PALEOCLIMATOLOGIA DA AMÉRICA DO SUL E REGIÃO OCEÂNICA ADJACENTE DURANTE O MÉDIO HOLOCENO Ian Cunha D Amato Viana Dragaud 1, Luiz Paulo de Freitas Assad 2, Audálio Rebelo Torres Junior 1, Luiz Landau 2 1 Laboratório de Modelagem de Processos Marinhos e Atmosféricos - Universidade Federal do Rio de Janeiro - Rio de Janeiro - RJ - Brasil, emails:iandragaud@hotmail.com, audalio@lamma.ufrj.br 2 Laboratório de Métodos Computacionais em Engenharia - Universidade Federal do Rio de Janeiro - Rio de Janeiro - RJ Brasil, emails:luizpaulo@lamma.ufrj.br,landau@lamce.coppe.ufrj.br ABSTRACT: Investigating the past climates and their variability, it is possible to obtain a better understanding of how future climate scenarios can influence the environment. The period of the Mid-Holocene (MH) was marked by climatic changes and has natural paleoclimate records. The aim in this paper is to analyze atmospheric and oceanic variables related to potential occurrence of the phenomenon of upwelling along the coast of Brazil during the MH. Thus, it is intended to identify changes in paleoclimate behavior of this phenomenon associated with MH using model results ECBilt-CLIO-VECODE obtained PMIP II (Paleoclimate Modelling Intercomparison Project Phase II). Palavras-Chave: Médio Holoceno, resurgência costeira, paleoclima, modelo paleoclimático 1 INTRODUÇÃO As interações entre o oceano e a atmosfera são a chave para conhecer e prognosticar o clima e suas variações (A.R. Kushnir et al., 2002, apudtorres Jr, 2005, p. 1).Ao investigar os climas do passado e suas variabilidades, é possível obter um melhor entendimento de como os cenários climáticos futuros podem influenciar o meio ambiente sendo um passo para entender e prever as mudanças climáticas futuras (Hatmann, 1994, apudshimizu, 2008, p. 23). Há duas possibilidades de verificar a variação climática de longo prazo: A primeira forma se dá a partir de registros paleoclimáticos (chamados também de indicadores paleoclimáticos), que fornecem uma visão observacional de muito longo prazo do clima, suas variações e mudanças (Jansen;Weaver, 2006, apud Melo, 2007, p. 27). A segunda forma se dá através do uso de Modelos Climáticos, que tratem o sistema oceano atmosfera de forma acoplada. Esses modelos são úteis no exame da relação entre os diversos forçantes e as respectivas respostas do sistema climático. Atualmente, usando o estado da arte em modelos acoplados oceano-vegetação-atmosfera,podem ser simulados com um bom grau de confiabilidade, muitos aspectos do clima para períodos do passado como o Último Máximo Glacial e épocas interglaciais como o HM (Melo, 2007). Vários estudos foram realizados, com o intuito de simular o clima do Holoceno Médio, principalmente pelo PMIP (Paleoclimate Modeling Intercomparison Project) (Melo;Marengo, 2008). Três experimentos PMIP foram definidos: um para o Médio Holoceno, 6.000 anos antes do presente, e dois experimentos para o Último Máximo Glacial (Jossuame;Taylor). No Atlântico Sudoeste, ocorrem vários fenômenos oceânicos e meteorológicos determinantes para a variabilidade climática da região. Os movimentos na maior parte da plataforma continental sudeste brasileira são forçados, em diferentes escalas de tempo, principalmente pelos ventos, pela ação da Corrente do Brasil e pelas marés (Taschetto ;
Wainer, 2002 appud MIRANDA, 1982).A descrição da estrutura e variabilidade da temperatura da superfície do mar, da precipitação e dos ventos de superfície nas escalas de tempo sazonal e interanual da região sudoeste do Atlântico Sul é essencial para entender, por exemplo, o impacto desses parâmetros nos processos oceânicos da área afetada pela ressurgência (Taschetto & Wainer, 2002). Como, em geral, movimentos verticais em áreas costeiras são ocasionados principalmentes por influência dos ventos, a intensidade da resurgência e suas características variam em cada local e conforme a época do ano, em função principalmente da velocidade, direção e duração dos ventos (Tanaka, 1977). A ressurgência de Cabo Frio, conforme Tanaka (1986), possui variação sazonal, a qual ocorre com maior frequência no período de primavera e menor frequência no período de verão, período em que ocorre com maior intensidade. O objetivo neste trabalho é analisar a potencial ocorrência do processo de ressurgência junto a costa do Brasil durante o perídodo do MH, a partir do índice de ressurgência. Dessa forma, pretende-se identificar alterações no comportamento paleoclimático desse fenômeno associados ao MH utilizando resultados do modelo ECBilt-CLIO-VECODE obtidos do projeto PMIP II (Paleoclimate Modelling Intercomparison Project Phase II). 2 - MATERIAL E MÉTODOS A metodologia utilizada no presente trabalbalho consiste, basicamente, da análise de dados atmosféricos e oceânicos relacionados a potencial ocorrência do fenômeno da ressurgência junto a costa do Brasil durante o período do MH. Os dados utilizados representam resultados de experimentos climáticos realizados no projeto PMIP II (Paleoclimate Modelling Intercomparison Project Phase II) com o uso do modelo ECBilt- CLIO-VECODE. A fim de se identificar alterações no comportamento paleoclimático de variáveis atmosféricas e oceânicas para o Atlântico Sul e especificamente para a região oceânica próxima a Cabo Frio (RJ), são estimados os campos de anomalia das variáveis citadas a partir da difernça entre os resultados de um experimento controle (pré industrial) e os resultados do experimento referente ao MH, conduzidos com o mesmo modelo climático. 2.1 - O modelo ECBilt-CLIO-VECODE ECBilt-CLIO-VECODE é um modelo tridimensional acoplado atmosfera-oceanovegetação. O componente atmosférico ECBilt é um modelo espectral quasigeostrófico que contém três níveis verticais e tem uma resolução horizontal T21 (~5.6 5.6 ). O componente oceânico CLIO é composto por equações primitivas, considerando a superfície livre do oceano acoplado termodinâmicamente com um modelo de gelo marinho. O modelo CLIO possui ainda 20 níveis verticais desigualmente espaçados com resolução horizontal de 3 x3. É importante ressaltar que apenas os dados de superfície do oceano são disponíveis. A componente terrestre da vegetação VECODE leva em conta a evolução da cobertura vegetal que compreende árvores, gramas, e deserto (Li et al.,2009). 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO As análises têm como abragência o Atlântico Sul e especificamente a região oceânica próxima a Cabo Frio (RJ), utilizando médias sazonais de variáveis atmosféricas e oceânicas para um período de 100 anos durante o MH e 100 anos durante o experimento controle (era pré-industrial). Na figura 1 está representado o campo referente à anomalia de temperatura da superfície do mar, entre o HM e o experimento controle. Pode-se observar uma grade região com temperaturas anomalamente negativas para o outono e positivas para a primavera.
Figura 1 Anomalia de temperatura da superfície do mar ( C) entre o período do MH e o experimento controle. a) verão; b) outono; c) inverno; d) primavera.
Figura 2 Vorticidade no nível de 800 hpa(s -1 ) para o período do MH.a) verão; b) outono; c) inverno; d) primavera. Figura 3 Anomalia de vorticidade no nível de 800 hpa(s -1 ) entre o período do MH e o experimento controle. a) verão; b) outono; c) inverno; d) primavera.
Na Figura 2 está representado o campo de vorticidade para o MH e na Figura 3 está representado o campo referente à anomalia de vorticidade, entre o MH e o experimento controle, ambas no nível de 800hPa. Analisando as figuras 2 e 3 pode-se observar em geral uma desintensificação da vorticidade no MH durante o outono. Observa-se valores mais intensos no MH, durante o inverno, na região oceânica próxima a região Sudeste do Brasil, podendo ter relação com temperaturas menos intensas para o mesmo período. 4. CONCLUSÕES Neste trabalho, foram avaliados resultados obtidos apartir da aplicação do modelo paleoclimático ECBilt-CLIO-VECODE com objetivo de analisar variáveis atmosféricas e oceânicas relacionadas a potencial ocorrência do fenômeno da ressurgência junto a costa do Brasil durante o período do MH. Foram calculadas estimativas dos valores de anomalia de algumas propriedades e padrões comuns ao período paleoclimático estudado foram analizados. 5. REFERÊNCIAS IBLIOGRÁFICAS MELO, M. L. D.Simulações de clima para o Holoceno Médio usando o MCGA do CPTEC, com ênfase sobre a América do Sul, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Tese (Doutorado),2007. MELO, M.L.D. &MARENGO, J.A. Simulações do clima do Holoceno Médio na América do Sul com o modelo de circulação geral da atmosfera do CPTEC. Revista Brasileira de Meteorologia, v.23, n.2, 191-205. 2008 JOSSUAME, S.; TAYLOR, E. The Paleoclimate Modeling Intercomparison Project, WCRP 111: Proceedings of the third PMIP. LI, Y.-X.; RENSSEN,H.; WIERSMA, A. P.&TORNQVIST, T. E..Investigating the impact of Lake Agassiz drainage routes on the 8.2 ka cold event with a climate model. 2009. SHIMIZU, M. H. Simulação do clima do último Máximo Glacial: um experimento com um modelo estatístico-dinâmico, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Dissertação (Mestrado),2008. TANAKA, K.Simulação da Ressurgência Comparada com Dados Oceanográficos e de Sensores Remotos em Cabo FrioLocais, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, Tese (Mestrado), 1977. TANAKA, K. Análise de série temporal de 10 Anos: ressurgência em Cabo Frio., 1986. TASCHETTO, A. S. &WAINERI. Estudo Climatológico dos parâmetros de superfície marinha no Atlântico Sudoeste.Revista Brasileira de Meteorologia, v.17, n.2,229-242,2002. TORRES JR., A.R.Estudo numérico sobre tele-conexão atmosférica entre fenômenos oceânicos do pacífico equatorial e do atlântico Sul. Rio de Janeiro: Universidade Federal do Rio de Janeiro, Tese (Doutorado),2005.