C.Nobre & M.Coutinho. Introductory Course on Climate Change Introduction and! History

Transcrição

1 Introductory Course on Climate Change Introduction and! History "

2 ! Forçamento Radiativo (W/ m 2) 100 a >1000 anos 11, 80, >1000 anos 2 semanas 2 semanas IPCC 2007 WGI "#$

3

4 Evolução do nível médio do mar desde a era pré-industrial Tendência ncia do nível n médio m do mar entre 1955 e 2003 Fonte: IPCC 2007 mm/ano

5 De uma maneira geral, vulnerabilidade pode ser entendida como a suscetibilidade a perigo ou dano (BRAUCH, 2005) Para O Riordan (2002), a vulnerabilidade a desastres naturais pode ser descrita como a incapacidade de uma pessoa, sociedade ou grupo populacional de evitar o perigo relacionado a catástrofes naturais ou ao fato de ser forçado a viver em tais condições de perigo. Tal situação decorre de uma combinação de processos econômicos, sociais, ambientais e políticos. Fonte: A. A. Villela %%& %'() *+, +-!" #$ % $ &'() *+,-.,/0 1+ #- Fonte: A. A. Villela

6 "#$%&'( ). ( /,, 0! /! +, + 6"3. 7 / / 8! 9 2. ",:;! & < & IPCC 2007 "%*. " = > " /?3@A9 0! $:;! IPCC 2007

7 B0-0 C 3, 0 7

8 2 %/ B5 +? $D:E;;FA Por muito tempo, achava-se que a Antártica era imune ao aquecimento global. A maior parte deste continente parecia com a temperatura estável ou até diminuindo, à medida que o resto do planeta aquece. No entanto, novas análises de satélites e dados de estações meteoroloógicas tem mostrado que este continente tem aquecido a uma taxa de aproximadamente 0.12 graus Celsius por década desde 1957, para um aumento total médio de 0.5 graus C.

9 Sudeste da América do Sul: Aumento na intensidade e freqüê üência de dias com chuva intensa ( ) Vazio de dados na Amazônia, Nordeste e partes do Centro- Oeste.? Índice R10 - Número de dias com chuva acima de 10 mm/dia

10 Número de precipitaciones mayores a 100 mm en no más de dos días en 16 estaciones de la región Centro y Este de Argentina: provincias de Chaco, Corrientes, Córdoba, Santa Fe, Entre Ríos y Santiago del Estero / 62 63/ 66 67/ 70 71/ 74 75/ 78 79/ 82 83/ 86 87/ 90 91/ 94 95/ 98 99/ 02 A ÑOS Precipitações com volume >= 100 mm em 96h São José dos Campos (SP) freqüência Décadas Sampaio e Luz, 2006

11 Secas estão aumentando em muitos lugares O mais importante padrão espacial do Índice de Severidade de Seca de Palmer (PDSI) a Componente da série temporal responde pela maior parte da tendência do PDSI. Desertificação - Contexto geográfico Aridez O Índice de Aridez, definido como a razão entre a Precipitação e a Evapotranspiração Potencial, estabelece as seguintes classes climáticas: Hiper-árido < 0,03 Árido 0,03-0,20 Semi-árido 0,21-0,50 Sub-úmido seco 0,51-0,65 Sub-úmido úmido> 0,65 Desertificação A Agenda 21, em seu capítulo 12, definiu a desertificação como sendo "a degradação da terra nas regiões áridas, semi-áridas e sub-úmidas secas, resultante de vários fatores, entre eles as variações climáticas e as atividades humanas. Fonte: C.Nobre Tomasella & M.Coutinho e Alvalá,, 2010.

12 Portanto, as áreas susceptíveis à desertificação e enquadradas no escopo de aplicação da Convenção das Nações Unidas para o Combate à Desertificação são aquelas de clima árido, semiárido e sub-úmido seco ( terras secas ). As terras secas abrangem 40% da superfície terrestre, e em torno de 35 % da população global. Estima-se que entre % das terras secas estão afetadas pela desertificação. Fonte: C.Nobre Tomasella & M.Coutinho e Alvalá,, De acordo com a definição da convenção, as áreas susceptíveis à desertificação estão localizadas na Região Nordeste e no Norte de Minas Gerais. Fonte: C.Nobre Tomasella & M.Coutinho e Alvalá,, 2010.

13 As causas da desertificação são várias Mudanças climáticas Mudanças no ciclo hidrológico de caráter interanual e interdecadal Urbanização Crescimento populacional Agricultura (desmatamento, práticas inadequada, queimadas) Erosão do solo Fonte: C.Nobre Tomasella & M.Coutinho e Alvalá,, 2010.

14 A desertificação é considerada uma das maiores ameaças ao meio ambiente em um nível global, com consequências diretas sobre a qualidade de vida da população. Na definição da Convenção, desertificação é o processo resultante da degradação persistente das terras em áreas áridas, semi-áridas e sub-úmida seca. Por "degradação da terra" se entende a degradação dos solos, dos recursos hídricos, da vegetação, portanto há uma perda de produtividade do solo associado com perdas na biodiversidade e com mudanças climáticas Isto se traduz na redução da qualidade de vida das populações afetadas Fonte: C.Nobre Tomasella & M.Coutinho e Alvalá,, No Brasil, dados históricos sugerem que as mudanças já estão ocorrendo. (a) de para , (b) de para ,(c) de para O estudo indica uma expansão do semi-árido, o que aumenta a susceptibilidade ao processo de desertificação. Fonte: C.Nobre Tomasella & M.Coutinho e Alvalá,, 2010.

15 A Conexão o entre Aquecimento Global e o Ciclo Hidrológico Aquecimento Temperatura Evaporaçã ção Seca Saturated Vapor Pressure Inundaçã ção t t+20 Temperature o F Capacidade de Reter Água Efeito Estufa Seca Umidade Atmosférica Intensidade da Chuva Inundaçã ção Cortesia: S. Sarooshian, U. California-Irvine Created by: Gi-Hyeon Park

16 Aumento dos Desastres Naturais na América Latina no Século XX Inundação Número de Eventos Vendaval Terremoto Anos Fonte: Charvériat, Céline. Natural disasters in Latin America and the Caribbean: an overview of risk G Perdas econômicas devido à desastres climatológicos totalizaram US$69 bilhões em 2007, um aumento de 36% em relação a Em 2007, disastres climatológicos representaram 91% de todos os desastres naturais. Entre 1980 e 2007, 46% de todas as catástrofes naturais ocorreram em países ricos, mas estas nações só tiveram 8% das fatalidades. Empresas de seguro agora recorrem a climatologistas para cálculos atuariais

17 0G70 7?" DA 1 >8 &" H A Seca da Amazônia em 2005 considerada uma das mais severas em 100 anos

18 Furacão Katrina

19 Região o Amazônica: presença a de ar descendente (de cima para baixo) inibindo a formaçã ção o de nuvens e chuva Amazônia Bacia Norte do Oceano Atlântico: presença de água Oceânica mais quente Cortesia: Jacy Saraira - SIPAM I- ) 3/J H Furacão Catarina (março/2004) Imagem NASA

20

21 Vegetation Atmosphere Interactions at the Surface: Trade Winds Surface Winds SW Radiation fluxes (albedo) Momentum fluxes (roughness) Sensible and latent fluxes (partition of energy) Drag Drag Solo

22 Modelo do Sistema Terrestre Global Código computacional (centenas de milhares de linhas de código) que representa aproximações numéricas de equações matemáticas, equações estas representativas das Leis Físicas que regem os movimentos da atmosfera, oceanos, criosfera, biosfera e as interações com a superfície. vários níveis verticais Domínio Geográfico

23 Sistema de equações es em coordenada η p p p. p RdTv v +. vv + v + fk v + Φ + p + F t p ω dp dt η Φ R T = d η p p = v dη + v p η 0 v p η dt Tω + κ = 0 dt p Hidrost k=r/cp Mov Vert Termod dq dt Momento + ' q = S = 0 1 p s + η t s p s s p = v d t 0 p p v + = 0 Continuidade p p = p v d Introductory Course t on Climate Change Introduction and History s 0 Os modelos devem representar todos os componentes do Sistema Climático Entretanto, muitos destes componentes não são representados (por exemplo: erupções vulcânicas) ou são representados através de parametrizações.

24 . + '.% ( ' ( ( ''',-..$ $/"012% 34%&"0))"0"&15"6. ' ( (. 5( #+6.&-$7 ' *''86 9:' < $:; < $M; 1K $$; L $$; ;;; 1K;;; Atmosphere Atmosphere Atmosphere Atmosphere Atmosphere Atmosphere Land Surface Land Surface Land Surface Land Surface Land Surface Ocean & Sea-Ice Ocean & Sea-Ice Ocean & Sea-Ice Ocean & Sea-Ice Sulphate Sulphate Sulphate Aerosol Aerosol Aerosol Non-sulphate Aerosol Non-sulphate Aerosol Carbon Cycle Carbon Cycle 0)"8 " Dynamic Vegetation Atmospheric Chemistry

25

26 (N 38" Best estimate for low scenario (B1) is 1.8 C (likely range is 1.1 C to 2.9 C), and for high scenario (A1FI) is 4.0 C (likely range is 2.4 C to 6.4 C).

27 Multi-model mean of annual mean surface warming (surface air temperature change, C) " ;M 2089 a 2099 relativo ao período de 1980 a cenário A1B - IPCC AR4

28 Anomalias de Temperatura ( o C) B1 Projeções de anomalias de temperatura ( C) para América do Sul para o período de (Cenário B1) em relação ao período base de Fonte: IPCC AR4

29 Projeções de anomalias de temperatura ( C) para América do Sul para o período de (Cenário A2) em relação ao período base de Fonte: IPCC AR4 Zonal means of change in atmospheric (top) and oceanic (bottom) temperatures ( C)( " ;:

30 /, 3,OO Precipitação aumenta em latitudes mais altas (muito provavelmente) Precipitação diminui em regiões subtropicais continentais (provavelmente) 2089 a 2099 relativo ao período de 1980 a cenário A1B - IPCC AR4

31 Anomalias de Precipitaçã ção o (mm/dia) A2 Projeções de anomalias de precipitação (mm/dia) para América do Sul para o período de (Cenário B1) em relação ao período base de Fonte: IPCC AR4

32 Projeções de anomalias de precipitação (mm/dia) para América do Sul para o período de (Cenário A2) em relação ao período base de Fonte: IPCC AR4 AUMENTO DO NÍVEL N DO MAR E ZONAS COSTEIRAS

33 Alguns efeitos do aumento do nível n do mar: - Inundaçõ ções mais freqüentes entes - Erosão o costeira e possível redefiniçã ção o de linha costeira - Intrusão o de água salgada - Problemas em lençó çóis freáticos - Reduçã ção o ou inversão o do fluxo de água doce proveniente de aqüí üíferos - Perdas de terras alagáveis (e mudanças) as) e de zonas úmidas costeiras por inundaçã ção o ou migraçã ção o para o interior - Diminuiçã ção o do ph da água salgada problemas em recifes de corais - Aumento do surgimento de algas - Alteraçã ção o da alocaçã ção o de sedimentos e nutrientes fluviais possíveis alteraçõ ções na circulaçã ção o e na distribuiçã ção o de espécies - Alteraçã ção o dos volumes de água que entram e saem dos estuários - Alteraçõ ções do gradiente de salinidade nos estuários afeta a distribuiçã ção o dos organismos Alguns efeitos do aumento do nível n do mar: - Mudanças as da temperatura do mar podem alterar a distribuiçã ção o de espécies marinhas. - O aumento do nível n do mar, mesmo em apenas algumas dezenas de centímetros pode resultar em catástrofes de grandes dimensões. es. -Devido ao desequilíbrio térmico t jáj provocado, mesmo na eventualidade de cessarmos todas as emissões, es, o nível n do mar deverá ainda continuar aumentando por várias v décadas, d ou séculos!!!

34 PROBIO-IPCC Global models used: IPCC TAR (HadCM3)-Version 1 Downscaling Modelos do IPCC: HadAM3 Climatology IPCC Scenarios A2, B2 Regional models Climate anomalies (futurepresent), from regional mulimodel ensemble Time slices , A2, B2 Climatology regional model RegCM3 HadRM3 Eta CCS Maps of climate anomalies, and indices of extremes (Regional multimodel ensemble) , A2, B2

35

36

37 Fonte: IPCC 2007

38 Emissões de CO 2 Mudança no Uso da Terra e Florestas 77% 1990 Energia 21% Processos Industriais 2% Total milhões t CO 2 Total 1994 Mudança no Uso da Terra e Florestas 75% 1994 Energia 23% Processos Industriais 2% 1030 milhões t CO 2 Variação % FOGO

39 Fogo... Pg! ""#$

40 Desmatamento Experimento numa Floresta Retira floresta, coloca pastagem -Temperatura (1 a 3ºC) 3 - Evapotranspiraçã ção - Precipitação (400 a 800 mm/ano) - Período seco mais prolongado Resultados de três Estudos para a Amazônia: 1) Biomas potenciais em equilíbrio após 40% de desflorestamento. Savanização da Amazônia e semideserto no Nordeste. Fonte: Sampaio, Área (10 6 km 2 ) % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Taxa de desflorestamento Floresta Savana 2) Biomas potenciais em equilíbrio para o cenário A2 de GEE período: Savanização da Amazônia e semi-deserto no Nordeste. Fonte: Salazar et al., ) O desflorestamento da Amazônia, aumenta a temperatura e diminui a precipitação na região. Há amplificação do fenômeno El Niño- Oscilação Sul. Fonte: Nobre et Introductory al., Course on Climate Change Introduction and History

41 Os ecossistemas na Amazônia e Cerrado estão sujeitos à diferentes forçantes ambientais LUCC Fogo Mudança Climática Extremos do clima Desmatamento...

42 Climatologia do transporte de umidade integrado entre a superfície e 650 hpa Introductory para Course Dezembro on Climate Change a Março Introduction o de 1981/82 and History a 2001/02. Fonte: Sampaio et al., 2007

43 LAND COVER CHANGE + CLIMATE CHANGE + FIRE Nobre et al., 2010

44 Fonte: IPCC 2007 %PLBP%1 1P%0QL10B%. 0! =/ 3 / ". (N< + " "-!! +45 ". (N< +! =! /N 0R #'! #:S

45 Impactos na Agricultura Brasileira são, s em geral, negativos! Área Pontecial (1000 km2) Atual T + 1ºC T + 3 ºC T + 5,8 ºC Aumento na temperatura média! " Variaçã ção o da área potencial de menor risco climático para cultivo de milho, arroz, feijão, arroz, soja e café arábica no Brasil. O maior impacto relativo ao aumento de temperatura poderá ser para a soja, com reduçã ção o de até 60% na área potencial de plantio. Fonte: Comunicaçã ção o Pessoal de Eduardo Assad, Embrapa 60 Cenário de risco de perda da capacidade das pastagens em conseqüê üência do aumento da temperatura 50 Risk of pasture capacity (%) Environmental temperature increase (ºC) Fonte: Dr. C.Nobre Eduardo & M.Coutinho Assad, Embrapa

46 L L ( /, L T &" >!!"

47 "5; *3 "/, "! UB!8+ "

48 Muito Obrigado! Contato Gilvan Sampaio CCST/INPE Rodovia Dutra, km Cachoeira Paulista São Paulo, Brasil