per inhabitant, relative BGI area, and BGI area per inhabitant as BGI parameters. Strong correlations were found between BGI and urbanization, while important but weak correlations were found between BGI and socioeconomic variables. Municipalities with more BGI are less urbanized and have worse socioeconomic conditions. Results reinforce that the urbanization processes of Piauí municipalities need to ensure open spaces for urban BGI, therefore pursuing environmental justice and BGI access and benefits for all.

Diagnostico da arborização de ruas da cidade do Recife

Resumo: Os objetivos deste trabalho foram avaliar a arborização de ruas da cidade do Recife, analisar as técnicas utilizadas no estabelecimento daquela arborização e determinar entre as espécies utilizadas, as mais adequadas. No mapa oficial da cidade foram determinadas as ruas que eram arborizadas conforme o Levantamento Florístico da Cidade do Recife. Foram considerados 7 tamanhos diferentes de unidades de amostra, escolhendo-se a de 350 m x 560 m. A população potencial foi composta das 220 unidades de amostra que apresentavam pelo menos 30% de arborização. Dentro das unidades de amostra sorteadas, só as quadras que tinham pelo menos 1 árvore para cada 30 metros foram inventariadas. O inventário foi realizado com 8 unidades de amostras para um limite de erro de 10% e probabilidade de 95%. As características analisadas foram: espécies plantadas; distâncias do meio fio, das construções e entre as árvores; altura e projeção da fiação aérea; porte das árvores; altura da bifurcação; condição da árvore; danos físicos ao tronco e devido a poda; presença de pragas e doenças; cobertura e área de crescimento; necessidade de manutenção e regularidade de plantio. Os dados foram organizados e processados utilizando uma calculadora científica com programação estatística. Das 31 espécies encontradas nas ruas do Recife, apenas as 12 espécies mais plantadas contribuiram 94% da população amostral. Das 1259 árvores amostradas só 53 árvores (4,2%) foram de plantio irregular. As frequências de plantio de Cassia siamea (36,9%) e Licania tomentosa (16,6%) estão acima do recomendado. As distâncias do meio fio e das construções à árvore foram consideradas regulares, devendo a distância do meio fio á árvore, ser ampliada em locais de trânsito intenso. A altura da fiação aérea apresentou-se uniforme, verificando-se entretanto não ocorrer uma compatibilização desta com o porte das árvores. O espaçamento entre as árvores foi amplo de pequeno porte e pequeno para espécies de grande porte. Apenas 3 amostras apresentaram uma área média de crescimento maior ou igual a 1 m² e poucas vezes a área de crescimento era compatível com o porte e outras exigências da espécie. A condição da copa e tronco das árvores foi considerada boa, enquanto que 55,9% das árvores apresentaram raízes. A maioria das espécies apresentaram portes característica da idade adulta, provenientes de plantios antigos. Praticamente todas espécies apresentaram altura da bifurcação dentro dos padrões recomendados. Nenhuma espécie apresentou restrições quanto a floração e frutificação. Apenas 66,6% da população estava isenta de pragas. Cochonilhas e cupins causaram maiores prejuízos em Terminalia catappa e Delonix regia. A maioria absoluta das árvores (96,6%) estava isenta de doenças. Verificou-se apenas doenças de origem fúngica em algumas espécies e de origem abiótica só em Clitoria racemosa. A manutenção das árvores foi de modo geral deficiente devido a não observância das necessidades individuais e a execução dos tratos culturais por pessoas não habilitadas, carecendo de orientação ou supervisão. Cerca de 1/3 da população apresentou danos físicos ao tronco causados principalmente pela pouca conscientização da população. As três espécies mais adequadas para a arborização de ruas do Recife foram Tabebuia avellanedae, Filicium decipiens e Thespeiía populnea, necessitando porém de maiores e continuadas observações dos seus estágios de desenvolvimento Terminalia catappa e Ficus microcarpa são espécies que tiveram algumas restrições quanto ao seu uso, enquanto Prosopis juliflora e Pithecellobium dulce não foram recomendadas para plantios futuros. Os critérios metodológicos utilizados revelaram-se eficientes, práticos e precisos para atingir os objetivos propostos

MONITORAMENTO DE MUDAS DE Allophylus edulis (A. St.-Hil., Cambess. & A. Juss.) Radlk. PLANTADAS EXPERIMENTALMENTE NA ARBORIZAÇÃO DE RUAS DA CIDADE DE CURITIBA – PR

O monitoramento de mudas plantadas na arborização de ruas deve avaliar a adaptação das mesmas no local e os danos causados por vandalismo. Assim, esta pesquisa teve como objetivo avaliar o crescimento e os danos causados por vandalismo em mudas de Allophylus edulis plantadas experimentalmente na arborização de rua na cidade de Curitiba – PR. Em dezembro de 2006 foram plantadas 20 mudas desta espécie e estas foram monitoradas durante 24 meses, trimestralmente. No período de monitoramento as mudas apresentaram lento crescimento, com um incremento médio de 0,34 cm em altura total e 0,70 cm em diâmetro. O número de brotações podadas no segundo ano foi sete vezes menor que no primeiro ano, indicando uma característica positiva para a arborização de ruas. Mesmo que os moradores tenham sido consultados sobre o plantio, houve perda de 20% das árvores plantadas, causada por vandalismo. Também 45% delas sofreram danos no tronco, 45% tiveram o tutor tirado, 25% tiveram seu tronco quebrado e 10% tiveram entulhos em sua base do tronco. É necessário, portanto, um reforço para o aumento da sensibilização e comprometimento dos residentes com a arborização da rua

INFLUÊNCIA DAS ESPÉCIES EXÓTICAS INVASORAS NA EXPRESSÃO DA DIVERSIDADE DA ARBORIZAÇÃO DE RUAS DE CURITIBA-PR

A diversificação da composição de espécies é objetivo primordial do planejamento da arborização de ruas. Sem conhecimento técnico especializado e reconhecimento do comportamento ecológico de uma espécie pode-se introduzir aquelas com potencial invasor.  Este trabalho objetivou analisar a composição da diversidade de espécies na arborização de ruas, a contribuição das espécies exóticas e exóticas invasoras na expressão do índice de Shannon-Wiener e a variação da diversidade de espécies entre duas ocasiões de medição. Para isso foram remedidas 15 unidades amostrais de um inventário de 1984, sendo analisada a proporção de espécies nas parcelas e entre os inventários. Constatou-se que para as espécies exóticas invasoras mais freqüentes, em ambos os inventários (Ligustrum lucidum e Melia azedarach), houve redução na quantidade de indivíduos. Entretanto, para Eriobotrya japonica, Hovenia  dulcis e Pittosporum undulatum as proporções de aumento foram respectivamente iguais a 70%, 1100% e 700%. Os valores do índice se Shannon-Wiener foram significativamente diferentes (p0,01) o valor do índice para o ano de 2010, mas com a remoção das espécies exóticas as alterações se tornaram significativas (p<0,01) acarretando em menores valores do índice