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Computer Music and Digital Media Art Through a Web-Based Collaborative Interface
A dissertação apresentada é resultado de uma investigação em interfaces colaborativas usando tecnologias web, feita no contexto do Braga Media Arts. Como resultado é apresentado um ambiente audiovisual em rede como desenvolvimento prático, o Akson. O Akson foi inicialmente concebido como uma exploração do que poderia ser construído aproveitando a infraestrutura global da Internet, bem como a reprodução musical e visual em vários dispositivos. Este sistema foi feito pensando em seu uso em performance ao vivo e é capaz de interagir com os dispositivos do público.The dissertation presented is the result of an investigation into collaborative interfaces using web technologies, done in the context of Braga Media Arts. As a result an audiovisual environment is presented as a practical development, Akson. Akson was initially conceived of as an exploration into what could be built by leveraging global internet infrastructure as well as musical and visual playback across multiple devices. This system was done thinking about its use in live performance and is able to interact with the devices of the public
Study of grapevine solute transporters involved in berry quality. A biochemical and molecular approach
Tese de Doutoramento em Biologia de PlantasDue to its sessile nature, plants must take up mineral nutrients and water from the
soil, and fix carbon in leaves from atmospheric CO2. The resulting photoassimilates must
be precisely delivered to each plant organ, including leaves, roots and fruits. The present
dissertation explored key biochemical mechanisms involved in the transport and
compartmentation of sugars and water in grapevine.
The fixation of carbon in chloroplasts, the synthesis of sugars in leaves and their
transport to sink tissues are the most important biochemical steps in plant productivity, and
have been investigated for several decades. Nonetheless, this is still a very relevant research
topic because our knowledge is fragmented and the ongoing climate changes became an
additional threat that may potentially affect plant productivity, in particular in grapevine.
Plastids, which are characteristic of the plant kingdom, have pivotal roles in several
important physiological processes. In grapevine, they are responsible for the accumulation
of starch in woody tissues, roots, flowers and berries, and they are involved in the synthesis
of secondary compounds. The first part of the present work was dedicated to the
characterization of plastidial metabolism in grapevine, and focused on two plastidial
glucose-6-phosphate/phosphate translocators (GPT), VvGPT1 and VvGPT2. It was found
that three different splicing variants identified for VvGPT2 (VvGPT2α, VvGPT2β and
VvGPT2Ω) were more expressed in the leaves. Contrarily, VvGPT1 was more expressed in
mature berries, canes and flowers. Confocal microscopy revealed that VvGPT1 and
VvGPT2Ω are localized in the plastidial envelope, and the transformation of pgi1-1
Arabidopsis mutant showed that these grapevine transporters mediate the uptake of
glucose-6-phosphate into the plastid. In grape cell suspensions, ABA, light and galactinol,
together with sucrose and fructose, increased the transcript abundance of VvGPT1.
Furthermore, elicitation with MeJA dramatically increased the expression of VvGPT1 and
VvPAL1, suggesting a role for GPTs in the production of secondary compounds in
grapevine. Given its importance, this research line deserves further attention, particularly
regarding the biochemical mechanisms underlying starch accumulation in grapevine
amyloplasts during the winter, and its remobilization during spring to allow a fast
vegetative growth.
Besides sugar, water content is also an important parameter for berry quality, which
is particularly intermingled with sugar status during berry development. Their content in
the fruit is tightly regulated by the activity of sugar and water transporters (aquaporins – AQPs) in response to the environment. Berry and wine quality are directly affected by the
berry water content at harvest. The second part of the present dissertation was devoted to
the characterization of two AQPs in grapevine, VvSIP1 (Small Basic Intrinsic Protein 1)
and VvXIP1 (Uncharacterized –X- Intrinsic Protein 1). Results showed that VvSIP1 was
expressed in leaves and berries from field-grown vines, and in leaves and stems from in
vitro plantlets, but not in roots. When expressed in tobacco mesophyll cells and in the yeast
Saccharomyces cerevisiae, fluorescent-tagged VvSIP1 was localized at the ER. Stoppedflow
spectroscopy showed that VvSIP1-enriched ER membrane vesicles from yeast
exhibited higher water permeability and lower Ea for water transport than control vesicles,
indicating the involvement of protein mediated water diffusion. This aquaporin was able to
transport water but not glycerol, urea, sorbitol, glucose and inositol. VvSIP1-His-tag was
solubilized and purified to homogeneity from yeast ER membranes and the reconstitution
of the purified protein in phosphatidylethanolamine liposomes confirmed its water channel
activity.
XIPs are a new group of MIP proteins recently identified, so their precise
physiological role has remained elusive. In our study, VvXIP1-RFP protein co-localized
with ZmTIP2;1-YFP in the tonoplast of transiently transformed Nicotiana bethamiana
leaves. Sopped-flow spectrometry performed with microsomal vesicles from yeast
expressing pVV214-VvXIP1 showed that VvXIP1 is unable to transport water but transports
glycerol. Plate growth assays showed that this AQP is also able to transport copper, boron
and H2O2. Transcriptional analysis showed a much higher steady-state expression of
VvXIP1 in leaves than in berries, canes or flowers from field grown grapevine.
Furthermore, VvXIP1 transcripts were downregulated in leaves from plants treated with the
copper-based fungicide Bordeaux mixture, and in vines under severe water deficit. In
agreement, VvXIP1 was downregulated by ABA and salt stress in in vitro cultured grape
cells. Much work is still needed to fully elucidate the physiological role of SIPs and XIPs
in grapevine in particular towards the confirmation of their involvement in intracellular
compartmentation of specific solutes like heavy metals. Thus, this avenue of research is
still wide open.Devido à sua natureza séssil, as plantas obtêm do solo os nutrientes minerais e a
água e fixam o carbono nas folhas a partir do CO2 atmosférico. A água e os solutos
orgânicos e inorgânicos são distribuídos com precisão pelos diferentes tecidos da planta,
incluindo as folhas, as raízes e os frutos. O presente trabalho de doutoramento visou o
estudo de mecanismos bioquímicos envolvidos no transporte e compartimentação de
açúcares e de água nos tecidos/células de videira (Vitis vinifera L.)
A fixação de carbono, a síntese de açúcares nas folhas e o seu transporte para os
tecidos heterotróficos constituem os passos bioquímicos mais relevantes envolvidos na
produtividade das plantas. Embora estes aspetos fisiológicos tenham sido alvo de
investigação ao longo das últimas décadas o nosso conhecimento é ainda fragmentado, e as
modificações climatéricas em curso representam uma limitação adicional à produtividade
das plantas, em particular da videira. Os plastídios, que são organelos característicos do
reino vegetal, desempenham papéis fundamentais em diversos mecanismos fisiológicos.
Na videira, os plastídios são responsáveis pela acumulação de amido nos tecidos lenhosos,
raízes, flores e frutos, e estão ainda envolvidos na síntese de compostos secundários.
A primeira parte do presente trabalho foi dedicada à caracterização do metabolismo
plastidial na videira, tendo-se focado em dois antiportadores plastidiais de glucose-6-
fosfato com fosfato (GPT), VvGPT1 e VvGPT2. Os resultados demonstraram que três
variantes de splicing alternativo do gene VvGPT2 (VvGPT2α, VvGPT2β e VvGPT2Ω), são
mais expressos nas folhas do que noutros órgãos. Pelo contrário, o gene VvGPT1
demonstrou uma expressão mais elevada em bagos maduros, varas e flores do que nas
folhas. Estudos de microscopia confocal demonstraram que as proteínas VvGPT1 e
VvGPT2Ω localizam-se na membrana plastidial, e estudos de transformação estável do
mutante de Arabidopsis pgi1-1 confirmaram o seu papel na incorporação de glucose-6-
fosfato. Estudos desenvolvidos com células em suspensão sugeriram que alguns fatores
ambientais, como a luz e sinais hormonais ou endógenos, como o ABA ou os níveis de
açúcar (incluindo o galactinol, a sacarose e a frutose), conduzem a um aumento do número
de transcritos do VvGPT1. Adicionalmente, a eliciação com MeJA conduziu a um aumento
acentuado da expressão dos genes VvGPT1 e VvPAL1, sugerindo que os GPTs
desempenham um papel importante na produção de compostos secundários na videira.
Dada a sua importância, esta linha de investigação merece estudos mais aprofundados no
futuro, em particular no que diz respeito aos mecanismos bioquímicos de remobilização do
amido armazenado durante o inverno nos amiloplastos, permitindo o rápido crescimento
dos gomos caulinares na primavera.
A água constitui um parâmetro fundamental para a qualidade do bago de uva e os
seus níveis encontram-se particularmente relacionados com a concentração dos açúcares durante o desenvolvimento e amadurecimento do fruto. Tem sido demonstrado que a
atividade de transportadores membranares de açúcares e de água (aquaporinas – AQPs)
regula com precisão a concentração destes compostos em resposta às condições ambientais.
Em bagos maduros, o conteúdo em água afeta diretamente a qualidade do fruto e do vinho.
A segunda parte do presente trabalho de doutoramento foi dedicada à caracterização de
duas AQPs de videira, VvSIP1 (Small Basic Intrinsic Protein 1) e VvXIP1
(Uncharacterized – X - Intrinsic Protein 1). Os resultados demonstraram que o gene
VvSIP1 foi expresso em folhas e bagos de videiras cultivadas em condições de campo, bem
como em folhas e caules, mas não em raízes, de plântulas crescidas in vitro. Estudos de
expressão transiente em células do mesófilo de tabaco e em Saccharomyces cerevisiae
indicaram que a proteína de fusão VvSIP1-GFP localiza-se no retículo endoplasmático
(RE). Ensaios de espectrometria de stopped-flow demonstraram que vesículas de
membrana de RE purificadas de leveduras transformadas com a construção VvSIP1-GFP
exibem uma maior taxa de permeabilidade à água e uma menor energia de ativação do que
vesículas obtidas de leveduras controlo. Estes resultados sugeriram o envolvimento de um
canal proteico no transporte de água. Ensaios de especificidade mostraram que a proteína
VvSIP1 não transporta glicerol, ureia, sorbitol, inositol e glucose. A proteína quimérica
VvSIP1-6his foi purificada a partir do RE de leveduras transformadas e a sua atividade
transportadora reconstituída em lipossomas de fosfatidiletanolamina. Estes resultados
permitiram demonstrar cabalmente que a proteína VvSIP1 é um canal transportador de
água.
As aquaporinas XIP foram identificadas recentemente, pelo que o seu verdadeiro
papel fisiológico é ainda pouco claro. Estudos de expressão transiente em folhas de tabaco
mediada por Agrobacterium, demonstraram que a proteína de fusão VvXIP1-RFP
colocaliza com a proteína ZmTIP2;1-YFP, sugerindo tratar-se de uma proteína da
membrana vacuolar. Estudos de espectrometria de stopped-flow com vesículas de
membrana de leveduras transformadas com o vector pVV214-VvXIP1 demonstraram que a
VvXIP1 é impermeável à água mas transporta glicerol. Experiências de crescimento em
meio sólido mostraram ainda que esta AQP medeia o transporte de cobre, boro e H2O2. Em
videiras cultivadas em condições de campo, estudos de PCR quantitativo em tempo real
demonstraram que os níveis de transcritos do VvXIP1 são mais abundantes em folhas do
que nos frutos, varas e flores. Em folhas de videiras tratadas com o fungicida à base de
cobre calda bordalesa, bem como de videiras submetidas a stresse hídrico severo, a
expressão do VvXIP1 é inibida. Em linha com estes resultados, a expressão do VvXIP1 foi
reprimida pelo ABA e por stresse salino em culturas celulares. A elucidação completa dos
papéis fisiológicos das SIPs e das XIPs na videira requer ainda trabalho de investigação
intenso, em particular com vista à confirmação do seu envolvimento na compartimentação
intracelular de solutos específicos, como metais pesados, pelo que esta linha de
investigação se mantém aberta.Fundação para a Ciência e Tecnologia, Bolsa de Doutoramento
SFRH/BD/75257/2010;
Fundação para a Ciência e Tecnologia - projeto PTDC/AGR-ALI/100636/2008 -
“GrapeBerryFactory - Sugars, acids, phenolics and water on grape development and
ripening”;
Fundação para a Ciência e Tecnologia - projeto PTDC/AGR-AAM/099154/2008 -
“AQUAVITIS - Compreender o transporte de água em Vitis vinifera: caracterização
bioquímica de Aquaporinas através da sua expressão heteróloga em leveduras”;
FEDER/COMPETE - Operational Competitiveness Programme – projeto Europeu
"INNOVINE - Combining innovation in vineyard management and genetic diversity for a
sustainable European viticulture" (FP7-KBBE-2012-6-311775
Heritage and intervention in existing buildings of italian reinassance: three exemplary cases
This research contributes on the theme of intervention in existing buildings. It examines this practice in the Italian Renaissance, when the notion of patrimony was configured, as an effect of the humanist’s reverence for classical antiquity; the "unintentional" monuments, according to the classification of Riegl. The reflection is developed through the analysis of three exemplary cases, supported by a concise bibliographical review. The first examines the small intervention of Michelangelo at the base of the Palazzo Medici, held in 1517, when he inserts the so-called inginocchiati windows or kneeling. The second examines the construction of the Palazzo Savelli-Orsini on the ruins of Teatro di Marcello by Peruzzi in the 1520s, as well as other layers of intervention: one from the Mussolini period, where the diradamento edilizio took place; another of modern lineage, between 1962 and 1964, with the author Quaroni acting similarly to Scarpa. And the third deals with the conversion of Diocletian's Thermal in Basilica of Santa Maria degli Angeli, conceived by Michelangelo in 1561: undoubtedly, the actuality of the economy of means used would be one of his last and greatest lessons.O estudo oferece uma contribuição ao tema da intervenção em edificações existentes. Examina a prática no renascimento italiano, quando se configura a noção de patrimônio, como efeito da reverência dos humanistas pela antiguidade clássica; ali surgiam os monumentos “não intencionais”, segundo a classificação de Riegl. A reflexão se desenvolve através da análise de três casos exemplares, amparada em uma revisão bibliográfica concisa. A primeira examina a pequena intervenção de Michelangelo na base do Palazzo Medici, realizada em 1517, quando ele insere as chamadas janelas inginocchiati ou ajoelhadas. O segundo caso examina a construção do Palazzo Savelli-Orsini sobre as ruínas do Teatro di Marcello, realizada por Peruzzi nos anos 1520, assim como outras camadas de intervenção: uma do período Mussolini, onde ocorreu o diradamento edilizio; outra de linhagem moderna, entre 1962 e 1964, com o autor Quaroni atuando de modo similar a Scarpa. E o terceiro caso trata da conversão da Terma de Diocleciano em Basílica de Santa Maria degli Angeli, concebida por Michelangelo em 1561: sem dúvida, a atualidade da economia de meios utilizados ali seria uma de suas últimas e maiores lições
The capital structure of portuguese firms within a crisis
Mestrado em FinançasIn this study we review the theoretical approach behind the capital structure decisions by presenting the ideas of the Modigliani and Miller (1958) Theorem that was based on the perfect capital markets world and with the argument of the law of one price. We show that there are two useful theories in the firm’s financing decision: the Trade‐off theory, which builds on Modigliani and Miller’s original arguments and identifies several relevant factors in determining a firm’s capital structure (such as taxes, costs of financial distress, and agency costs and benefits of debt), and the Pecking Order Theory of Myers and Majluf (1984). Further in this study we describe the evolution of the capital structure of the 16 largest listed non‐financial Portuguese firms (“PSI‐16”) during the recent crisis peaking in 2008. We present a description of the level debt (and net debt) compared to the book value and to the market value of the equity of such firms (debt to equity ratio). We find some evidence consistent with both theories. In particular we find a cautious utilization of debt due to higher risk of bankruptcy (and its costs), but still taking advantage of the interest tax shield (consistent with the trade‐off theory view), and an increase in retained earnings and absence of new issues (consistent with the pecking order theory). We explain that the firms’ financing decision can depend of several factors pointed by the Trade‐off Theory, such as tax advantages of using debt, agency costs and benefits of debt, and costs associated with financial distress. Yet, in times of crisis firms may prefer to use internal rather than external financing mainly because of asymmetry of information.No presente estudo, fazemos uma revisão da literatura em relação às decisões de estrutura de capital através da apresentação do Teorema de Modigliani e Miller (1958), sendo este baseado num mercado de capitais perfeito com o argumento assente na Lei do Preço Único. Mostramos que existem duas teorias úteis para a decisão de financiamento de uma empresa: a Trade‐off Theory, que está assente sobre os argumentos originais de Modigliani e Miller e identifica vários factores relevantes na determinação da estrutura de capital de uma empresa (como os impostos, os custos de financial distress, custos de agência e benefícios do uso de dívida); e a Pecking Order Theory de Myers e Majluf (1984). Mais além neste estudo, descrevemos a evolução da estrutura de capital das 16 maiores empresas cotadas portuguesas não financeiras (“PSI‐ 16”) durante a recente crise que teve o seu pico em 2008. Apresentamos uma descrição do nível de dívida (e dívida líquida) comparada com o valor contabilístico e o valor de mercado das empresas (rácio debt to equity). Pudemos encontrar alguma evidência consistente com ambas as teorias. Por um lado, as empresas mostram uma certa cautela na utilização de dívida devido ao aumento do risco de falência (e os seus custos), mas ainda tirando vantagem do interest tax shield (consistente com a visão da Trade‐off Theory). Por outro lado, verificamos um aumento dos lucros retidos e nenhuma nova emissão (consistente com a Pecking Order Theory). Concluímos que as decisões de financiamento de uma empresa dependerão de diversos factores apontados pela Tradeoff Theory, como as vantagens fiscais na utilização de dívida, custos de agência e benefícios do uso de dívida, e custos associados com financial distress. Ainda, em tempos de crise as empresas podem preferir usar financiamento interno no lugar de externo, principalmente devido à assimetria de informação
Casas partilhadas monetizadas: a experiência turística e seus efeitos na autenticidade percebida, no apego ao destino e na lealdade
The emergence of the shared peer-to-peer accommodation (SP2PA) has
attracted the attention of practitioners and academics, given this new business
model’s increasing popularity amongst travellers. It is therefore suggested that
this type of accommodation can offer a differentiated, eventually more
authentic, experience to its guests, introducing new values and meanings to
the hospitality provided at destinations. To sustain this argument, it is
important to enhance the understanding of guest experiences while staying in
such a SP2PA, while also the impact of these new tourist behaviour patterns
on destinations is worthwhile exploring. Taking into account the relevance of
understanding the tourist experience associated with the SP2PA, this study
aims to gain theoretical and empirical understanding of the SP2PA guest
experience by proposing and testing a theoretical model that estimates the
relationships between the dimensions of the tourist experience (the SP2PA
guest experience) and the constructs of ‘destination attachment’, ‘perception of
authenticity’, ‘destination attitudinal loyalty’ and ‘SP2PA attitudinal loyalty’. To
achieve this goal, two complementary methodology stages were undertaken:
(i) an ‘exploratory qualitative approach’ by conducting focus group discussions
and passive netnography; and (ii) a ‘quantitative approach’ by applying a
survey to a convenience sample of SP2PA guests. Statistical analysis of data
used descriptive and inferential methods, with the Partial Least Squares (PLSSEM)
as the main method for testing the hypotheses. A total of 409 valid
responses were used to test the proposed conceptual model. Findings confirm
the ‘aesthetic’, ‘escape’, ‘entertainment’, ‘educative’, ‘affective’, ‘social
interaction’, and ‘sharing experience’ dimensions as appropriated dimensions
to analyse the SP2PA guest experience. Amongst these dimensions, the
‘educative’, ‘social interaction’, ‘aesthetics’, ‘sharing’, and ‘affective’ are, in this
order, the dimensions that most influence the SP2PA guest experience.
Regarding the influence of the SP2PA guest experience on the tourist
experience outcomes, this study demonstrates that this experience positively
influences the ‘perception of destination authenticity’ and ‘destination
attachment’ formation. In turn, destination attachment mediates the
relationship between the ‘SP2PA guest experience’ and ‘destination loyalty’,
while the SP2PA guest experience predicts the ‘SP2PA attitudinal loyalty’.
Besides, the ‘perception of authenticity’ positively influences ‘destination
attachment’ formation and ‘SP2PA attitudinal loyalty’. The results contribute to
the tourist experience theory by providing an empirically-based insight into its
dimensionality in the hospitality sharing economy context. This study also
provides an analytical framework to understand the effects of the SP2PA guest
experience on constructs such as the perception of authenticity, destination
attachment and tourist loyalty. Furthermore, results may help design management strategies for both SP2PA platforms and SP2PA hosts to
develop and implement an experience-oriented service strategy in order to
achieve a memorable experience for SP2PA guests and create positive future
behavioural intentions. Limitations of the study and suggestions for further
research complete the picture.O surgimento do alojamento partilhado pessoa para pessoa (SP2PA) tem
vindo a atrair a atenção de profissionais e acadêmicos uma vez que esse
novo modelo de negócio tem ganho crescente popularidade entre os
viajantes. Sugere-se, portanto, que esse tipo de alojamento ofereça aos seus
hóspedes uma experiência diferenciada, eventualmente mais autêntica,
introduzindo novos valores e significados à hospitalidade proporcionada nos
destinos. Para sustentar esse argumento, é importante melhorar a
compreensão das experiências dos hóspedes durante a permanência em um
SP2PA, ao mesmo tempo em que vale a pena explorar o impacto desses
novos padrões de comportamento turístico nos destinos. Tendo em vista a
relevância de compreender a experiência turística associada ao SP2PA, este
estudo tem como objetivo desenvolver uma compreensão teórica e empírica
da experiência dos hóspedes no SP2PA, propondo e testando um modelo
teórico descritivo que estima as relações entre as dimensões da experiência
turística (a experiência dos hóspedes no SP2PA) e os construtos de ‘apego
de destino', 'percepção de autenticidade', 'lealdade atitudinal ao destino' e
'lealdade atitudinal ao SP2PA'. Para atingir esse objetivo, duas etapas
metodológicas complementares foram realizadas: (i) uma "abordagem
exploratória qualitativa", conduzindo as técnicas de grupos focais e
netnografia passiva; e (ii) uma "abordagem quantitativa", administrando uma
pesquisa a uma amostra conveniente de hóspedes do SP2PA. A análise
estatística dos dados utilizou métodos descritivos e inferenciais, sendo o
principal método para testar as hipóteses a modelagem de mínimos
quadrados parciais - PLS-SEM. Assim, 409 questionários foram utilizados
para testar o modelo conceitual proposto. Os resultados confirmam a
"estética", "escape", "entretenimento", "educativa", "afetiva", "interação social"
e "experiências de partilha" como dimensões apropriadas para analisar a
experiência dos hóspedes no SP2PA. Entre essas dimensões, "educativa",
"interação social", "estéticas", "partilha" e "afetivas" são, nessa ordem, as
dimensões que mais influenciam a experiência dos hóspedes no SP2PA. Com
relação à influência da experiência dos hóspedes no SP2PA nos resultados
analisados da experiência turística, este estudo demonstra que a experiência
dos hóspedes no SP2PA influencia positivamente a ‘perceção da
autenticidade’ do destino" e a formação do ‘apego ao destino’. Por sua vez, o
‘apego ao destino’ media a relação entre a "experiência dos hóspedes do
SP2PA’ e a "lealdade ao destino", enquanto a experiência dos hóspedes do
SP2PA condiciona positivamente a “lealdade atitudinal ao SP2PA". Além
disso, a "perceção da autenticidade" influencia positivamente a formação do
"apego ao destino" e a "lealdade atitudinal ao SP2PA". Os resultados
contribuem para a teoria da experiência turística, especificamente em
contexto de alojamento turístico partilhado, monetizado, fornecendo uma visão baseada empiricamente em sua dimensionalidade no contexto da
economia da partilha na hospitalidade. Este estudo também fornece uma
estrutura analítica para a compreensão dos efeitos da experiência dos
hóspedes no SP2PA em constructos como a perceção de autenticidade, o
apego ao destino e a lealdade do turista. Além disso, poderá auxiliar o
gerenciamento de plataformas SP2PA e aos anfitriões do SP2PA a
desenvolver e implementar uma estratégia de serviço orientada à experiência,
a fim de obter uma experiência memorável para os hóspedes no SP2PA e
criar intenções comportamentais futuras positivas. Limitações do estudo e
sugestões para futuras pesquisas completam o quadro.Programa Doutoral em Turism
Model-Agnostic Generation Of Example-Based Explanations For The Post-Hoc Assessment Of Cervical Cytology Models
The Madeira tip-jet and variability of extratropical water vapor pumping in the Atlantic basin
Tese de mestrado, Ciências Geofísicas (Meteorologia e Oceanografia), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019O Aeroporto da Madeira é frequentemente afetado por eventos de vento intenso, que causam problemas nas operações de aeronaves. Esta situação levou ao estabelecimento de certos valores críticos de intensidade do vento médio e de rajadas, a partir dos quais o aeroporto encerra. A elevada frequência desses eventos deve-se em grande parte ao facto de o aeroporto se situar numa das extremidades da ilha da Madeira: nos extremos ocidental e oriental da ilha, ocorre a formação de jatos de baixa altitude, denominados tip jets. Um tip jet forma-se quando o escoamento encontra uma barreira de formato elíptico e ocorre aceleração em torno da extremidade da barreira. No caso da Madeira, o vento sopra predominantemente de nordeste, devido à localização da ilha em relação à circulação associada ao Anticiclone dos Açores, pelo que os jatos estendem-se para sudoeste a partir dos extremos da ilha.
As análises feitas em todo este trabalho restringem-se aos meses de junho a setembro (JJAS), uma vez que nessa época do ano as perturbações nas operações do aeroporto são particularmente relevantes, tendo em conta o tráfego aéreo associado ao turismo. Por outro lado, pretendia-se estudar a relação dos ventos locais com mecanismos de larga escala, e nos meses de verão há uma menor frequência de estruturas transientes, como depressões, que pudessem complicar esse estudo.
Recorreu-se ao modelo Weather Research and Forecasting (WRF) para representar o padrão típico do escoamento de superfície na região da Madeira, onde estão claramente presentes os dois tip jets e a esteira que existe entre eles. Estabeleceu-se a relação entre esse padrão espacial e a variabilidade da frequência de eventos de vento intenso observados em 13 estações meteorológicas distribuídas pela ilha da Madeira. Consideraram-se nesta fase do trabalho os dados para os meses JJAS dos anos 2009-2017, uma vez que este era o período máximo comum para o qual todas as estações tinham dados disponíveis. As estações situadas nos dois extremos da ilha registam frequências de ventos fortes mais elevadas, em todos os anos, do que as que se situam em zonas da ilha onde o efeito da formação dos tip jets não se sente.
Compararam-se os resultados obtidos com a simulação do WRF de resolução horizontal mais fina com os de outras de menor resolução e ainda com os da reanálise ERA5 (5th generation European Centre for Medium Range Weather Forecasting reanalysis), de resolução inferior à das simulações do WRF. Deste modo, foi possível avaliar o valor acrescentado do uso de simulações de alta resolução na reprodução da variabilidade espacial do vento na Madeira. Concluiu-se que a simulação de alta resolução é aquela que melhor permite reproduzir a referida variabilidade entre as estações.
Pretendia-se ainda averiguar se o aumento que se verificara na frequência de condições de fecho do aeroporto, nos anos de 2016 e 2017, calculada a partir de dados das estações meteorológicas, correspondia à realidade. Nesses anos, a frequência de condições de vento intenso foi superior a todos os anos desde 2009. Na verdade, verificam-se as mesmas características da evolução temporal dessa frequência nos resultados obtidos com o modelo WRF, e em certas estações também na ERA5.
Usando dados da reanálise ERA5, calculou-se a intensidade do vento de larga escala numa secção zonal a norte da ilha da Madeira (isto é, a montante, em relação à direção do vento predominante). Mostrou-se que existe uma forte ligação entre o vento a montante e as condições de vento observadas no aeroporto, um resultado consistente com a ideia de que as segundas são em grande parte uma resposta ao primeiro, através do efeito do tip jet. Assim, é possível usar os dados de baixa resolução da ERA5 para obter uma variável que serve de proxy para estudar a variabilidade do vento local. O uso dessa variável proxy permite estender o estudo ao período para o qual existem dados da ERA5, isto é, todos os anos desde 1979. Isto constitui uma grande vantagem, uma vez que apenas existem observações para um período mais limitado, e executar simulações de alta resolução para longos períodos de tempo é computacionalmente dispendioso. O resto do trabalho focou-se por isso em dados da ERA5 para os meses JJAS no período 1979-2017. Verificou-se que a série temporal do vento a norte da Madeira não apresenta tendência estatisticamente significativa, pelo que o mesmo deve ser verdade em relação à frequência de condições de vento intenso no aeroporto que levem ao seu encerramento.
Exploraram-se, subsequentemente, mecanismos de larga escala que pudessem controlar a variabilidade do vento a norte da Madeira. Para fazer esse estudo à escala intra-sazonal, recorreu-se a um método que consistiu em comparar mapas condicionais: para certos campos horizontais da ERA5, calculou-se a média dos 10% dos dias do período em estudo com maior intensidade do vento a norte da Madeira, e a média dos 10% dos dias com menor intensidade do vento.
Mostrou-se que a variabilidade do vento a montante da Madeira — e, por isso, do vento no aeroporto —, tanto à escala interanual como intra-sazonal, se relaciona fortemente com a localização e a intensidade do Anticiclone dos Açores: o vento a montante é tanto mais forte quanto maior a intensidade do Anticiclone e quanto maior a sua extensão para leste. A influência da extensão para leste deve-se à intensificação, no ramo oriental do anticiclone, do gradiente zonal de pressão à superfície, o qual acelera o escoamento para sul.
Explorou-se uma ligação, a escalas intra-sazonais, entre o referido vento a montante e a Oscilação de Madden-Julian (MJO). Trata-se de um fenómeno que envolve a propagação para leste de células de convecção profunda tropical, com uma periodicidade da ordem das dezenas de dias. A conjetura de que essa ligação exista baseia-se, por um lado, na observação de diferenças nos padrões espaciais de convecção profunda nos trópicos, nos mapas condicionados pela intensidade do vento a norte da Madeira; por outro lado, existem, na série temporal do vento a norte da Madeira, oscilações com períodos associados à MJO. Usou-se ainda um índice da MJO, o qual tem associada uma fase que indica aproximadamente em que faixa de longitudes ao longo dos trópicos se encontra, em cada dia, a zona de convecção profunda. Verificou-se que a distribuição de frequência das fases é diferente quando se considera todo o período em estudo ou apenas os 10% dos dias com vento a norte da Madeira mais forte ou mais fraco.
Estudou-se ainda a ligação entre o vento a norte da Madeira e a variabilidade da humidade na alta troposfera (upper-tropospheric humidity, UTH). Um trabalho anterior mostrou que a UTH, tanto nas regiões tropicais como subtropicais, é controlada em parte pela fase da MJO. Os mapas condicionados mostram que os dias com vento mais intenso na Madeira correspondem, em média, a valores mais baixos da UTH numa certa região subtropical, resultado que está de acordo com a relação entre a fase da MJO e a UTH observada no referido estudo anterior. Por fim, sugere-se que os mesmos processos que controlam a variabilidade do vento a norte da Madeira podem influenciar também a quantidade de vapor de água exportada dos trópicos para a bacia do Atlântico Norte, através da circulação associada à célula de Hadley. Os mapas condicionados da componente meridional do transporte de vapor no Atlântico mostram que existem diferenças no padrão espacial das regiões onde esse fluxo ocorre para norte ou para sul.The Madeira Airport operations are often disrupted by strong wind events. This is largely due to the airport’s location on one of the edges of the island, where there is acceleration of the prevailing northerly flow, with jet streams (called tip jets) forming downstream of the edges. The present work focuses on the months of June to September, when airport disruptions due to strong winds are most frequent and have the greatest impacts for Madeira’s tourism-based economy.
The Weather Research and Forecasting (WRF) model was used to generate a limited-area simulation covering the Madeira Island region over the 2009-2017 period. The simulation was forced by the European Centre for Medium Range Weather Forecasting (ECMWF) fifth-generation reanalysis (ERA5) and, thus, a relatively good degree of synchronization with the “real atmosphere” was expected. Indeed, the simulation was shown to reproduce the summer wind variability observed in 13 weather stations distributed throughout the island. Additionally, the added value of high-resolution simulations was demonstrated for the Madeira wind simulation, by comparing between three WRF simulation domains with different spatial resolutions (9 km, 3 km, and 1 km) and, also, with the coarser-resolution (0.25º) ERA5 reanalysis. Furthermore, the relatively long WRF simulation allowed the characterization the typical pattern of the near-surface air flow in the Madeira region and relate it to the variability in frequency of strong wind events.
The results showed a strong link between the wind conditions observed at the airport and the strength of the large-scale, predominantly northerly wind upstream of the island computed from ERA5 data. In this sense, the coarse-resolution dataset may be used as a proxy for the variability of the local winds. Subsequently, the inter-annual and intra-seasonal variability of the upstream wind was shown to be tightly related to the location and strength of the Azores High. Additionally, a link between the intra-seasonal variability and the Madden-Julian Oscillation (MJO) was explored, based, on the one hand, on the emergence of distinct deep tropical convection spatial patterns in composite maps conditioned on the wind speed upstream of Madeira, and, on the other, on the existence of oscillations in the time series with periods typically associated with the MJO. Finally, it is suggested that the processes which control the variability of the upstream wind might have an influence on the spatial pattern of north-south vapour transport over the North Atlantic
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