Mudança Climáticas: Riscos urbanos nas grandes metrópoles

Transcrição

1 Mudanças Climáticas: Riscos urbanos nas grandes metrópoles Oswaldo Massambani Professor Titular Departamento de Ciências Atmosféricas Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas Universidade id d de São Paulo massambani@usp.br

2 Fatores que influenciam o clima da Terra FATORES EXTERNOS FATORES ATMOSFÉRICOS, OCEÂNICOS, e do SOLO

3 Espiral das Eras Geológicas

4 Reconstituição da posição dos continentes de 2,0 bilhões de anos até 100 milhões de anos Ao londo desse tempo a atmosfera terrestre foi formada a partir de sua constituição com H e He na 1ª. atmosfera, com H 2 O, CO 2, SO 2, CO, S 2, Cl 2, N 2, H 2, NH 3 e CH 4 na 2ª. atmosfera e posteriormente com O 2 produzido pelas cianobactérias

5 Parâmetros orbitais de MILANKOVITCH matemático sérvio em 1920 demonstrado em 1975 A Precessão tem duas componentes: Com a máxima excentricidade, a diferença da radiação solar recebida entre o periélio e o afélio é de cerca de 30% AXIAL torque dos outros planetas causa um spinning do eixo. ELÍPTICA a órbita elíptica da Terra gira ao redor de um foco. Sem a Lua a obliquidade da Terra variaria caóticamente, gerando dramáticas variações no clima. Talvez sem nossa Lua a vida poderia não existir na Terra.

6 Atmosfera neutra da Terra é uma película de gases muito tênue com expessura da ordem de 30 km e muito sensível a seus processos radiativos!

7 O SISTEMA CLIMÁTICO TERRESTRE PROCESSOS NATURAIS Sun, orbit, volcanoes ATIVIDADES HUMANAS Fuel usage Industrial practices Agricultural practices Societal Impacts AGENTES FORÇANTES Emissions of greenhouse gases and precursors, aerosols and precursors, andbiogeochemically activegases Solar irradiance and insolation changes Land cover changes Direct Radiative Forcing Nonradiative i Forcing MUDANÇAS NAS COMPONENTES DO SISTEMA CLIMÁTICO Atmospheric lapse rate Atmospheric composition Evapotranspiration flux Indirect Radiative Forcing Feedbacks RESPOSTAS CLIMÁTICAS Temperature, precipitation, vegetation, etc.

8 O balanço da radiação atmosférica no espectro Visível e no Infra vermelho

9 O Ciclo das Manchas Solares

10 Mínimo de Maunder

11 Mudanças climáticas ao longo do tempo Entre 4.6 bilhões a 2 milhões de anos Glaciações no antigo Precambriano, Ordoviciano, Permiano e Pleistocene Influência das placas tectônicas, da distribuição terra mar e os fatores externos Últimos 2 milhões de anos Aparecimento de grandes geleiras Períodos glaciais e interglaciais (incluindo o Holoceno) Última grande glaciação anos passados temperatura global cerca de 4 a 6 graus C mais fi fria que a atual

12 Os ciclos glaciais e o CO2 atmosférico ~ anos

13 A COBERTURA DE GELO

14 Temperatura e CO2 na atmosfera Essas variações bruscas sugerem que o clima é muito sensível às forçantes externas e internas. É evidente a correlação entre o conteúdo de CO2 na atmosfera e a temperatura. Os dados apontam que clima segue uma trajetória não linear com rápidas e dramáticas mudanças quando os níveis dos gases de efeito estufa alcançam um ainda não conhecido ponto de gatilhamento.

15 Clima no Holocene Recente 1850 Aquecimento Revolução Industrial Pequena Idade do Gelo II Fase de aquecimento Pequena Idade do Gelo I Período quente Medieval Explorações dos Vikings 1 a. D Médio holoceno período quente ( Climatic Optimum ) Esfriamento Dryas

16 Durante a idade do homem (Quaternário 2 milhões de anos): o clima do planeta apresentou marcantes oscilações O último período glacial: a anos nível do mar: ~100 m mais baixo Exposição de pontes terrestres t migrações Geleiras > 3 km de espessura Retração do gelo: anos Temperatura volta a cair: anos (Younger Dryas) O Younger Dryas durou 1000 anos Máximo holoceno: temps. > 1 C

17 O comportamento da temperatura média Global Courtesy of Dr. Roberta Johnson, UCAR Windows to the Universe

18 Proxy e as medidas instrumentais

19 Mais quente do que nos último 2000 anos

20 As evidências apontam que o Planeta Terra está sofrendo um processo de mudança climática brusca!! DESAFIO! Como prever mudanças futuras?

21 A influência humana na atmosfera e clima O sistema climático experimenta agora um estado sem precedência sobre os últimos 400 a anos.

22 A Concentração do Dióxido de Carbono na atmosfera nos últimos anos 385ppm (Fevereiro de 2007) Source: University of Berne and National Oceanic and Atmospheric Administration and Mauna Loa Observatory

23 O CLIMA FUTURO Fortemente impactado pelo aumento populacional e pelo modelo de desenvolvimento sócio econômico

24 População Mundial

25 Estimativa da população mundial World population: p at August 16, 2007 Source: United Nations, World Population Prospects, The1998 Revision; and estimates by the Population Reference Bureau.

26 Modelando a mudança climática: da EMISSÃO ao IMPACTO

27 Cenários globais e regionais para o desenvolvimento sócio econômico SRES Special Report on Emissions Scenarios

28 Descrição Qualitativa dos Cenários SRES

29 SRES A1: Um mundo futuro com rápido crescimento econômico, baixo crescimento populacional e rápida introdução de novas e mais eficientes tecnologias. Os temas mais importantes são a economia, a convergência cultural e a construção de capacitações com uma substancial redução das diferenças regionais i da renda per capita. Nesse mundo, as pessoas buscam riquesas pesoais ao invés da qualidade ambiental. Esse cenário A1 se desenvolve em 3 grupos que descrevem direções alternativas para as mudanças tecnológicas no sistema de energia. Esses 3 grupos se distinguem por suas ênfases: intensivo em fóssil (A1FI), sem fontes de energia fóssil (A1T), ou um balanço entre as fontes (A1B). SRES A2: Um mundo muito heterogêneo. Concentra no fortalecimento das identidades culturais regionais. Com ênfase nos valores da família e nas tradições locais, alto crescimento populacional, e menor preocupação com o rápido desenvolvimento econômico.

30 SRES B1: Um mundo convergente com rápidas mudanças nas estruturas econômicas. "desmaterialização" e introdução das tecnologias limpas. A ênfase está nas soluções globais para a sustentabilidade ambiental e social, incluindo esforços acordados para o rápido desenvolvimento tecnológico, desmaterialização da economia e no aprimoramento da igualdade. SRES B2: Um mundo no qual a ênfase está nas soluções locais para a sustentabilidade econômica, social e ambiental. É portanto, um mundo heterogêneo com lenta e diversa mudança tecnológica, mas com forte ênfase na iniciativa comunitária, na inovação social para buscar soluções locais ao invés de soluções globais.

31 As análises da Mudança Climática futura são guiadas por um conjunto de cenários (IPCC SRES) Scenario A1 - Pop(B) GDP ($T) $Rich/$Poor A2 - Pop(B) GDP ($T) $Rich/$Poor $ B1 - Pop(B) GDP ($T) $Rich/$Poor B2 - Pop(B) GDP ($T) $Rich/$Poor

32 O Problema População e crescimento econômico gerará crescentes demandas por energia. As tecnologias de hoje nos levará a (~2000 GT acima do estimado) Solar Nuclear Efficient Fossil Electric Advanced Transportation End Use Efficiency Conventional Biomass Tecnologias mais avançadas nos levarão a (~500 GT acima do estimado) Trajetória necessária para estabilizar Carbono a 550ppm (Carbono Estimado = ~1043 Gigatons)

33 Simulações da Variação da Temperatura: com e sem efeito antropogênico

34 Projeções das temperaturas para cenários SRES

35 Projeções da mudança do padrão da precipitação para o cenário A1B do SRES

36 Recursos Hídricos: Mudanças na Precipitação Causas do aumento da precipitação p Umidade aumentada Redução das temperaturas de ar superior (desestabilização) Respostas de modelos Aumento da frequência de precipitação mais que a média Redução dos períodos de retorno para precipitação extrema (da ordem de um fator 2 ex. de 20 anos para 10 anos) Causas do decrescimo da precipitação nos continentes T mais autas Evaporação superficial mais rápida não balanceada com o aumento da precipitação Respostas de modelos Aumento da frequência de ocorrência de longos períodos de secas

37 Eventos Extremos Dias Quentes Dias quentes contínuos Precipitação Precipitação contínua Ventos / Tempestades Frequência de Retorno Variância aumentada Média aumentada Simulações com modelos climáticos sugerem que a Temperatura Média e a Variância aumentarão no clima futuro

38 VULNERABILIDADE Variabilidade e Mudança Climática Eventos Climáticos: Sêcas Enchentes Impactos Climáticos Respostas Políticas Biofísica Social Vulnerabilidade Políticas emergenciais Políticas de desenvolvimento de longo prazo Populações com acesso à: educação, saúde, saneamento, habitação

39 Obrigado!