Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://ri.ufmt.br/handle/1/2184
Tipo documento: Tese
Título: Reconstrução da dinâmica não linear da temperatura do ar em Cuiabá-MT
Autor(es): Silva, Stéfano Teixeira
Orientador(a): Paulo, Sérgio Roberto de
Membro da Banca: Paulo, Sérgio Roberto de
Membro da Banca: Rodrigues, Thiago Rangel
Membro da Banca: Lacerda, Moacir
Membro da Banca: Paulo, Iramaia Jorge Cabral de
Membro da Banca: Silva, George Barbosa da
Resumo : Investigar e compreender a natureza dos fenômenos e processos físicos que regulam o clima do nosso planeta sempre foram uma das preocupações do homem, que atualmente devido a intensa modificação do ambiente natural e às alterações climáticas em escala global tem sido motivado a pesquisar tais fenômenos. Os impactos locais e globais das ações antrópicas no ambiente natural que o circunda ainda são objetos de estudo com muitas incertezas. Em todo o mundo tem sido feitas muitas pesquisas a respeito desses fenômenos físicos, mesmo assim pouco se sabe sobre a dinâmica própria deles. Isso se deve ao fato dos mesmos serem sistemas abertos e fora do equilíbrio, envolvendo processos determinísticos e estocásticos. A compreensão da dinâmica que regula o clima pode ser feito através da análise de sistemas dinâmicos não lineares, pois os fenômenos envolvidos podem apresentar comportamento caótico. A reconstrução da dinâmica do sistema que originou os padrões de possíveis alterações climáticas, mesmo com apenas uma medida escalar, foi realizada, por meio de técnicas específicas de análise de séries temporais. A descrição do nível de complexidade ou irregularidade de séries temporais pode ser feita por meio da análise de sua dimensionalidade, expoentes de Lyapunov, entropia amostral em multiescalas e análise de espectro singular. O estudo foi desenvolvido com dados da estação climatológica de Cuiabá-MT, fornecidos pelo INMET (Instituto Nacional de Meteorologia) por meio do BDMEP (Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa), no período de 1961-2013. Os indícios de uma possível conexão entre os estados dinâmicos da temperatura do ar e do Índice Oceânico Niño – ONI foram verificados por meio da análise de dimensionalidade fractal da série, expoentes de Lyapunov e estimativas de Entropia Amostral. Os resultados apontam para existência de um sistema climático com dinâmica de regulação climática de baixa dimensionalidade e presença de caos determinístico. A evolução temporal dos parâmetros não lineares obtidos (dimensionalidade, expoentes de Lyapunov e entropia) apresentam uma dinâmica complexa que pode ter relação e influência das oscilações do índice ONI. A temperatura do ar apresenta autosimilaridade de 5 a 8 dias nos dados em multiescalas, o que se constitui num possível tempo confiável em modelos de previsão. A análise do espectro singular indica um sistema climático que possui uma forte componente de tendência não linear e sazonalidade que influência o padrão de oscilação em toda a série. A reconstrução da série por meio da SSA foi capaz de modelar a tendência e o comportamento periódico da série, com duas componentes de sazonalidade que podem estar ligadas ao ciclo anual e semianual da variável.
Resumo em lingua estrangeira: Investigate and understand the nature of the phenomena and physical processes that regulate the climate of our planet has been a concern for people, which currently due to intense modification of the natural environment and global climate change, has been motivated to research such phenomena. The local and global impact of human activities on the natural environment that surrounds are still objects of study with many uncertainties. All around the world many researches has been done about these physical phenomenas, however little is known about their dynamics. This is due to the fact they are open systems and off-balance, involving deterministic and stochastic processes. Understanding the dynamics that govern the climate can be done through analysis of nonlinear dynamical systems because the phenomenon involved has chaotic behavior. The reconstruction of the system dynamics that originated the possible climate changes patterns, with only one measurement scale, it is possible, through specific techniques of time series analysis. The description of the level of complexity or irregularity of time series can be made through the analysis of their dimensionality, Lyapunov exponents, sample entropy, multiscale sample entropy analysis and singular spectrum analysis. The study was conducted with data from the meteorological station of Cuiabá, provided by INMET (National Institute of Meteorology) through BDMEP (Meteorological Data Bank for Education and Research) on the 1961-2013 periods. The evidence of a possible connection between air temperature dynamic states and the Oceanic Niño Index - ONI, was verified by fractal dimensionality analysis of the series, Lyapunov exponents and estimates of Sample Entropy. The results point to the existence of a climate system with climate dynamic regulation of low dimensional and presence of deterministic chaos. The temporal evolution of nonlinear parameters (dimensionality, entropy and Lyapunov exponents) present a complex dynamics that may be relate and influenced by the fluctuations in ONI index. The air temperature has a self-similarity 5-8 days in the multiscale data, which may constitute a reliable time prediction models. The singular spectrum analysis indicates a climate system that has a strong component of nonlinear trend and seasonality that influence the pattern of fluctuation of the series. The reconstruction of the series through the SSA was able to model the trend and the periodic behavior of the series, with two seasonal components that can be linked to the annual and semiannual cycle variable.
Palavra-chave: Dinâmica complexa
Temperatura do ar
Índice Oceânico Niño
Palavra-chave em lingua estrangeira: Complex dynamics
Air temperature
Oceanic Niño index
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Mato Grosso
Sigla da instituição: UFMT CUC - Cuiabá
Departamento: Instituto de Física (IF)
Programa: Programa de Pós-Graduação em Física Ambiental
Referência: SILVA, Stéfano Teixeira. Reconstrução da dinâmica não linear da temperatura do ar em Cuiabá-MT. 2015. 96 f. Tese (Doutorado em Física Ambiental) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Física, Cuiabá, 2015.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://ri.ufmt.br/handle/1/2184
Data defesa documento: 12-Mar-2015
Aparece na(s) coleção(ções):CUC - IF - PPGFA - Teses de doutorado

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