INLAND: Status e perspectivas

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1 INLAND: Status e perspectivas Manoel Cardoso Workshop Geral do CCST INPE S. J. Campos, April 2017

2 INLAND (Modelo Integrado de Processos Superficiais) Vegetação natural contemporânea simulada estimada pelo modelo

3 Contexto na Ciência do Sistema 3 Terrestre Atmosphere INLAND Fire Deforest Vegetation Oceans Land surface

4 Contexto na estrutura para produção de cenários e projeções no CCST INLAND 4 Agriculture Regional Climate Vegetation Dynamics Hydrology Land use

5 Capacidade para considerar desmatamento com o INLAND Forest cover (time = t) Forest cover (time = t-1) Disturbance rate (trees only) Deforestaion rate (time = t) Vegetation type and structure

6 Acoplamento superfície-atmosfera com modelos AGCM Projeção da anomalia média anual de temperatura prox. à superfície ( o C) para RCP4.5 6 (a) (b) (a) (b) sem considerar distúrbios por desmatamento e fogo considerado os efeitos de desmatamento e fogo. CNPq-Fapesp INCT-MC EU-FP7 COMBINE

7 Dossel inferior Dossel superior Projeção da mudança na biomassa vegetal (KgC/m2) para 2070 (RCP4.5) Valores atuais Sem fogo e desmat. Com fogo e desmat. CNPq-Fapesp INCT-MC EU-FP7 COMBINE Desmat+Fogo Diminuição de árvores Expansão de gramíneas

8 Modelagem da cultura agrícola da soja Raphael Pousa (UFV) 8 - Três modelos: um puramente biofísico (INLAND); um modelo puramente agroeconômico (regressão linear) e um modelo híbrido biofísico-econômico (INLAND/linear). - Período histórico Para o modelo econômico e agro-econômico foram utilizadas variáveis econômicas: custo mínimo de transporte, tamanho médio da fazenda e preço da soja. - Foi feita uma calibração da produtividade de soja, utilizando o Optis, em dois níveis hierárquicos. Primeiro, somente com parâmetros biofísicos para o sítio experimental da Fazenda Tanguro MT. Segundo, para parâmetros biofísico e econômicos para representar a produtividade em todo o Brasil, dividido em três períodos e três faixas de temperatura. - Quantificar a soja que chega aos portos para exportação. - Estender este estudo para outros cultivos agrícolas presentes no INLAND. Trabalhos futuros: Incorporar outras variáveis econômicas nesta modelagem, como: custeio da lavoura, custo de mão-de-obra, sementes, fertilizantes.

9 Simulação da produtividade do cafeeiro para o clima presente e futuro com o Modelo INLAND P.S. Tavares, A. Giarolla (CCST), S.C. Chou (CPTEC) Reanálises CFSR IMPLEMENTAÇÃO CAFEEIRO Coffea arabica L. MODELO REGIONAL ETA Clima presente Cenários futuros (RCPs) Produtividade climatológica VALIDAÇÃO Produtividade: Fazendas de Café e IBGE MODELO INLAND Offline / Grid PRODUTIVIDADE Clima presente Cenários futuros Espera-se que o modelo INLAND-Coffee integre a lista dos pouquíssimos modelos mecanísticos existentes na literatura, sendo uma boa ferramenta para estimativa da produtividade cafeeira Primeira vez que o modelo INLAND rodou em resolução espacial de 5x5 km e foi adaptado para representar uma cultura agrícola no Brasil

10 Integração INLAND-LUCCME para simulação da expansão da cana-de-açúcar no Estado de São Paulo Aptidão da cana-deaçúcar (precipitação e temperatura do ar) para o presente e para projeções (RCP 4.5 e 8.5, MIROC-5 e HadGEM2-ES) Modelagem da produtividade Cana-de-açúcar INLAND Grasiela Medeiros Angélica Giarolla Outras variáveis biofísicas e socioeconômicas Pra onde se dará a expansão da cana-deaçúcar no Estado de São Paulo? Modelo de expansão da canade-açúcar (LUCC-ME CCST) Período Conservação do solo

11 Simulações de produtividade da cana-de-açúcar com o modelo INLAND para o período ( ) em t ha -1 RCP 4.5 RCP 8.5 Áreas com cana-deaçúcar para 2050 resultante da integração INLAND e LUCCME Grasiela Medeiros, Angélica Giarolla

12 Implementação do uso da terra a partir dos sub-grid tiles Marcos Sanches, Felipe Alexandre, Etienne Tourigny

13 Heterogeneidade espacial, influência do clima e de fatores abióticos e bióticos na dinâmica da sazonalidade da vegetação Jorge Bustamante, Renata Galvão, Marcelo Prado Estado atual: Para incorporar a heterogeneidade espacial da vegetação no modelo de superfície INLAND, está sendo gerado um novo mapa contendo 4 camadas de informação (floresta perenifólia, floresta decídua, arbusto e gramíneo-herbácea) para cada ponto de grade no mapa (para o Brasil e América do Sul). Para avaliar a influência do clima na sazonalidade da vegetação estão sendo aplicados indicadores de sazonalidade da vegetação em séries temporais dos principais tipos de vegetação. Para analisar a relação de fatores abióticos e bióticos na dinâmica sazonal da vegetação estão sendo avaliados precipitação, índices de vegetação, produtividade (GEP) e produção de serapilheira na Amazônia e transição floresta-cerrado. Perspectivas: Simular a dinâmica sazonal dos fluxos de carbono na floresta Amazônica, no Cerrado e na transição floresta-cerrado. Elaborar projeções dos fluxos de carbono com base nos cenários de trajetórias (RCP 2.6, RCP 4.5, RCP 6.0 RCP 8.5) propostas no AR5 do IPCC nos biomas brasileiros. Interação direta com o grupo de modelagem climática e o grupo do luccme/inpe-em. Incorporação de técnicas de modelagem de espécies, às técnicas usadas pelo grupo, para aplicações específicas como previsões de deslocamento ou extinção de espécies chave.

14 Multilayer vegetation map in the INLAND model Tropical evergreen forest Tropical deciduous forest Shrubs Grassland % Proportion of vegetation Simulated NPP Kgm -2 y -1 Types of Vegetation (Bustamante Becerra et al, in preparation)

15 Update do sistema de controle de versão, aumento da resolução espacial, atualização dos dados de input climatológicos Felipe Alexandre, Marcos Sanches, Etienne Tourigny O Repositório do controle de versão (Mercurial) usado no INLAND está funcionando e disponível para usuários e desenvolvedores pelo site Para acessá-lo é preciso entrar em contato com qualquer integrante da equipe de desenvolvimento, possuímos manual e algumas boas práticas para ajudar a usar o Mercurial como controle de versão. Foi adicionado recentemente ao INLAND a capacidade de simular o desmatamento via sub-grid tiles. Estão sendo feitos testes para uma versão do INLAND com uma resolução mais fina. Atualização dos dados climatológicos dos arquivos de INPUT (atualmente usamos ).

16 Calibração da velocidade máx de carboxilação Vcmax para a Caatinga a partir de medidas realizadas em campo Luiz Rezende et al. (2016) Braz. J. Biol. Petrolina Embrapa 600 ha floresta preservada 11 indivíduos geo-referenciados (2012, 2013, 2014) Poincianella microphylla (catingueira da folha miúda) família Fabaceae o que representa 50,63% das espécies na área (DRUMMOND et al., 2002) Trocas gasosas