Avaliação de forçantes geofísicas e climáticas em dados dendrocronológicos utilizando a análise de componentes principais
| dc.contributor.advisor | Prestes, Alan | |
| dc.contributor.author | Silva, Daniela Oliveira da | |
| dc.contributor.coadvisor | Oliveira, Virgínia Klausner de | |
| dc.contributor.event2 | São José dos Campos | |
| dc.contributor.referee | Oliveira Filho, Irapuan Rodrigues de | |
| dc.contributor.referee | Fernandes, Francisco Carlos Rocha | |
| dc.contributor.referee | Echer, Mariza Pereira de Souza | |
| dc.contributor.referee | Vieira, Luis Eduardo Antunes | |
| dc.date.accessioned | 2025-02-04T15:28:23Z | |
| dc.date.available | 2025-02-04T15:28:23Z | |
| dc.date.issued | 2020-01-31 | |
| dc.description.abstract | As árvores para se desenvolverem dependem de fatores internos, fatores biológicos, e de fatores externos, fatores ambientais. Fatores biológicos determinam a tendência natural de crescimento da espécie, enquanto os fatores ambientais, como por exemplo a temperatura e a precipitação, influenciam no maior ou menor crescimento dependendo das condições serem favoráveis ou não, ou seja, um meio desfavorável reduz o crescimento, pois ele interfere em diversos processos fisiológicos essenciais. Assim, informações sobre essas variáveis são conservadas em seus anéis de crescimento. O Sol é um dos principais fatores que influenciam neste desenvolvimento, proporcionando a possibilidade da árvore realizar fotossíntese, e por sua influência na temperatura atmosférica. Devido a essa influência direta e indireta, podemos utilizar as árvores como um registro natural da relação Sol-Terra-Clima, avaliando séries temporais dos anéis de crescimento de árvores. Assim, utilizou-se amostras da espécie imbuia, (Ocotea porosa (Nees & Mart) Barroso), coletadas na cidade de General Carneiro, região Sudeste do Estado do Paraná (26º24’01 25"S 51º24’03 91"O), Brasil, para estudar a condições ambientais no passado desta região. As amostras selecionadas para este estudo foram obtidas por meio de Análise de Clusters, que classifica objetos (amostras) com base em suas semelhanças. Com a finalidade de obter melhores resultados, aplicou-se nas séries dendrocronológicas de imbuia o método estatístico Análise de Componentes Principais (Principal Component Analysis - PCA) para analisar os dados obtidos a partir da Análise de Clusters. Estudo este realizado com auxílio do Software Matlab, onde executou-se o cálculo das Componentes Principais (PC). Obtidas as PCs, reconstruiu-se as séries sem a 1ª PC, sendo esta uma estimativa da tendência que melhor representa o crescimento natural de todas as árvores do local. Esta remoção, junto com a criação de uma série dendrocronológica média, faz-se necessária para maximizar os sinais dos fatores climáticos/geofísicos, que influenciaram no desenvolvimento das árvores. Os resultados obtidos pelo método de análise por PCA foram comparados com resultados obtidos em outro estudo das mesmas amostras, que utilizou o método de ajuste de curva polinomial (ACP) para representar a tendência de crescimento de cada árvore, desta forma, validouse a PCA como ferramenta para modelar a tendência de crescimento das árvores. O estudo dendroclimático foi realizado a partir de séries de precipitação e temperatura de reanálise obtidas em estações próximas ao local de estudo. Calculou-se a correlação de Pearson e sua significância entre a série dendrocronológica média e as séries climáticas anuais, mensais, e por estações. Os resultados obtidos mostram que as amostras da espécie imbuia do local de estudo tem estreita relação com a precipitação, apresentando melhor desenvolvimento durante as estações de primavera e verão. A partir desta conclusão, foi realizada a reconstrução dos padrões de precipitação para o local, utilizando a série de precipitação primavera-verão com a série dendrocronológica média, por meio do método de Análise de Componentes Principais e pelo método de Regressão Linear. A correlação entre as séries reconstruidas com a série de precipitação da primavera-verão, durante os anos em que ambas as séries coexistem, deram os valores de 61,97% para a reconstrução da PCA e 39,45%, para a reconstrução da Regressão Linear. Já a correlação entre ambas as séries reconstruídas apresentou uma correlação de 91,02%. Com os resultados apresentados pela PCA para a obtenção da Série Dendrocronológicas Média na reconstrução da precipitação, mostra que este método estatístico pode ser utilizado em todos os passos de análise de um estudo dendrocronológico/dendroclimático. | |
| dc.description.abstract2 | To develop trees depend of internal factors (biological factors), and external factors (environmental factors). Biological factors determine the natural growth trend of the species, while environmental factors, such as temperature and precipitation, influence the greater or lesser growth depending on whether conditions are favorable or not, that is, an unfavorable environment reduces growth, because it interferes with several essential physiological processes. Thus, information about these variables is conserved in their growth rings. The sun is one of the main factors that influence this development, providing the possibility for the tree to perform photosynthesis, and for its influence on atmospheric temperature. Due to this direct and indirect influence, we can use trees as a natural record of the Sun-Earth-Climate relation, evaluating time series of tree growth rings. Thus, samples of the species imbuia, (Ocotea porosa (Nees & Mart) Barroso), were used, collected in the city of General Carneiro, southeastern region of the State of Paraná (26º24’01 25 "S 51º24’03 91" O), Brazil, to study the environmental conditions in the past of this region. The samples selected for this study were obtained through Cluster Analysis, which classifies objects (samples) based on their similarities. In order to obtain better results, the statistical method of Principal Components Analysis was applied to the dendrochronological series of imbuia to analyze the data obtained from the Cluster Analysis. This study was carried out with the aid of the Matlab Software, where the calculation of the Principal Components (PC) was performed. Once the PCs were obtained, the series were reconstructed without the 1st PC, which is an estimate of the trend that best represents the natural growth of all trees in the place. This removal together with the creation of an average dendrochronological series is necessary to maximize the signs of climatic/geophysical factors, which influenced the development of the trees. The results obtained by the PCA analysis method were compared with results obtained in another study of the same samples, which used the polynomial curve adjustment method (Ajuste de Curva Polinomial - ACP) to represent the growth trend of each tree, thus validating the PCA as a tool to model the growth trend of trees. The dendroclimatic study was carried out based on precipitation and reanalysis temperature series obtained at stations close to the study site. Pearson’s correlation and its significance between the average dendrochronological series and the annual, monthly, and season climatic series were calculated. The results obtained show that the samples of the imbuia species from the study site are closely related to precipitation, showing better development during the spring and summer seasons. From this conclusion, the reconstruction of precipitation patterns for the site was performed, using the spring-summer precipitation series with the average dendrochronological series, applying the Principal Component Analysis method and also the Linear Regression method. The correlation between the reconstructed series and the spring-summer precipitation series, during the years when both series coexist, gave the values of 61.97 % for PCA reconstruction and 39.45 % for Linear Regression reconstruction. The correlation between both reconstructed series, however, showed a correlation of 91.02 %. With the results presented by the PCA to obtain the Average Dendrochronological Series in the reconstruction of precipitation, it shows that this statistical method can be used in all steps of analysis of a dendrochronological/dendroclimatic study. | |
| dc.description.physical | 113 f. | |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.format.mimetype | ||
| dc.identifier.affiliation | Universidade do Vale do Paraíba | |
| dc.identifier.bibliographicCitation2 | SILVA, Daniela Oliveira da. Avaliação de forçantes geofísicas e climáticas em dados dendrocronológicos utilizando a análise de componentes principais . São José dos Campos, 2020. Dissetação (Mestrado em Física e Astronomia) - Universidade do Vale do Paraíba, Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento, São José dos Campos, 2020. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.univap.br/handle/123456789/547 | |
| dc.language.iso | pt_BR | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.initials | UNIVAP | |
| dc.publisher.institution | Universidade do Vale do Paraíba | |
| dc.publisher.program | Mestrado em Física e Astronomia | |
| dc.publisher.spatial | São José dos Campos | |
| dc.subject.keyword | Dendrocronologia | |
| dc.subject.keyword | Registros Naturais | |
| dc.subject.keyword | Séries Temporais | |
| dc.title | Avaliação de forçantes geofísicas e climáticas em dados dendrocronológicos utilizando a análise de componentes principais | |
| dc.title.alternative | Evaluation of geophysical and climate forces of dendrochronological data using principal components analysis | |
| dc.type | Dissertação | |
| dc.type.masterDegree | Acadêmico |