https://hdl.handle.net/1884/39806 2026-05-30T23:33:57Z https://hdl.handle.net/1884/105243 Seasonality of low-flows as proxy forhydrological homogeneity of watersheds Resumo: As vazões mínimas em rios resultam; principalmente; de períodos de precipitaçãoreduzida; aumento da evapotranspiração regional e; em algumas regiões do mundo; docongelamento de corpos hídricos — sendo ela um fenômeno recorrente e geralmenteperiódico. A compreensão do seu comportamento sazonal é de extrema importânciapara projetos de engenharia; estudos ecológicos; caracterização ambiental e gestãode recursos hídricos. No Brasil; as vazões de permanência; como Q95 e Q90 (vazõessuperadas em 95% e 90% do tempo; respectivamente; sob a hipótese de estacionariedade);são amplamente utilizadas como referências em critérios de outorga; tantopela agência federal quanto pela maioria dos órgãos estaduais. Assim; entender suadistribuição espaço-temporal e sua aplicabilidade na caracterização da sazonalidade;na regionalização de bacias com monitoramento escasso ou inexistente; e no aprimoramentodo processo de outorga é de extrema importância para a gestão hídricanacional. Neste estudo; utilizando a base de dados CAMELS-BR (com 4.025 estaçõesfluviométricas); propõe-se uma metodologia baseada em índices de sazonalidade (SR;SI; SH e HSR) com o objetivo geral de identificar grupos de bacias hidrologicamentehomogêneas quanto à sazonalidade de vazões mínimas no Brasil; e encontrar relaçõesde bacais e climáticos que influenciem a sazonalidade das mínimas. Além disso;investigar o potencial de ganho hídrico ao aplicar vazões sazonais considerando ocritério de outorga de cada unidade federativa. Foram identificados quatro grupos compadrões sazonais semelhantes. A aplicação dos índices de sazonalidade demonstrouefetividade em capturar o padrão sazonal do Brasil; mostrando que o período médiode vazões mínimas é em setembro; assim como demonstrou que o Brasil possui umasazonalidade acentuada (R = 0.59). Quatro grupos similares foram identificados peloalgoritmo de agrupamento. A aplicação de modelos de regressão específicos para cadagrupo resultou em ganhos de desempenho preditivo; com resultados de Nash-Sutcliffeaté 0.9. Além disso; a segmentação regional permitiu identificar padrões e correlaçõesrelevantes entre atributos climáticos; topográficos; geológicos e hidrológicos. De modogeral; a vazão sazonal demonstrou boa capacidade para capturar os períodos do anocom maior ganho de disponibilidade hídrica e restringir nos períodos mais escassos noprocesso de outorga.; Abstract: Low flows in rivers mainly result from periods of reduced precipitation; increased regionalevapotranspiration; and; in some regions; freezing of water bodies — constituting arecurrent and generally periodic phenomenon. Understanding their seasonal behavioris essential for engineering projects; ecological studies; environmental characterization;and water resources management. In Brazil; flow duration indicators such as Q95 andQ90 (flows exceeded 95% and 90% of the time; respectively; under the assumption ofstationarity) are widely used as reference criteria for water rights allocation by both thefederal agency and most state agencies. Therefore; understanding their spatiotemporaldistribution and their applicability in seasonality characterization; regionalization ofbasins with scarce or no monitoring; and improvement of the water allocation process isessential for national water management. This study; using the CAMELS-BR dataset(4,025 stream gauges); proposes a methodology based on seasonality indices (SR;SI; SH; and HSR) with the general objective of identifying hydrologically homogeneousgroups of basins in terms of low-flow seasonality in Brazil and investigating basin andclimatic attributes that influence low-flow seasonality. In addition; the study evaluatesthe potential increase in water availability when applying seasonal reference flowsaccording to the allocation criteria of each federative unit. Four groups with similarseasonal patterns were identified. The application of seasonality indices proved effectivein capturing Brazil’s seasonal pattern; showing that the average timing of minimumflows occurs in September and that Brazil exhibits marked seasonality (R = 0.59).The application of regression models specific to each group resulted in improvedpredictive performance; with Nash–Sutcliffe efficiencies reaching up to 0.9. Moreover;the regional segmentation enabled the identification of relevant correlations amongclimatic; topographic; geological; and hydrological attributes. Overall; the seasonalreference flow demonstrated good capacity to capture periods of higher water availabilityand to impose greater restriction during drier periods within the water allocation process. Orientador: Dr. Michael Männich; Banca: Michael Männich (Presidente da Banca), Daniel Henrique Marco Detzel, Rodrigo Cauduro Dias de Paiva e Emilio Graciliano Ferreira Mercuri; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Defesa: Curitiba, 05/02/2026; Inclui referências 2026-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/101605 Carbon-water dynamics in Järvsilja hemiboreal forests, Estonia Resumo disponível somente no PDF por conter caracteres especiais, fórmulas, equações, diagramas, entre outros Orientador: Emílio Graciliano Ferreira Mercuri; Banca: Emílio Graciliano Ferreira Mercuri (Presidente da Banca), Maurício Felga Gobbi e Steffen Manfred Noe; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Defesa : Curitiba, 09/02/2026; Inclui referências; Área de concentração: Tecnologia, observação e modelagem ambiental 2026-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/100200 O efeito da topografia no balanço da energia cinética da turbulência na Floresta Amazônica Resumo disponível somente no PDF por conter caracteres especiais, fórmulas, equações, diagramas, entre outros Orientador: Prof. Nelson Luís da Costa Dias; Banca: Nelson Luís da Costa Dias (Presidente da Banca), Gervásio Annes Degrazia, Livia Souza Freire Grion; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Defesa : Curitiba, 08/12/2025; Inclui referências 2025-01-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/1884/99975 Variabilidade do gelo marinho antártico e sua interconexão com a Alta Subtropical do Atlântico Sul Resumo: A criosfera desempenha um papel fundamental na modulação do sistema climático global, influenciando a circulação atmosférica através da alteração de gradientes meridionais de temperatura e pressão. No Hemisfério Sul, a variabilidade do gelo marinho antártico tem potencial para impactar as altas subtropicais, afetando a previsibilidade climática em regiões adjacentes, como a América do Sul. O presente trabalho investiga os padrões de variabilidade da concentração de gelo marinho (CGM) antártico e sua interconexão com a Alta Subtropical do Atlântico Sul (ASAS), avaliando os efeitos dessa relação na atividade convectiva sobre a América do Sul. Para tanto, foram utilzados dados mensais de CGM (NSIDC), pressão ao nível médio do mar (PNMM; ERA5/ECMWF), radiação de onda longa emergente (OLR; ERA5/ECMWF), velocidade vertical (Omega; ERA5/ECMWF) e temperatura da superfície do mar (TSM; ERSST V5/NOAA) para o período de 1979 a 2022. Os padrões espaciais e temporais dominantes da CGM foram identificados por meio de Análise de Funções Ortogonais Empíricas (EOF), enquanto a posição e intensidade da ASAS foram determinadas a partir do máximo de PNMM em uma região de referência (38°S-20°S/38°W-10°E). Análises de composição e correlação foram empregadas para relacionar as EOF de CGM antártico aos padrões atmosféricos. Os resultados demonstram que os padrões espaciais das EOF modulam a posição e intensidade da ASAS, com relações imediatas e defasadas. Anomalias de CGM no mar de Weddell forçam respostas opostas na ASAS, devido à modulação dos fluxos de calor sensível e latente e dos gradientes meridionais de temperatura, induzindo ajustes na circulação atmosférica: retrações da CGM deslocam o sistema para norte, enquanto a expansão da CGM o intensificam e deslocam para sul e oeste- sendo este último o sinal mais robusto encontrado. A interconexão exibe persistência sazonal, especialmente na primavera, onde se propaga por até cinco meses. Essa propagação modula a convecção sobre o Brasil, com anomalias de OLR sugerindo condições favoráveis à supressão ou intensificação de sistemas com características semelhantes à ZCAS e à ZCIT. O estudo estabelece a variabilidade da CGM antártica como fator relevante para a previsibilidade climática da América do Sul; Abstract: The cryosphere plays a fundamental role in modulating the global climate system, influenc ing atmospheric circulation by altering meridional temperature and pressure gradients. In the Southern Hemisphere, Antarctic sea ice variability has the potential to impact subtrop ical highs, affecting climate predictability in adjacent regions, such as South America. The present study investigates the patterns of Antarctic sea ice concentration (SIC) variability and its interconnection with the South Atlantic Subtropical High (SASH), assessing the effects of this relationship on convective activity over South America. For this purpose, monthly data of SIC (NSIDC), mean sea level pressure (MSLP; ERA5/ECMWF), outgoing longwave radiation (OLR; ERA5/ECMWF), vertical velocity (Omega; ERA5/ECMWF), and sea surface temperature (SST; ERSST V5/NOAA) from 1979 to 2022 were used. The dominant spatial and temporal patterns of SIC were identified through Empirical Orthogonal Function (EOF) analysis, while the position and intensity of the SASH were determined from the MSLP maximum within a reference region (38°S-20°S/38°W-10°E). Composite and correlation analyses were employed to relate the Antarctic SIC EOF to atmospheric patterns. The results demonstrate that the spatial patterns of the EOF mod ulate the position and intensity of the SASH, with immediate and lagged responses. SIC anomalies in the Weddell Sea force opposite responses in the SASH, due to the modulation of sensible and latent heat fluxes and meridional temperature gradients, inducing adjust ments in atmospheric circulation: SIC retractions displace the system northward, while SIC expansion intensifies and displaces it southward and westward– the latter being the most robust signal found. The interconnection exhibits seasonal persistence, especially in spring, where it propagates for up to five months. This propagation modulates convection over Brazil, with OLR anomalies suggesting conditions favorable to the suppression or intensification of systems with characteristics similar to the SACZ and the ITCZ. The study establishes Antarctic SIC variability as a relevant factor for the climate predictability of South America Orientadora: Profa. Dra. Camila Bertoletti Carpenedo; Banca: Camila Bertoletti Carpenedo (Presidente da Banca), Claudia Klose Parise e Ricardo de Camargo; Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. Defesa : Curitiba, 11/12/2025; Inclui referências; Área de concentração: Tecnologia, observação e modelagem ambiental 2025-01-01T00:00:00Z