O DESMATAMENTO, A MUDANÇA A CLIMÁTICA E O EQUILIBRIO ECOLÓGICO REGIONAL

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1 O DESMATAMENTO, A MUDANÇA A CLIMÁTICA E O EQUILIBRIO ECOLÓGICO REGIONAL Carlos Nobre, Gilvan Sampaio, Luis Salazar CPTEC/INPE A PROBLEMÁTICA DO DESMATAMENTO NA AMAZÔNIA LEGAL E SEU PAPEL NAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS GLOBALES 11 de Agosto 2006

2 Sumário Múltiplos estados de equilíbrio no sistema biomaclima. O Aquecimento global e a distribuição de Biomas na América do Sul Impactos do desmatamento no Clima

3 Interação CLIMA - VEGETAÇÃO Impacto climático do uso do solo e mudanças na cobertura vegetal Resposta da vegetação as mudanças no clima Representar o sistema acoplado biosfera-atmosfera Clima Vegetação

4 As interações entre o clima e a vegetação são complexas e não-lineares. Portanto, o sistema pode, em teoria, apresentar múltiplos estados de equilíbrio. Existem múltiplos estados de equilíbrio no sistema clima-vegetação na América do Sul? A mudança climática é real. De que maneira a floresta Amazônica responderá ao clima futuro?

5 Modelo de vegetação potencial CPTEC-PVM Os modelos de vegetação potencial diagnosticam o bioma em equilibrio com um dado clima O Modelo de vegetação potencial CPTEC- PVM (Oyama e Nobre, 2003) usa 5 parâmetros climáticos para representar a classificação de biomas. O CPTEC-PVM representa de forma adequada a distribuição de biomas no mundo e especialmente na América do Sul.

6 Variáveis de entrada no modelo de vegetação potencial CPTEC-PVM PVM Valores mensais de precipitação e temperatura g 0 = Temperatura basal de 0 C g 5 = Temperatura basal de 5 C Tc = Temperatura média do mês mais frio h = índice de umidade s = índice de sazonalidade Oyama e Nobre, 2002

7 Comparação visual do CPTEC-PVM PVM versus Mapa de vegetação natural Classificação Biomas SSIB 62% índice de acerto global (res: 2 x 2 ) Oyama and Nobre, 2004

8 Análise objetiva do CPTEC-PVM bioma nome p 0 (%) κ concordância 1 floresta tropical 71 0,73 muito boa 2 floresta temperada 52 0,49 regula 3 floresta mista 26 0,26 pouca 4 floresta de coníferas 55 0,56 boa 5 lariços 70 0,65 boa 6 savana 56 0,60 boa 7 campos extratropicais 76 0,50 regular 8 caatinga 50 0,40 regular 9 semi-deserto 57 0,55 boa 10 tundra 62 0,67 boa 11 deserto 70 0,74 muito boa média global 62 0,58 boa literatura ~ 40 0,40-0,50 regular Oyama and Nobre, 2004

9 Comparação visual do CPTEC-PVM PVM versus Mapa de vegetação natural para América do Sul VEGETAÇÃO NATURAL VEGETAÇÃO POTENCIAL Classificação Biomas SSIB Oyama and Nobre, 2004

10 Os múltiplos estados de equilíbrio clima-vegetação existem na natureza?

11 Estados de equilíbrio do Sistema Bioma-Clima para o Sahel O segundo estado de equilíbrio depende principalmente do feedback da vegetação (albedo) e do feedback oceânico SCHEFFER EL AL., NATURE VOL OCTOBER 2001

12 Modelo conceptual da interação Clima - Bioma para o equilíbrio da floresta-savana savana Vegetação = f (clima) Floresta Clima= f (vegetação) Savana Sternberg, 2001, Global Ecology & Biogeography, 10,

13 Acoplamento assíncrono Modelo de Circulação Geral CPTEC - PVM Estados de equilíbrio clima-vegetação na América do Sul

14 Múltiplos estados de equilíbrio para América do Sul (a) Primeiro Estado: Condição inicial da cobertura vegetal: Floresta. Estes resultados tem uma distribuição similar à vegetação natural atual. (b) Segundo Estado: Condição inicial da cobertura vegetal: Deserto. b) Savanização da Amazônia e desertificação no NE do Brasil Oyama and Nobre, 2003

15 Múltiplos estados de equilíbrio para América do Sul Estado Atual (a) Outro Estado (b) Umidade do solo Anomalias de precipitação Oyama and Nobre, 2003

16 Múltiplos estados de equilíbrio Scheffer et al., 2001 Fonte: Greenpeace/Daniel Beltra

17 Aplicação do modelo de vegetação potencial (CPTEC-PVM) para cenários climáticos futuros

18 CENÁRIOS CLIMÁTICOS DO IPCC/AR4 PRECIPITAÇÃO : CLIMA ATUAL ( ) E CENÁRIO FUTURO A2 ( ) Clima atual Cenário futuro A

19 CENÁRIOS CLIMÁTICOS DO IPCC/AR4 TEMPERATURA: CLIMA ATUAL ( ) E CENÁRIO FUTURO A2 ( ) Clima atual Cenário futuro A

20 DISTRIBUIÇÃO DOS BIOMAS (CENARIO A2 / ) MODELO ECHO_G-CM3 MODELO HadCM3

21 FLORESTA (A2) DISTRIBUIÇÃO DOS BIOMAS (> 50% dos modelos) FLORESTA (B1) SAVANA (A2) SAVANA (B1)

22 12 Projected Global Savanna Area A2 Scenario 10 Área (*10 6 km 2 ) CCCMA A2 CSIRO A2 HADCM A2 pot MÉDIA (valor médio da área prevista pelos modelos) A2 CCSRN A2 GFDLR A2 ECHAM A2 A nível global as mudanças climáticas indicam um aumento da savana Área (*10 6 km 2 ) Projected Global Savanna Area B2 Scenario pot Período CCCMA B2 CSIRO B2 HADCM B2 MÉDIA (valor médio da área prevista pelos modelos) B2 CCSRN B2 GFDLR B2 ECHAM B2

23 Projected Global Forest Area A2 Scenario Área (*10 6 km 2 ) pot Período CCCMA CSIRO HADCM MÉDIA (valor médio da área prevista pelos modelos) CCSRN GFDLR ECHAM A nível global as mudanças climáticas indicam uma diminuição da área com florestas Área (*10 6 km 2 ) Projected Global Forest Area B2 Scenario pot Período CCCMA CSIRO HADCM MÉDIA (valor médio da área prevista pelos modelos) CCSRN GFDLR ECHAM

24 Vulnerabilidade da vegetação às secas Condições climáticas para savanas tropicais (Nix( 1983) Tmedia > 24 C 13 C < Tmês mais frio < 18 C P(3 meses mais secos) < 50 mm P(6 meses mais úmidos) > 600 mm 1000 mm < Panual < 1500 mm A) Freqüência observada de seca (% anos); (B) distribuição da vegetação; (C) Área da vegetação para as freqüências de seca (Floresta é multiplicada por 0.1) e (D) porcentagem para condições de savana seguindo o critério de Nix (1983) nos últimos 100 anos Fonte: Hutyara et al, 2005

25 Mudanças climáticas com o modelo acoplado clima-vegetação-co 2 HadCM3LC 2090s s Modelo acoplado Modelo sem o ciclo de carbono Cox et al., 2004

26 Impactos do desmatamento

27 EFEITOS DO DESMATAMENTO DE GRANDE ESCALA P pasture - P forest ( annual, in mm) Cerrado Atlântic Ocean Forest Pasture Caatinga Pacífic Ocean Cerrado Simulações numéricas de desmatamento Rocha, a 2.5 C aumento da temperatura superficial (verificado com observações!) 15% a 30% diminuição da evapotranspiração (verificado com observações!) 5% a 20% diminuição da precipitação (???!)

28 Análise de sensibilidade: Savanização da Amazonia Controle 2033 Savana Resolução: ~ 2ºx2º Precipitação da estação seca* 2033 All Savanna JJA 5,4% -21,7% JJAS 1,9% -21,9% Oliveira et al., 2004 * 12 S-3 N / 50 W-75 W

29 Relação entre a precipitação e a porcentagem de desflorestamento da Amazônia?

30 Modelo Conceptual de desmatamento na Amazônia Avissar et al., 2002

31 ~28% ~45% YEAR Control ~67% 100% 2100 Total Vegetation classification Dorman and Sellers (1989) Projeto Cenários Amazônicos, LBA Source: Soares-Filho (2004)

32 The image file:///c:/users/gilvan/doutorado/experimentos/woods%20hole/novos_cenarios/cenario_veg_b.gif cannot be displayed, because it contains errors. PROJETO CENÁRIOS AMAZÔNICOS MODELO GLOBAL CPTEC RESULTADOS Soares-Filho et al., 2006.

33 Aumento Temperatura experimento Total Anom. Temp. C Projeto Cenários Amazônicos, LBA

34 Diminuição da evapotranspiração Experimento Total Diferença (%) -4.4% -7.8% -11.0% -16.1% Projeto Cenários Amazônicos, LBA

35 Experiment Total Annual Dif. (%) Projeto Cenários Amazônicos, LBA

36 1,00 0,98 0,96 Relative Precipitation 0,94 0,92 0,90 0,88 0,86 0,84 0,82 0,80 control total 0 % deforested area ~28 % deforested area ~45 % deforested area Year (deforestation - %) ~67 % deforested area 100 % deforested area Sampaio et al. (2006) Projeto Cenários Amazônicos, LBA Area: 6 N-6 S / 63 W-45 W

37 Conclusões O futuro da distribuição de biomas na Amazônia ante as mudanças climáticas e o desmatamento Os ecossistemas naturais na Amazônia estão sob forte pressão pelo incremento da mudança no uso do solo. Essa mudança de grande escala pode ocasionar um aumento da temperatura e diminuição de precipitação na Amazônia. As mudanças climáticas projetadas para a Amazônia indicam um clima mais quente, decréscimo da área de floresta e aumento da área de savana para o final de século. A combinação das mudanças climáticas ocasionadas pelo aquecimento global e mudanças no uso do solo, nas próximas décadas poderia mudar o estado de equilíbrio bioma-clima ao novo estado de equilíbrio com savanização de partes da Amazônia e desertificação do nordeste brasileiro

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