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Análise de associação e causalidade entre clima e queimadas usando redes complexas

Processo: 19/00157-3
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de abril de 2019
Vigência (Término): 31 de março de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Metodologia e Técnicas da Computação
Pesquisador responsável:Elbert Einstein Nehrer Macau
Beneficiário:Leonardo Nascimento Ferreira
Supervisor no Exterior: Jurgen Kurths
Instituição-sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Local de pesquisa : Humboldt University, Alemanha  
Vinculado à bolsa:17/05831-9 - Análise da influência de índices climáticos sobre as queimadas em vegetação por meio de redes complexas e mineração de dados, BP.PD
Assunto(s):Sistemas complexos   Análise de séries temporais   Queimada   Redes complexas   Mineração de dados

Resumo

Incêndios florestais fazem parte de um sistema complexo formado por clima, vegetação e fatores humanos. O fogo altera a vegetação e o solo, destrói edificações, afeta a biodiversidade e influencia as atividades humanas. Estudos recentes projetam que enfrentaremos incêndios florestais mais graves nos próximos anos e que os métodos tradicionais de previsão de fogo podem ser ineficazes. Dado esse cenário pessimista e a alta complexidade que envolve a dinâmica do fogo, precisamos de modelos melhores para estudar a atividade global e regional de incêndios. Na última década, redes complexas surgiram como um poderoso modelo para a análise de sistemas complexos. Este modelo permite quantificar as características e dinâmicas do sistema em diferentes escalas. No contexto das ciências do clima, redes complexas têm sido usadas para estudar muitos fenômenos climatológicos, mas não incêndios florestais. Dado o potencial desta ferramenta e a complexidade da dinâmica global do fogo, no oobjetivo desse projeto de pesquisa é desenvolver métodos baseados em redes complexas para quantificar a influência do clima nas queimadas. Vamos nos concentrar em redes climáticas temporais construídas usando duas abordagens: medidas de associação estatística (redes de correlação) e inferência causal (redes de causa e efeito). Em ambos as abordagens, dividiremos a região de estudo em grade e usaremos vértices para representar as células da grade. A principal diferença entre as duas abordagens é a maneira como as conexões entre vértices são estabelecidas. Primeiramente, queremos quantificar os impactos de fenômenos climatológicos, como El Niño e eventos extremos, na topologia das redes. Em seguida, buscaremos padrões temporais nas topologias de rede usando ferramentas de mineração de grafos. No final do projeto, esperamos entender melhor a relação entre clima e fogo.