Módulo 1 A Ciência da Mudança do Clima

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1 Módulo 1 A Ciência da Mudança do Clima

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3 Gás Porcentagem Partes por Milhão Nitrogênio 78, ,0 Oxigênio 20, ,0 Argônio 0, ,0 Dióxido de carbono 0, ,0 Neônio 0, ,0 Hélio 0, ,2 Metano 0, ,4 Kriptônio 0, ,0 Óxido nitroso 0, ,5 Hidrogênio 0, ,5 composiçã ção o do ar seco Ozônio 0, ,07 Xenônio 0, ,09

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5 precessão obliquidade ecentricidade Precessão: mudança na orientação do eixo rotacional da Terra. Mudanças alteram as datas do periélio e do afélio, e portanto aumenta o contraste sazonal em um Hemisfério e diminui em outro. Período: anos Obliquidade: mudança na inclinação do eixo da Terra. Influencia na magnitude da mudança sazonal: quando a inclinação é maior as estações são mais extremas (invernos são mais frios e verões são mais quentes) e quando é menor o mais suaves em ambos os Hemisférios. Atualmente a inclinação é de 23,5º. Período: anos, variando entre 21,5º e 24,5º. Verões mais frios significa maior permanência de neve e gelo na altas latitudes feedback positivo: + neve, albedo maior, maior resfriamento. Ecentricidade: atualmente existe uma diferença de 3% entre a maior aproximação (periélio) e o afélio. Esta diferença na distância significa 6% da insolação entre janeiro e julho. Ciclo: a anos. Quando a órbita está mais elíptica a dif. da insolação é da ordem de 20 a 30% entre jan. e jul. As concentraçõ ções de CO2 acompanham as mudanças as climáticas da Terra inter- glacial inter- glacial inter- glacial inter- glacial inter- glacial glacial glacial glacial glacial Anos antes do presente

6 Temperatura Média Temperatura Manaus Petrolina (PE) Brasília São José dos Campos São Paulo São Joaquim (SC) Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Precipitação Média Meses do Anos 1mm de chuva equivale = 1litro de água/m Precipitação Manaus Petrolina (PE) Brasília São José dos Campos São Paulo São Joaquim (SC) 1mm 1m Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Agosto Setembro Outubro Novembro Dezembro Meses do Ano

7 Zonal averaged surface air temperature

8 Balanço de radiação e o Clima da Terra

9 = = 70 = 30 = 6 = =

10 Resultado de complexas interações entre diversos subsistemas

11 Fatores que atuam sobre os climas: Aquecimento diferencial do globo pela radiação solar; Distribuição assimétrica de oceanos e continentes; Características topográficas sobre os continentes (relevo); Circulação geral da Atmosfera: desempenha papel de destaque na determinação do clima, redistribuem calor, umidade e momentum (quantidade de movimento), diminuindo algumas vezes as diferenças regionais dos elementos climáticos e, outras vezes, acentuando estas diferenças, tais como temperatura e precipitação.

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14 B A B A A A A B B B A A A A

15 NASA s Terra Satellite - Map of Global Land Cover

16 Ganho de energia nos trópicos e perda nas latitudes mais altas

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18 Assim como a circulação da célula de Hadley, a circulação zonal na região tropical transporta energia das regiões de movimento ascendente para regiões onde há subsidência.

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21 Ciclo hidrológico global Energia do sol que atua sobre o sistema terrestre: 36% de toda a energia que chega a terra é utilizada para a evaporação da terra e do mar; A água evaporada para a atmosfera fica em média dez dias na atmosfera; O fluxo sobre a superfície terrestre é positivo, ou seja a precipitação é maior que a evapotranspiração, resultando nas vazões dos rios; Nos oceanos o fluxo é negativo, já que ocorre maior evaporação sobre superfícies líquidas do que precipitação

22 Fluxos Áreas, volumes totais e relativos de água dos principais reservatórios da Terra Reservatório Área Volume % do Volume % do Volume (10 3 km 2 ) (10 6 km 3 ) Total de água doce Oceanos ,5 - Subsolo 134,800 23,4 1,7 - Água doce 10,53 0,76 29,9 Umidade do solo 0,016 0,001 0,05 Calotas Polares ,1 1,74 68,9 Antártica ,6 1,56 61,7 Groenlândia ,3 0,17 6,68 Ártico 226 0,084 0,006 0,24 Geleiras 224 0,041 0,003 0,12 Solos gelados 21,000 0,300 0,022 0,86 Lagos ,176 0,013 0,26 Água doce ,091 0,007 Água salgada 822 0,085 0,006 Pântanos ,011 0,0008 0,03 Calha dos rios ,002 0,0002 0,006 Biomassa 0,001 0,0001 0,003 Vapor atmosfera 0,013 0,001 0,04 Totais Água doce 35,0 2, FONTE: Shiklomanov in IHP/UNESCO, 1998

23 Áreas, volumes totais e relativos de água dos principais reservatórios da Terra Fonte: Águas Doces no Brasil, Aldo Rebouças, Benedito Braga, José Galizia Tundisi Processos hidrológicos terrestre

24 MUDANÇA A CLIMÁTICA refere-se a qualquer mudança a do clima que ocorra ao longo do tempo em decorrência da variabilidade natural ou da atividade humana. Já para a Convençã ção-quadro das Naçõ ções Unidas sobre Mudança a do Clima, mudança a do clima se refere a uma mudança que possa ser atribuída direta ou indiretamente à atividade humana e que altere a composiçã ção o da atmosfera global, sendo adicional à variabilidade climática natural observada ao longo de períodos comparáveis de tempo.

25 -Variações da luminosidade solar -Deriva dos continentes (variações de milhares de anos) -Variações de parâmetros orbitais da Terra - Aerossóis naturais Sal Marinho 1000 Mton/ano Fontes Minerais 500 Mton/ano Incêndios Florestais 35 Mton/ano -Erupções Vulcânicas -Fenômenos Climáticos 1) El Niño & La Niña 2) Furacões 3)Tempestades violentas

26 % 7 3 % % 8 1 CO 2 CH 4 N 2 O! "" # $ #!! #! %! "&! '( ) * ( )+, -)-) '. * ) */' IPCC 2007 WGI CO 2 CH 4 The atmospheric concentration of CO 2 and CH 4 in 2005 exceeds by far the natural range of the last 650,000 years

27 o o o o Nota-se que tem operado dentro de certos limites por centenas de milhares de anos!!! Period Rate ± ±0.018 Years /decade

28 Figure 3.9 Evolução do nível médio do mar desde a era pré-industrial

29 Tendência ncia do nível n médio m do mar entre 1955 e 2003 Fonte: IPCC 2007 mm/ano A cada hora, 10,000 pessoas se somam à população mundial

30 A cada hora, 4 Milhões de toneladas de CO 2 são emitidos A cada hora, 1,500 hectares de florestas são derrubadas

31 A cada hora, 3 espécies são extintas (1000 vezes mais rápido do que os processos naturais) A cada hora, Atividades humanas adicionam 1.7 milhões de Kg nitrogênio reativo às florestas, campos agrícolas e corpos d água

32 Fonte: Steffen et al Aquecimento Global -Derretimento da Calota Polar -Nível do mar -Inundação das regiões mais baixas -Evaporação nas regiões equatoriais -Sistemas meteorológicos mais ativos (Furacões, Tempestades) - Incidência de doenças tropicais (Malária,Dengue,Febre Amarela)

33 CO 2 CH 4 N 2O CFCs Concentração Pré-Industrial 280 ppmv 700 ppbv 275 ppbv 0 Concentração ppmv 1720 ppbv 312 ppbv 268 pptv Tempo de vida médio na atmosfera (anos) FONTE Queima de combustível fóssil CO2 Queima de biomassa (ex.:madeira) Plantação de arroz Pântanos CH4 Escrementos e Gases de Animais (ex.: Gado) Queima de biomassa Fertilizantes N2O Queima de biomassa Industrias Gás de refrigeração (ex.: Gás de Geladeira) CFCs Solventes Extintores de Incêndio H2O Evaporação (Vapor) Combustão Torres de Refrigeração Queima de combustível fóssil Vulcões Aerossóis Poeira do Solo Sal Marinho Plantas Sorvedouro Oceano Processo de fotossíntese Reações Químicas na Atmosfera (Radicais Livres [OH]) Reações Químicas na Atmosfera (Fotólise) Reações Químicas na Atmosfera (Fotólise) Formação de Nuvens Neblina Chuva!"#!"# $% &"' &"' $%$ &! () **+ ",,-!..* 1Gt = 10 9 t ,4 ppm por ano ,9 ppm por ano Concentraçã ção o em 2005: 379 ppm QUESTÕES - Como o efeito estufa coopera para um planeta terra habitável. - Por que os gases com maior concentração na atmosfera não são os mais importantes para questão do efeito estufa. Modulo 1 A Ciencia da Mudanca do Clima - Como o aumento do desmatamento na região tipo Amazônica poderia mudar drasticamente o ciclo hidrológico? Marengo J.A.:On the Hydrological Cycle of the Amazon Basin:A historical review and current State-of-the-art, Revista Brasileira de Meteorologia, v.21, n.3a, -19, 2006

34 Fórum Brasileiro de Mudanças Climáticas Curso de capacitação Módulo 1 A Ciência da Mudança do Clima Nome: Gilvan Sampaio gilvan.sampaio@inpe.br Abril de 2010