Alterações climáticas: O fenómeno, os impactes e a resposta: mitigação e adaptação Rodrigo Proença de Oliveira
Tópicos As causas das alterações climáticas Os impactos das alterações climáticas A resposta às alterações climáticas: mitigação A resposta às alterações climáticas: adaptação Como planear o futuro? A necessidade de uma nova atitude.
AS CAUSAS DAS ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS 01
O efeito de estufa
Quais são os gases com efeito de estufa (GEE)? Atmospheric lifetime and GWP relative to CO2 at different time horizon for various greenhouse gases. Gas name Chemical formula Concentration in the atmosphere (ppm) Water vapout H 2 0 10-50 000 Lifetime (years) Global warming potential (GWP) for given time horizon 20-yr 100-yr 500-yr Carbon dioxide CO 2 400 30 95 1 1 1 Methane CH 4 1.8 12 72 25 7.6 Nitrous oxide N 2 O 0.3 114 289 298 153 CFC-12 CCl 2 F 2 0,0005 100 11 000 10 900 5 200 HCFC-22 CHClF 2 00002 12 5 160 1 810 549 Tetrafluoromethane CF 4 -- 50 000 5 210 7 390 11 200 Hexafluoroethane C 2 F 6 -- 10 000 8 630 12 200 18 200 Sulfur hexafluoride SF 6 -- 3 200 16 300 22 800 32 600 Nitrogen trifluoride NF 3 -- 740 12 300 17 200 20 700 The global warming potential (GWP) depends on both the efficiency of the molecule as a greenhouse gas and its atmospheric lifetime
Evolução da concentração de CO2 ~400 ppm 280 ppm IPCC (2013) Intergovernmental Pannel on Climate Change Fifth Assessment Report (AR5)
Concentração de CO2 vs Temperatura
Fonte: IPCC 2014 (AR5) Evolução das emissões dos principais GEE
Evolução da concentração dos principais GEE
Fonte: IPCC 2014 (AR5) Emissão de gases com efeito de estufa por setor de atividade
Principais países emissores de GEE
Emissões per capita dos principais emissores
OS IMPACTOS DAS ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS 02
Quadro de análise Gases com efeito de estufa Cenários socio-económicos Estimulo climático Modelos climáticos - Global (~400 km x 400 km) - Regional (~25 km x 25 km) Energia Zonas Costeiras Recursos hídricos Agricultura Florestas Pescas Saúde Modelos setoriais(e.g.): - Modelos hidrológicos - Modelos de produção de alimentos - Modelos ecológicos - Modelos de comportamento estrutural - etc. Bio diversidade Turismo Outros sectores
Cenários de emissão de GEE IPCC (2013) Intergovernmental Pannel on Climate Change Fifth Assessment Report (AR5)
Fonte: IPCC 2014 (AR5) Cenários de emissões de GEE
Cenários de emissões e seus impactos na média global da temperatura do ar Source: Knutti & Sedlacek (2012). IPCC (2013) Intergovernmental Pannel on Climate Change Fifth Assessment Report (AR5)
Temperatura média do ar IPCC (2013) Intergovernmental Pannel on Climate Change Fifth Assessment Report (AR5)
Precipitação anual média IPCC (2013) Intergovernmental Pannel on Climate Change Fifth Assessment Report (AR5)
Intensidade de precipitação Source: IPCC Fourth Assessment Report
Nível médio do mar IPCC (2013) Intergovernmental Pannel on Climate Change Fifth Assessment Report (AR5)
Impactos das alterações climáticas em infra-estruturas
DASE 24 2017/18: @Rodrigo Proença de Oliveira Main impacts on Europe Increasing of temperature throughout Europe; Increasing precipitation in northern Europe; Decreasing precipitation and increasing precipitation seasonality and variability in Southern Europe; Decreasing snow cover and melting glaciers in mountainous regions; Rising sea levels affecting coastal areas; Increasing frequency and severity of extreme weather events. Climate change is greatly affecting the whole Europe. Climate change impacts on: Precipitation Temperature Snow melt Sea level Societal impacts
Principais impactos esperados em Portugal Impacto Aumento da temperatura Aumento do nível médio do mar Diminuição da precipitação e do escoamento (sobretudo no Sul) Aumento da assimetria espacial da precipitação e escoamento Aumento da variabilidade da precipitação e do caudal Diminuição da qualidade da água Implicações Comportamento térmico das infra-estruturas Alteração do conforto térmico Aumento do risco de incêndio Risco de inundações costeiras Contaminação de aquíferos costeiros Aumento do nível freático Aumento das necessidades de água para irrigação Problemas de abastecimento de água Aumento do risco de cheias Diminuição do nível freático Ecossistemas em risco Problemas de abastecimento de água
Alterações climáticas e recursos hídricos Emissões de GEE Área Impactos Precipitação Concentração de GEE Temperatura do ar Nível médio do mar Saúde Biodiversidade Energia Industria Turismo Agricultura Sócioeconomia Disponibilidade de água Procura de água Redução do escoamento anual e da recarga anual dos aquíferos, sobretudo no sul; Aumento da variabilidade do escoamento e da assimetria regional da disponibilidade da água; Aumento do risco de secas. Possível aumento da procura de água para a agricultura; Aumento da procura de água para produção de energia para reduzir a dependência de combustíveis fósseis. Fenómenos extremos Cheias e Secas Quantidade de água Disponibilidades de água Qualidade da água Necessidades de água Qualidade da água Diminuição da qualidade da água devido à redução do escoamento, ao aumento da temperatura da água e ao possível aumento da erosão do solo e da contaminação difusa; Salinização dos aquíferos costeiros devido ao aumento do nível médio do mar e à diminuição da recarga dos aquíferos; Degradação da saúde dos ecossistemas. Balanço hídrico Risco de cheias e inundações Aumento do risco de cheias, sobretudo no norte do país e nas zonas costeiras.
Impactos nos sistemas de abastecimento de água Redução do escoamento fluvial Redução da recarga de aquíferos Aumento do nível médio do mar Aumento da variabilidade climática Alterações sócioeconómicas Aumento da temperatura da água Diminuição da qualidade da água Alterações dos padrões de consumo de água Redução da disponbilidade de água Aumento do risco de secas prolongadas Alteração das condições de operação das infraestruturas Aumento de conflictos com outros usos
Impactos nos sistemas de drenagem e tratamento de águas residuais Redução do escoamento fluvial Aumento da temperatura da água Aumento do nível médio do mar Diminuição da capacidade de assimiliação de contaminantes Diminuição das possibilidade de descargas de efluentes em massas de água Aumento das necessidades de drenagem de caudais elevados Redução da capacidade de drenagem Aumento da variabilidade climática Alterações sócioeconómicas Alteração das condições de operação das infra-estruturas Aumento do risco de inundação
A RESPOSTA ÀS ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS: MITIGAÇAO 03
Os dois pilares da respostas às alterações climáticas Mitigação Concentração GEE Adaptação Emissões GEE Clima Mitigação Actividade económica Adaptação Impactos
Returno do investimento Inaction scenario (Conc > 700 ppm) 2,500 a 10,000 mil milhões de USD (5% a 20% do PNB) Scenario 550 ppm (Prob DT> 4ºC ~ 0.24) Mitigation 500 mil milhões de USD (1% do PIB) Adaptation?? Curto prazo: 26 a 86 mil milhões de USD Residual costs? Scenario 500 ppm (Prob DT> 4ºC ~ 0.11) Mitigation 1000 mil milhões de USD (2% do PIB) Residual costs Adaptation?? Curto prazo 26 a 86 mil milhões de USD? Fonte: Stern (2007, 2009), IPCCC(2007), PNUD (2007). Annual costs during 50 years (thousands of millions of USD)
Mitigação Objetivo: Reduzir emissões GEE para controlar a alteração climática e os seus impactos Principais acordos internacionais: UNCCC (UN Framework Convention of Climate Change) (1992) Quadro geral Protocolo de Quioto (Assinatura: 1997; em vigor: 2005) Compromisso de controlo de emissões apenas para os países desenvolvidos Crédito de emissões para projetos noutros países signatários; Mercado de direitos de emissão e de créditos de emissão. Acordo de Paris (Assinatura: 2015; em vigor: 2016) Envolve todas as partes e tem um carater voluntário (INDC Intended National Determined Contributions); Objetivos: Manter o aumento da temperatura media global abaixo de 2ºC e procurar manter esse aumento abaixo de 1,5 ºC; Atingir o pico das emissões o mais rapidamente possível e atingir neutralidade carbónica na 1ª metade do século XXI. Kigali (Rwanda) 2016) Reduzir usos de CFC a partir de 2019.
Fonte: IPCC 2014 (AR5) Cenários de emissões de GEE
Emissões por GEE Carbon dioxide (CO 2 ): Fossil fuel use Land use: deforestation, land clearing for agriculture, and degradation of soils. Methane (CH 4 ): Agricultural activities, Waste management Energy use Biomass burning Nitrous oxide (N 2 O): Agricultural activities, such as fertilizer use Biomass burning Fluorinated gases (F-gases): Industrial processes, refrigeration, and the Use of a variety of consumer products
Emissões por sector económico
A RESPOSTA ÀS ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS: ADAPTAÇÃO 04
Adaptação Goal: to prepare society for climate change; to reduce society vulnerability to climate change It is mainly a local issue; International agreements: mainly on funding by developed countries to support developing countries in their adaptation efforts Nairobi (2007) Bali (2008) Paris (2015) Main sectors requiring adaptation Water sector Land planning sector
Como podemos reduzir a nossa vulnerabilidade? Reduce sensivity / Increase system robustness Sensitivity / Robustness Potential impact Reduce exposure Exposure Vulnerability Improve resilience Recovering capacity Exemplos Reduzir a exposição: Reduzir factores de risco Remover pessoas e bens em zonas em risco Aumentar a robustez, i.e. da capacidade de resistir Rever dos regulamentos e códigos Melhorar dos sistemas de protecção Promover a redundancia dos sistemas Aumentar a resiliência, i.e. da capacidade de recuperar de situações adversas Melhorar dos sistemas de monitorização e alerta Melhorar sistemas de apoio a emergências Melhorar sistemas de seguro
Strategies for managing high temperatures (1) At the neighbourhood level Source: Shaw, R., Colley, M., and Connell, R. (2007) Climate change adaptation by design: a guide for sustainable communities. TCPA, London
At the building level Strategies for managing high temperatures (2)
Strategies for managing flood risks (1) At the catchment level Source: Shaw, R., Colley, M., and Connell, R. (2007) Climate change adaptation by design: a guide for sustainable communities. TCPA, London
At the neighbourhood level Strategies for managing flood risks (2) At the building level
Strategies for managing water resources and water quality risks (1) At the catchment level
Strategies for managing water resources and water quality risks (2) At the catchment level Source: Shaw, R., Colley, M., and Connell, R. (2007) Climate change adaptation by design: a guide for sustainable communities. TCPA, London
Strategies for managing water resources and water quality risks (3) At the neighbourhood level At the building level Source: Shaw, R., Colley, M., and Connell, R. (2007) Climate change adaptation by design: a guide for sustainable communities. TCPA, London
Strategies for managing ground conditions (1) At a larger scale Source: Shaw, R., Colley, M., and Connell, R. (2007) Climate change adaptation by design: a guide for sustainable communities. TCPA, London
Strategies for managing ground conditions (2) At the neighbourhood scale At the building scale Source: Shaw, R., Colley, M., and Connell, R. (2007) Climate change adaptation by design: a guide for sustainable communities. TCPA, London
Soluções de adaptação. Image Under ordinary circumstances, deployable flood walls are evident only through slots in a building facade or anchors in the sidewalk (Frame 1). With enough warning, vertical posts and horizontal slats can be erected (Frame 2). These hold the water back during a flood (Frame 3). CreditSamantha Yost/Enterprise Community Partners
Soluções de adaptação
Soluções de adaptação
Soluções de adaptação
Soluções de adaptação An example of an AquaFence, a deployable flood barrier. Panels can be from four to seven feet tall. Credit AquaFence
Soluções de adaptação Con Ed has installed curtains made of Kevlar around the power plant that can be deployed to prevent flooding. Credit Todd Heisler/The New York Timeso
Australia: Fire risk Source: CLIMATE CHANGE ADAPTATION ACTIONS FOR LOCAL GOVERNMENT Report by SMEC Australia to the Australian Greenhouse Office Department of the Environment and Water Resources
Principais impactos esperados em Portugal Impacto Implicações Possíveis soluções Aumento da temperatura Aumento do nível médio do mar Comportamento térmico das infraestruturas Alteração do conforto térmico Aumento do risco de incêndio Risco de inundações costeiras Contaminação de aquíferos costeiros Aumento do nível freático Alteração dos critérios de dimensionamento Utilização de materiais alternativos Alteração dos critérios de dimensionamento Deslocalização de infra-estruturas e populações Reforço das infra-estruturas de protecção Redução das captações Recarga artificial de aquíferos Reforço das fundações Melhoria dos sistemas de impermeabilização e isolamento
Principais impactos esperados em Portugal Impacto Implicações Possíveis soluções Diminuição da precipitação e do escoamento (sobretudo no Sul) Aumento da assimetria espacial da precipitação e escoamento Aumento da variabilidade da precipitação e do caudal Diminuição da qualidade da água Aumento das necessidades de água para irrigação Problemas de abastecimento de água Aumento do risco de cheias Diminuição do nível freático Ecossistemas em risco Problemas de abastecimento de água Controlo da procura de água e redução de perdas Melhoramento da gestão dos recursos disponíveis Origens de água alternativas (aproveitamento de águas residuais ou dessalinização da água do mar) Reforço da capacidade de captação e armazenamento Deslocalização de infra-estruturas; Reforço das infra-estruturas de protecção; Aumento da capacidade de escoamento de infraestruturas ou da atenuação do pico de cheias Reforço das fundações das infra-estruturas Controlo da contaminação do meio hídrico Reforço dos sistemas de tratamento de água e de tratamento de águas residuais
É assim tão simples? Custos Quanto devemos investir em adaptação? Benefícios: Custos evitados Custos de adaptação Quando é que devemos implementar as medidas adaptação? Custos residuais Como integramos todas as ameaças para evitar más decisões (maladaptation)? Medidas de adaptação Quando é que abandonamos um processo de adaptação incremental e assumimos escolhas estratégicas? Quem paga a adaptação? Nível de risco aceitável Risco Não adaptar Adaptação progressiva Adaptação por precaução Decisão Tempo
Qual deve ser o nível adequado de adaptação? Custos Benefícios: Custos evitados Custos de adaptação Custos residuais Medidas de adaptação Dificuldades: Incerteza associada aos cenários climáticos, sobretudo no que se refere a eventos raros e extremos; Avaliação dos custos de inacção e dos benefícios da adaptação (ou dos custos residuais); Consideração dos impactos irreversíveis; Avaliação dos beneficios e custos indirectos; Uso de taxas de desconto para horizontes de rojecto muito longos.
Calendarização da estratégia de adaptação Risco Não adaptar Nível de risco aceitável Adaptação progressiva Adaptação por precaução Decisão Tempo Faseamento das medidas de adaptação: Tempo de implementação da medida; Vida útil da medida, face à tendência de variação climática; Possibilidade de adaptação gradual versus por investimentos significativos.
Que medidas de adaptação devemos aplicar? Yes! Do it! Hum, Maybe Probably not CC impacts reduction benefits CC Costs Costs impacts reduction Costs benefits Other benefits Other benefits Measure A Measure B Measure C CC impacts reduction benefits
Princípios de uma estratégia de adaptação
Estratégia Nacional de Adaptação aos Impactos das Alterações Climáticas nos Recursos Hídricos Objetivo estratégico Redução das pressões sobre o meio hídrico Reforço da segurança da disponibilidade de água Gestão do risco Aprofundamento e divulgação do conhecimento Objetivo específico Gestão da procura de água (redução da dependência da disponibilidade de água) Proteção das massas de água e dos ecossistemas dependentes Aperfeiçoamento dos processos de planeamento e gestão dos recursos hídricos Reforço das infraestruturas de captação, regularização e adução Avaliação do risco de diferentes naturezas Promoção de programas de medidas de proteção Implementação de sistemas de monitorização, deteção e alerta precoce Sensibilização pública e reforço de uma atitude individual pró-ativa de gestão do risco Reforço dos sistemas de monitorização e análise Avaliação dos riscos resultantes dos impactos das alterações climáticas Análise da viabilidade de possíveis medidas de adaptação Revisão das metodologias de análise e de dimensionamento de sistemas e infraestruturas Sensibilização pública e capacitação técnica
Estratégia Nacional de Adaptação aos Impactos das Alterações Climáticas nos Recursos Hídricos Setor Planeamento e gestão dos recursos hídricos Ecossistemas aquáticos e biodiversidade Serviços da água Agricultura e florestas Produção de eletricidade Turismo Zonas costeiras Programa Proteção das massas de água Aperfeiçoamento dos processos de planeamento e gestão dos recursos hídricos Reforço e diversificação das origens de água Aumento da capacidade de armazenamento e de regularização do escoamento Controlo do risco de cheias Aprofundamento e divulgação do conhecimento Proteção e melhoria da qualidade físico-química e biológica e da biodiversidade dos ecossistemas Proteção e melhoria da integridade hidrológica e hidromorfológica Aprofundamento e divulgação do conhecimento Promoção do uso eficiente da água Reforço e diversificação das origens da água Controlo da qualidade para abastecimento à população Manutenção das condições de operação dos sistemas de drenagem e tratamento de águas residuais Controlo do risco de cheias Aprofundamento e divulgação do conhecimento Promoção do uso eficiente da água de culturas temporárias Reforço e diversificação das origens da água Promoção do uso eficiente da água em áreas florestais Aprofundamento e divulgação do conhecimento Aumento da robustez do setor produtor Gestão do risco de operação Aprofundamento e divulgação do conhecimento Promoção do uso eficiente da água Aprofundamento e divulgação do conhecimento Gestão do risco Reforço da eficácia e da articulação dos instrumentos de gestão do risco e de ordenamento do território Aprofundamento e divulgação do conhecimento
COMO PLANEAR O FUTURO? A NECESSIDADE DE UMA NOVA ATITUDE. 05
Um futuro desconhecido Aumento da variabilidade, da incerteza e do risco; Possíveis efeitos cataclísmicos pontos de não retorno Da variabilidade/incerteza de curto prazo para variabilidade/incerteza de longo prazo; Interconectividade de questões wicked problems. Unknown Future, John McPherson
Uma nova atitude Aprender a viver com o risco: Aceitar probabilidades maiores de concretização de perigos associados a danos menores; Promover a resiliência. Forget about Sustainability. It s about Resilience! Learning to Bounce Back November 2, 2012 By Andrew Zolli, Published Adotar soluções flexíveis e manter opções abertas; Fazer bem o que temos de fazer.
Adaptação é também uma oportunidade