Micro-Clima e Eventos Climáticos Extremos 1

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1 Micro-Clima e Eventos Climáticos Extremos 1 Luiz Francisco Pires Guimarães Maia Centro de Ciências Matemáticas e da Natureza / Instituto de Geociências / Departamento de Meteorologia UFRJ Sumário Introdução DIAGNÓSTICO Escala Global Escala Regional Escala Local PROGNÓSTICO Escala Global Escala Regional Escala Local MEDIDAS RECOMENDÁVEIS PRIORIZAÇÃO...9 Referências Introdução O presente trabalho visa apresentar os aspectos relevantes básicos para o desenvolvimento do tema micro-clima e eventos climáticos extremos, que fará parte do documento denominado Pareceres Temáticos (Nível D), a ser elaborado pelo Instituto Pereira Passos para o Seminário "Rio Próximos 100 Anos" A Cidade contra o Aquecimento Global. Para tal, são considerados como referências o Relatório do IPCC de 2007 e os documentos elaborados pelo CPTEC/INPE sobre o Clima, uma vez que são os mais consolidados até então. Para os aspectos locais, estão sendo desenvolvidos estudos diagnósticos envolvendo os diversos aspectos associados ao micro e meso-climas do Rio de Janeiro. Serão abordados os seguintes aspectos: Diagnóstico, Prognóstico, Medidas recomendáveis e Priorização. 1.DIAGNÓSTICO 1.1 Escala Global Estatísticas fundamentadas em um grande número de observações, além de numerosos estudos, confirmam que durante as últimas décadas, em algumas partes do mundo, foram detectadas 1 Texto elaborado para o Instituto Pereira Passos, para subsidiar os debates do Seminário de Reação: Rio, próximos 100 anos.

2 modificações nas características climáticas. Especificamente, na última década, em ambos os hemisférios, não apenas exemplos de degelo, mas também de elevação significativa do nível do mar, precipitações excepcionalmente intensas, estiagens severas em regiões habitualmente úmidas, processos de desertificação, ondas de calor, etc. têm sido interpretados cautelosamente pela comunidade científica como fenômenos associados, principalmente, ao aquecimento global. A década de 1990, segundo o Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas, foi a mais quente desde que as primeiras medições começaram a serem feitas na década de 1860, o que dá indicações de estreita associação com o aumento do uso de combustíveis fósseis. O ano de 1998 foi o mais quente da história, com +0,54ºC acima das Normais Climatológicas do período O período apresentou recordes de temperaturas elevadas. O verão de 2003, muito provavelmente, tenha sido o mais quente desde 1500 na Europa. Grandes inundações assolaram inúmeras cidades do mundo, ocasionando destruição e mortes. 1.2 Escala Regional Temperatura Para o Brasil, Marengo et al. (2007), evidenciaram um aumento da temperatura média de aproximadamente 0,75 ºC até o final do Século XX em relação as Normais Climatológicas , que é de 24,9 ºC. O ano de 1998 se configurou como o mais quente no Brasil, com até mais 0,95 ºC em relação à mesma Normal. As tendências de aquecimento são detectadas ao nível anual e sazonal, com maiores aquecimentos no inverno e primavera (Obregon e Marengo, 2007) Precipitação Os mesmos autores citados anteriormente registraram tendências positivas de até +120 mm/década na maior parte do Sul e Sudeste do Brasil no período , assim como algumas tendências negativas no Amazonas, Bahia, Minas Gerais e Rio de Janeiro. Para o Nordeste e Amazônia, as chuvas não evidenciaram tendências significativas Eventos Extremos Os registros observacionais históricos têm mostrado tendências positivas na freqüência de noites e dias quentes e tendências negativas na freqüência de noites e dias frios, bem de acordo com os padrões de aquecimento global. Quanto a precipitação para o Sudeste da América do Sul foi observado um aumento da quantidade de episódios com maiores intensidades pluviométricas no período , muito embora os totais anuais assim não o indiquem. Isto é consistente com tendências positivas de grande magnitude nas temperaturas mínimas e em menor grau das temperaturas máximas no Brasil, como já destacado no item anterior. Os dados das estações mostram uma tendência de aumento dos episódios de chuvas intensas, sobretudo nos estados de SP, PR, RS. Nessa análise não foi possível enfocar os demais estados por deficiência de dados meteorológicos.

3 1.2.4 Furacões A temporada 2005 de furacões serve para ilustrar as significativas perturbações por que passa o planeta. O número de furacões nas categorias 4 e 5 aumentou nesse ano. Foram os casos do furacões Katrina, em 28/08/2005, e o Rita, em 21/09/2005. Estatísticas recentes envolvendo séries temporais permitiram estabelecer a relação entre o aumento da temperatura do mar e a ocorrência de furacões nas categorias 4 e 5. Para o Brasil, a maior evidência foi a ocorrência do primeiro furacão : o Catarina, em março de 2004, próxima a costa de Santa Catarina. Foi também, ao que tudo indica, o primeiro furacão observado no Atlântico Sul. Os ciclones extratropicais no Atlântico Sul são sistemas de intensa atividade, tendo seus maiores efeitos na formação de pista de ondas, que podem levar a fortes ressacas no litoral do Rio de Janeiro. Climatologicamente, ocorrem de maio a setembro. 1.3 Escala Local O levantamento de evidências locais esbarrou com as seguintes dificuldades: Escasso número de estações meteorológicas que, além disso, se encontram muito dispersas na Cidade; As séries históricas existentes envolvem períodos e extensões distintos, o que dificulta a detecção de variações climáticas de longo-prazo; As mudanças efetuadas na localização das estações. Por exemplo: a Estação Climatológica Principal do Rio de Janeiro, que gerou na Cidade a maior série histórica, já apresentou várias mudanças de endereço; As modificações no entorno das estações, como conseqüência da expansão urbana. Mesmo assim, foi possível realizar algumas análises locais, como segue Temperatura As plotagens conjuntas das curvas de temperatura média, máxima e mínima mensais, nos períodos e , são mostradas, respectivamente, na Figura 1, partes (a), (b) e (c). Tais figuras revelam que os valores mensais de cada parâmetro sofreram aumentos entre o primeiro e segundo períodos, chegando até pouco mais de 1ºC. Tais incrementos, no entanto, se justificam, dominantemente, em razão das alterações de uso e cobertura do solo, havendo, no entanto, uma pequena proporção decorrente das fontes de calor e efeito estufa locais. Não seria prudente incluir o aquecimento local como um quarto fator para justificar as alterações entre os períodos consecutivos de 30 anos. As Figuras 2 e 3 mostram, respectivamente, as variações mensais da temperatura média do ar no Rio de Janeiro ( ) e Bangu ( ). Apesar dos limitados períodos, ficaram evidenciadas suaves tendências de aumento das temperaturas ao longo dos anos.

4 Outras análises temporais de temperatura estão sendo desenvolvidas a partir dos dados históricos dos aeroportos situados na Cidade do Rio de Janeiro, oriundos do Comando da Aeronáutica. Figura 1 - Normais climatológicas da temperatura média do ar. Estação Climatológica Principal do Rio de Janeiro. Períodos: e (a) (b) (c) Figura 2 - Série temporal da temperatura média mensal no Rio de Janeiro no período TEMPERATURA MÉDIA COMPENSADA - RIO DE JANEIRO/RJ (1960 a 1989) 35,00 30,00 y = 0,0001x + 23,648 R 2 = 3E-05 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 jan/60 jan/61 jan/62 jan/63 jan/64 jan/65 jan/66 jan/67 jan/68 jan/69 jan/70 jan/71 jan/72 jan/73 jan/74 jan/75 jan/76 jan/77 jan/78 jan/79 jan/80 jan/81 jan/82 jan/83 jan/84 jan/85 jan/86 jan/87 jan/88 jan/89 Fonte: INMET.

5 1.3.2 Precipitação A precipitação é uma das variáveis meteorológicas mais importantes para os estudos climáticos e para muitas avaliações ambientais. A plotagem conjunta das curvas de precipitação total média nos períodos e (Figura 4) evidencia um aumento dos totais pluviométricos apenas para os meses de abril a outubro e dezembro, entre o primeiro e segundo períodos. Figura 4 Normais climatológicas da precipitação pluviométrica. Estação Climatológica Principal do Rio de Janeiro. Períodos: e A precipitação no Rio de Janeiro também pode ser avaliada quanto aos seus máximos valores dos totais diários e de 1 hora. As denominações das estações pluviométricas, as instituições a que pertencem, os períodos de dados e os valores e datas de ocorrência de seus registros máximos são mostradas no Quadro 1. As indicações de mês e ano para os totais de 24 horas são válidas, apesar de algumas vezes se referirem a anos não inseridos nos períodos indicados. Observam-se registros que indicam situações extremas. Fica clara a grande variabilidade espaço-temporal das precipitações na Cidade. Quadro 1 Relação das estações avaliadas no presente estudo. # ESTAÇÃO Fonte Período de Dados Precipitação Máxima 24 horas 1 hora Total Total (mm) Mês/Ano (mm) Data 1 BENFICA SERLA 1972 A ,4 fev/ CAFUNDÁ SERLA 1969 A ,0 fev/ CAJU SERLA 1972 A ,0 dez/ CAMORIM SERLA 1972 A ,8 dez/ CAPELA MAYRINK SERLA 1976 A ,4 dez/ CHACARÁ DO CABEÇA SERLA 1967 A ,4 jun/ CIDADE DE DEUS SERLA 1969 A ,5 abr/ CIDADE UNIVERSITÁRIA SERLA 1970 A ,9 fev/ COPEBA SERLA 1976 A ,3 fev/71 - -

6 10 ELETROBRÁS SERLA 1969 A ,2 jun/ FLORIANÓPOLIS SERLA 1969 A ,4 abr/ FUNABEM SERLA 1970 A ,2 abr/ ILHA DO GOVERNADOR SERLA 1965 A ,3 mai/ IRAJÁ SERLA 1965 A ,6 fev/ LOBO JÚNIOR SERLA 1965 A ,5 fev/ MACUIBA SERLA 1972 A ,8 dez/ PARADA DE LUCAS SERLA 1964 A ,4 fev/ PRAÇA ROCCO SERLA 1968 A ,9 fev/ REALENGO SERLA 1965 A ,7 fev/ URCA GEORIO 1997 A ,0 fev/71 57,2 24/10/05 21 TIJUCA GEORIO 1997 A ,3 fev/71 78,2 17/02/98 22 SANTA TERESA GEORIO 1997 A ,9 fev/71 70,2 07/01/98 23 GRAJAÚ GEORIO 1997 A ,4 fev/98 90,3 17/02/00 24 ILHA DO GOVERNADOR GEORIO 1997 A ,9 dez/81 68,4 10/01/97 25 PENHA GEORIO 1997 A ,0 fev/88 59,6 27/01/06 26 MADUREIRA GEORIO 1997 A ,1 fev/88 79,2 27/01/06 27 IRAJÁ GEORIO 1997 A ,6 fev/00 65,2 17/02/00 28 BANGU GEORIO 1997 A ,0 abr/07 52,4 27/01/06 29 PIEDADE GEORIO 1997 A ,8 jan/98 69,9 17/02/00 30 SAÚDE GEORIO 1997 A ,7 jan/98 82,0 27/01/06 31 CACHAMBI GEORIO 1997 A ,6 mar/03 73,8 27/01/06 32 ANCHIETA GEORIO 1997 A ,6 jan/98 72,6 27/01/06 33 SUMARÉ GEORIO 1997 A ,6 dez/01 103,4 27/01/06 34 LARANJEIRAS GEORIO 2000 A ,0 dez/01 72,0 27/01/06 35 SÃO CRISTÓVÃO GEORIO 2000 A ,0 mar/03 72,2 15/03/04 36 RIO DE JANEIRO INMET 1997 A ,8* abr* TANQUE GEORIO 1997 A ,9 jan/98 78, CIDADE DE DEUS GEORIO 1997 A ,1 jan/98 73, Outras análises temporais de precipitação estão sendo desenvolvidas a partir dos dados históricos dos aeroportos situados na Cidade do Rio de Janeiro, oriundos do Comando da Aeronáutica Eventos Extremos Intensos complexos convectivos de meso-escala também tem sido observados historicamente no Brasil, levando a situações meteorológicas extremas de ventos fortes e precipitação, conforme relatado por Silva Dias (1987), Figueiredo e Scolar (1990 e 1996), entre outros. Para o Rio de Janeiro, Maia et al (2007) elaboraram um parecer técnico, descrevendo a situação diagnóstica da atmosfera nos dias 10 e 11 de janeiro de 2003 na região da baía de Sepetiba, onde ocorreram ventos, historicamente, extremos, gerados pela formação de um sistema ciclônico no litoral do Rio de Janeiro. Tal sistema foi classificado como de extrema intensidade, curta duração e de rara ocorrência. A extrema magnitude dos ventos registrados pelas estações meteorológicas do Porto de Sepetiba e do Comando da Aeronáutica, em Santa Cruz, permitiu, por analogia, enquadrar o episódio na Categoria 1 de um tornado (Escala Fujita) e de um furacão (Escala Saffir-Simpson). Outras avaliações diagnósticas, como a incidência de ciclones extratropicais no Atlântico Sul (incluindo localização, intensidade, distância do litoral do Rio de Janeiro e efeitos meteorológicos

7 locais), as características das descargas atmosféricas, as formações de ilhas de calor urbano, as características da estabilidade atmosférica e as variações na altura da camada de mistura (estas duas permitindo uma associação com a qualidade do ar) ainda estão em fase de desenvolvimento. 2. PROGNÓSTICO 2.1 Escala Global O Relatório do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (2007) apresenta um esboço dos possíveis impactos do aquecimento global no planeta considerando, para 2100, os cenários de temperaturas entre 2ºC e 4,5ºC acima dos níveis pré-industriais, sendo a "melhor estimativa" de uma elevação de 3ºC. As conseqüências previstas para os diferentes níveis de aumento da temperatura envolvem impactos sobre as geleiras, na produção mundial de cereais, saúde humana, índice de mortalidade, enchentes, extinção de espécies, falta d água, colapso da floresta Amazônica, correntes marítimas, monções, elevação do nível dos oceanos, entre outros. Os fenômenos atmosféricos tendem a ser mais intensos em algumas regiões, com chuvas fortes, ondas de calor, intensificação de furacões, além uma série de alterações nos regimes climáticos locais em muitas partes do mundo. 2.2 Escala Regional Temperatura As projeções mais recentes do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas indicam, para o Brasil, um aumento da temperatura média no ar até 4ºC acima da média climatológica do período para o ano de Para um cenário de altas (baixas) emissões, a temperatura média do ar no Brasil, em 2100, pode aumentar até 28,9ºC (26,3ºC), tomando como referência a média de 25.0ºC para o período (Marengo 2007) Precipitação As projeções de mudança nos regimes e distribuição de chuva, derivadas dos modelos globais para climas mais quentes ainda não são conclusivas, sendo grandes as incertezas. Para a Amazônia e Nordeste, as indicações gerais são de redução das chuvas, enquanto no Sul, Sudeste e Centro-Oeste os prognósticos não mostram mudanças perceptíveis, muito embora possam ser mais intensas e muito mais mal distribuídas do que nos dias de hoje.

8 2.2.3 Eventos Extremos As principais projeções de extremos se dão para a segunda metade do Século XXI, com aumento geral dos extremos de temperatura, implicando em noites mais quentes, ondas de calor, e nos indicadores de eventos extremos de chuva. As projeções futuras de extremos de temperatura e chuva no continente são consistentes, como poderia ser esperado num clima mais quente, devido ao aumento na concentração de gases de efeito estufa até Na escala continental, em relação à precipitação, os cenários sugerem que, no futuro, a estação chuvosa na Região Nordeste deve apresentar chuvas mais fracas, enquanto para a Região Norte as indicações são de reduções de chuva a nível anual e sazonal, especialmente nos trimestres dezembro-janeiro-fevereiro e março-abril-maio. Para as Regiões Sul, Sudeste e Centro- Oeste os sinais de mudanças são mais fracos e com baixo nível de confiança Furacões Existem incertezas na possibilidade de ter mais furacões como Catarina no Atlântico Sul devido ao aquecimento global, muito embora, alguns renomados institutos de pesquisas climáticas do Reino Unido e Japão tenham dado indicações de condições mais favoráveis para o desenvolvimento de furacões no Atlântico Sul em cenários de aquecimento global mais pessimistas. 2.3 Escala Local Temperatura As poucas séries meteorológicas locais avaliadas até então dão indicações de tendências de aumento das temperaturas médias mensais, sobretudo no inverno, Os dias tendem a se tornar mais quentes, assim com as mínimas noturnas tendem, a ser mais elevadas. A ilha de calor da Cidade, hoje em dia localizada na região Bangu, Realengo e entorno tende a se ampliar. Estudos nesse sentido estão ainda sendo desenvolvidos Precipitação As precipitações estão se mostrando muito mais mal distribuídas temporalmente do que em anos anteriores. Longos de períodos de estiagem tendem a ocorrer. A quantidade de precipitação tende a ser maior em episódios concentrados, segundo mostram os registros meteorológicos que estão sendo ainda analisados Eventos Extremos Tem-se observado alterações significativas de eventos meteorológicos, tais como: Intensificação de ventos associados a tempestades e vórtices ciclônicos no Oceano, próximos ao litoral do Rio de Janeiro; Intensificação Cumulonimbus e chuvas locais fortes; Trajetórias mais litorâneas de Cumulonimbus frontais;

9 Aumento das precipitações nas encostas litorâneas voltadas para o Oceano; Aumento da instabilidade atmosférica no verão, com correspondente aumento dos episódios de chuvas fortes e inundações, sobretudo na baixada Fluminense; Aumento das concentrações de ozônio ar urbano, decorrentes do aumento da frota circulante e do aquecimento urbano; Aumento do número de queimadas nas áreas de preservação situadas no município. 3. MEDIDAS RECOMENDÁVEIS As principais recomendações para o enfrentamento do problema são as seguintes: Estabelecimento de uma rede de monitoramento climático cobrindo o território municipal, capaz de permitir a elaboração futura de um Atlas Climatológico do Rio de Janeiro ; Formatação de um banco de dados climáticos, incorporando informações históricas de outras instituições, bem como os registros a serem gerados pela rede de monitoramento climático do município; Desenvolver estudos relacionados às ilhas de calor urbano; Implementar um programa de aumento da cobertura vegetal, visando neutralizar as emissões de CO2 e atenuar os impactos da ampliação de ilhas de calor; Estabelecer as relações atuais estimar a exposição ao risco decorrente das mudanças climáticas; 4. PRIORIZAÇÃO Implantação de uma rede básica de monitoramento ambiental. Ampliação do apoio do Fundo de Conservação Ambiental do Município aos estudos relativos aos impactos das mudanças climáticas no Rio de Janeiro. Criação de uma infra-estrutura para gestão e estudos de temas ligados às mudanças climáticas.

10 Referências: DINIZ, E. M.; BARTHOLOMEU, D. B.; AIMOLA, L. L. ROCHA, M. T. Considerações sobre as Mudanças Climáticas Globais. Instituto de Assuntos Avançados. Universidade de São Paulo. São Paulo FIGUEIREDO, J.C. e J. SCOLAR, 1996: Estudo da trajetória dos sistemas convectivos de mesoescala na América do Sul. VII Congreso Argentino de Meteorologia e VII Congreso Latinoamericano e Ibérico de Meteorologia, Buenos Aires, Argentina, Setembro 1996, FRANÇA, J. R. A. Análise do Fluxo Médio de Radiação de Onda Longa Emitida pela Superfície Terrestre Usando NOAA-AVHRR: Aplicação na Determinação de Ilhas de Calor na Área Metropolitana da Cidade do Rio de Janeiro; XI Congresso Brasileiro de Meteorologia; G. O. OBREGÓN; MARENGO, J. A. Mudanças Climáticas Globais e Efeitos sobre a Biodiversidade. Sub projeto: Caracterização do clima atual e definição das alterações climáticas para o território brasileiro ao longo do Século XXI. Relatório 2: Caracterização do clima no Século XX no Brasil: Tendências de chuvas e Temperaturas médias e extremas. Ministério do Meio Ambiente. CPTEC/INPE. São Paulo MAIA, L. F. P. G.; FRANÇA, G. B.; FRANÇA, J. R. A. EVENTOS EXTREMOS NO RIO DE JANEIRO. ESTUDO DE CASO: EPISÓDIO OCORRIDO EM ITAGUAÍ RJ EM 10/01/2003. Parecer Técnico. Universidade Federal do Rio de Janeiro MARENGO, J. A. Mudanças Climáticas Globais e Efeitos sobre a Biodiversidade. Sub projeto: Caracterização do clima atual e definição das alterações climáticas para o território brasileiro ao longo do Século XXI (Relatório nº 1: Caracterização do clima no Século XX e Cenários Climáticos no Brasil e na América do Sul para o Século XXI derivados dos Modelos Globais de Clima do IPCC). Ministério do Meio Ambiente. CPTEC/INPE. São Paulo MARENGO, J. A.; NOBRE, C. A; SALATI, E.; AMBRIZZI, T. Mudanças Climáticas Globais e Efeitos sobre a Biodiversidade. Sub projeto: Caracterização do clima atual e definição das alterações climáticas para o território brasileiro ao longo do Século XXI (Sumário Técnico). Ministério do Meio Ambiente. CPTEC/INPE. IAG/USP. FBDS. São Paulo SCOLAR, J. e J.C. FIGUEIREDO, 1990: Análise das condições sinóticas associadas a formação de complexos convectivos de mesoescala. VI Congresso Brasileiro de Meteorologia, SBMET, Anais, 2, SILVA DIAS, M.A.F., 1987: Sistemas de mesoescala e previsão de tempo a curto prazo. Rev. Bras. Meteor., 2, SILVA DIAS, P.L. (2005) Mudanças climáticas; como conviver com as incertezas sobre os cenários futuros. In 10º Encontro de geógrafos da América Latina, São Paulo. Resumos, São Paulo, Universidade de São Paulo, Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas. p