The influence of glacial boundary conditions on the climate system during the last glacial maximum

The aim of this thesis is to explore and understand some major climate mechanisms that were responsible for atmospheric and oceanic changes during the LGM (21,000 years ago). A coupled global atmosphere ocean model of intermediate complexity is used to study the influence of glacial boundary conditions on the climate system during the LGM in a systematical manner. A web of atmospheric interactions is disentangled which involves changes of the meridional temperature gradient and an associated modulation of the atmospheric baroclinicity. This in turn drives anomalous transient eddy momentum flux which feedback onto the zonal mean circulation. Moreover, the modified transient activity, weakened (strengthened) in the North Pacific (Atlantic), leads to a meridional re-organization of the atmospheric heat-transport, thereby feeding back to the meridional temperature structure. Furthermore, it is argued that modifications of the large-scale atmospheric circulation during the LGM may have led to a slowdown of the Pacific subtropical gyre as well as to an intensification of the Pacific subtropical cell. These oceanic circulation changes generate an eastern North Pacific warming, an associated cooling in the Kuroshio area, as well as a cooling of the tropical oceans, respectively. The tropical cooling pattern resembles a permanent La Nina state which in turn forces atmospheric teleconnection patterns that lead to an enhancement of the subtropical warming by reduced latent and sensible cooling of the ocean. In addition, the radiative cooling due to atmospheric CO2 and water vapour reductions imposes a cooling tendency in the tropics and subtropics, thereby intensifying the permanent La Nina conditions. Hence, a delicate balance between oceanic circulation changes, remotely induced atmospheric flux anomalies as well as local radiative cooling is established which controls the tropical and the North Pacific temperature anomalies during the LGM. The LGM simulation exhibits an intensified Atlantic overturning cell, associated with an enhanced formation of North Atlantic Deep Water. This enhancement can be attributed to the strong surface cooling in high latitudes and brine release in areas of seasonally varying sea-ice extent. In turn, the intensified meridional overturning circulation leads to an enhanced poleward heat transport that is required to equilibrate the strong tropical-extratropical temperature contrast during the LGM. The modeling results compare well with some recent paleoreconstructions

Estudo do Impacto do Aquecimento Global no Potencial Eólico do Nordeste Brasileiro

As fontes de energias renováveis ou limpas, tais como, a eólica, apresenta-se como uma opção para a redução do uso de energia a base de combustíveis fósseis. O Brasil, e em especial o território do nordeste brasileiro, é privilegiado no potencial eólico já que a sua localização abrange a área dos ventos Alísios. Portanto o presente trabalho consiste em desenvolver uma metodologia para avaliar o potencial eólico do nordeste brasileiro, e avaliar os impactos das mudanças climáticas sobre a energia cinética intensiva dos ventos. Para esse estudo usou-se dados do modelo climático regional MM5 (Fifth-Generation NCAR / Penn State Mesoscale Model) sob condições de período atual (1980-2000) e futuro (2080-2100), com cenário de aquecimento global. Com os dados provenientes do MM5. Os resultados mostraram que em um cenário futuro todas as estações do ano apresentaram tendências de intensificação da energia cinética intensiva dos ventos, sendo que as anomalias mais evidentes ocorrem na segunda metade do ano. Isso mostra a viabilidade de aplicação de plantas eólicas nesta região do Brasil tanto para o período atual como para um cenário futuro. Predições dos modelos indicam o período de Junho a Agosto (Inverno), como sendo a época mais significativa de potencial eólico, com valores da energia cinética intensiva ultrapassando 15 J/kg O estudo sugere que a aplicação de modelos de diferentes complexidades, bem como a aplicação de diferentes metodologias para o cálculo do potencial eólico, é importante para aumentar a precisão e a confiabilidade das estimativas da capacidade de geração de energia eólica

Aumento da Concentração de Vapor de Água Atmosférico na Groenlândia

http://dx.doi.org/10.5902/2179460X16231Water vapor plays an important role in driving atmospheric circulations through latent heat release and in determining the earth’s radiation budget. The water vapor feedback is the most important in our climate system, with the capacity to about double the direct warming from greenhouse gas increases, one of the most important atmospheric constituents needed for studies of climate change mainly for the Arctic region. Thus, the objective this study was to analyze trend presence in the of water vapor concentration in Greenland. We use month’s information from radiosonde to period of 1980-2010 in atmospheric level of 700 and 500 hPa, in Greenland region. For this goal, the data were subjected to statistical test nonparametric Mann-Kendall to statistical significance of 5%. The results show that every month has trend to increase the water vapor in the atmosphere with statistically significant trend for the months of january, march, april and December levels analyzed.O vapor de água desempenha um papel importante na condução de circulações atmosféricas por meio da liberação de calor latente e na determinação de saldo de radiação do planeta. O feedback do vapor de água é o mais importantes em nosso sistema climático, com capacidade de dobra o aquecimento direto do aumento de gases de efeito estufa, sendo um dos mais importantes constituintes atmosféricos necessários para o estudo das mudanças climáticas, principalmente para as região Ártica. Deste modo, o objetivo deste estudo consiste em analisar a existência de tendência na concentração de vapor de água na Groenlândia.  Foram utilizados dados mensais de radiossonda, entre o período de 1980-2010, para o nível atmosférico de 700 e 500 hPa, na região da Groenlândia. Para este fim, os dados foram submetidos à aplicação do teste estatístico não paramétrico de Mann-Kendall, a um nível de significância estatística de 5%. Os resultados mostram que todos os meses apresentam tendência para o aumento do vapor de água na atmosfera, com tendência estatisticamente significativa para os meses de janeiro, março, abril e dezembro nos níveis analisados

Comportamento da Precipitação e da Temperatura no Rio Grande do Sul Baseado na Análise de Agrupamento

Many sectors of society plan their activities because of changes inrainfall and temperature in Rio Grande do Sul (RS). Thus, the aim of thisstudy was to analyze the climate of the RS from the perspective of thesevariables. For such, we used data from 13 stations in RS, and used thestatistical technique of multivariate analysis of the Group Analysis (GA).The technique of GA showed the proximity of the weather stations cannot ensure the same behavior climate, since homogeneous regions were identified in different locations of the RS. In addition, the climatology of thehomogeneous regions, it was possible to note the influence and importance ofclimatic factors such as latitude, longitude and elevation. Finally, the techniqueof GA showed satisfactory results in relation to the conditions of the RS.Inúmeros setores da sociedade planejam suas atividades em razão das variações da precipitação e temperatura do Rio Grande do Sul (RS). Desse modo, o objetivo deste trabalho foi analisar o clima do RS sob a perspectiva dessas variáveis. Para isso, foram utilizados dados de 13 estações do RS, sendo empregada a técnica estatística da análise multivariada da Análise de Agrupamento (AA). A técnica da AA mostrou que a proximidade das estações meteorológicas não garante o mesmo comportamento climático, visto que foram identificadas regiões homogêneas em diferentes locais do RS. Além disso, pela climatologia das regiões homogêneas, foi possível notar a influência e importância de fatores climáticos como a latitude, longitude e altitude. Por fim, a técnica da AA mostrou resultados satisfatórios em relação às condições do RS

Propriedades fotossintéticas e trocas gasosas de folhas de plantas soja (Glycine max) sob elevada [CO2] num cenário de mudança climática / Photosynthetic properties and gas exchange of leaves of soybean plants (Glycine max) under high [CO2] in a climate change scenario

Objetivou-se neste trabalho caracterizar as taxas fotossintéticas, transpiração, condutância estomática, uso eficiente da água e o efeito da aclimatação pelo longo tempo de exposição à alta [CO2] em plantas de soja (Glycine max). O experimento foi realizado entre novembro de 2011 a março de 2012, com a cultivar de soja BRS Valiosa RR. Todas as plantas foram cultivadas em câmaras de topo aberto (OTC), com os tratamentos: T1 plantas cultivadas com alta [CO2]; e T2 - plantas cultivadas com [CO2] ambiente. Foram realizadas cinco medições da taxa fotossintética máxima (Amax), transpiração (E) e condutância estomática (gs), com as aclimatações fotossintética e estomática determinadas entre as 2ª e 5ª medições, pela troca da exposição da [CO2] do ambiente das plantas. A eficiência do uso da água (WUE) foliar foi determinada pela razão entre Amax e E. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com quatro repetições. A análise de variâncias foi realizada pelo teste de F (p < 0,05) e a pelo teste de Tukey (p < 0,05). As Amax foram maiores para T1, assim como as menores gs e E, determinando melhor WUE. Em exposição a [CO2] ambiente, T1 apresentou menores Amax e pior WUE do que T2. Contudo em exposição a alta [CO2], T2 apresentou maiores Amax, denotando uma aclimatação fotossintética. A soja apresenta incrementos na taxa fotossintética e na eficiência do uso da água, como também redução na taxa de transpiração em atmosfera enriquecida com CO2. Porém, em contrapartida, devido ao longo de tempo de exposição à alta [CO2] as plantas apresentam aclimação fotossintética, porém não apresentam aclimatação estomática.

Avaliação da relação seca/produtividade agrícola em cenário de mudanças climáticas.

As mudanças climáticas alertam para um possível aumento de eventos meteorológicos extremos em todo o mundo, sendo crescente a preocupação de como o clima pode mudar o ambiente e afetar a produção das culturas agrícolas. Este estudo investiga a relação entre a produtividade agrícola e a seca em algumas mesorregiões do estado de Minas Gerais, em cenários de mudanças climáticas. Foram utilizados dados meteorológicos diários projetados pelo modelo ECHAM5/MPI-OM, para o período de 2008 a 2020 para o cenário A1B. Utilizou-se a metodologia da zona agroecológica (AEZ) para estimar a produtividade futura do milho. Empregou-se o índice de seca Z de Palmer em um modelo de regressão linear com a produtividade do milho estimada pela metodologia da AEZ. O desempenho dos modelos foi verificado por meio das estatísticas: coeficiente de determinação (r2), raiz do erro quadrático médio(RMSE), erro absoluto médio (MAE) e índice de concordância de Willmott (d). Os resultados do índice de concordância de Willmott variaram entre 0,48 e 0,90, e os valores de r2 foram pouco expressivos.Contudo, a produtividade estimada pela metodologia AEZ projetou maiores perdas na produtividade do milho devido a limitações por água para os anos agrícolas de 2008/2009, 2009/2010, 2014/2015,2018/2019 para as mesorregiões Triângulo/Alto Paranaíba, Central Mineira e Jequitinhonha

Pervasive gaps in Amazonian ecological research

Biodiversity loss is one of the main challenges of our time,1,2 and attempts to address it require a clear un derstanding of how ecological communities respond to environmental change across time and space.3,4 While the increasing availability of global databases on ecological communities has advanced our knowledge of biodiversity sensitivity to environmental changes,5–7 vast areas of the tropics remain understudied.8–11 In the American tropics, Amazonia stands out as the world’s most diverse rainforest and the primary source of Neotropical biodiversity,12 but it remains among the least known forests in America and is often underrepre sented in biodiversity databases.13–15 To worsen this situation, human-induced modifications16,17 may elim inate pieces of the Amazon’s biodiversity puzzle before we can use them to understand how ecological com munities are responding. To increase generalization and applicability of biodiversity knowledge,18,19 it is thus crucial to reduce biases in ecological research, particularly in regions projected to face the most pronounced environmental changes. We integrate ecological community metadata of 7,694 sampling sites for multiple or ganism groups in a machine learning model framework to map the research probability across the Brazilian Amazonia, while identifying the region’s vulnerability to environmental change. 15%–18% of the most ne glected areas in ecological research are expected to experience severe climate or land use changes by 2050. This means that unless we take immediate action, we will not be able to establish their current status, much less monitor how it is changing and what is being lostinfo:eu-repo/semantics/publishedVersio