Esquema de leitura. O regime de chuvas na Amazônia Meridional e sua relação com o desmatamento, de N. Debortoli

Universidade de Brasília - UnB

Centro de Desenvolvimento Sustentável - CDS 

Programa de Pós Graduação em Desenvolvimento Sustentável / Doutorado

Disciplina: Mudanças Climáticas

Professor: Saulo Rodrigues

Aluna: Juliana Capra Maia

Esquema de leitura: 

DEBORTOLI, Nathan dos Santos. O regime de chuvas na Amazônia Meridional e sua relação com o desmatamento. Tese de doutorado. Centro de Desenvolvimento Sustentável, Universidade de Brasília, Université Rennes (co tutela), Brasília, 2013. Introdução, capítulo 1 e capítulo 2.

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INTRODUÇÃO

** IPCC >> preocupação com o sistema atmosfera-superfície-oceano e suas relações com as mudanças climáticas.  

** Estudos realizados por meio de modelagem climática >>

• Projeções do IPCC prevêem escassez hídrica para a região Amazônica devida, entre outros motivos, à expansão da fronteira agrícola.

• O Brasil já estaria, no presente, sofrendo os efeitos da mudança climática (secas extremas, inundações, tufões, etc).

** Supressão de vegetação >> Colabora para a maior emissão de GEE gerando, ao mesmo tempo, perda de umidade no ambiente.

• Perda ou diminuição dos efeitos da evapotranspiração (florestas descritas como "oceanos verdes").

** Política ambiental brasileira >> Ambígua. Por um lado, apresentação de metas ambiciosas de redução de GEE; por outro, aprovação de um Código Florestal flexível que atende os interesses dos grandes produtores de commodities.

• Brasil: prisioneiro do sistema de produção primário herdado dos tempos da colônia.

• Fragilidade político-institucional. 

** A iniciativa de revisão do Código Florestal partiu dos agricultores da região Sul >> 

• Problema local: grandes extensões territoriais de topografia acidentada. Ilegalidade de produzir em áreas com grandes declividades. 

• Outros grupos de agricultores viram na revisão do Código Florestal uma oportunidade de aumentar a área desmatada de suas propriedades rurais.

• Os ambientalistas consideraram o novo Código Florestal uma derrota, um retrocesso se comparado à legislação antiga. 

** A perda de florestas tropicais causa prejuízos à vida mesmo a milhares de quilômetros de distância da origem do desmate:

• Redução das chuvas em regiões tropicais.

• Mortalidade de árvores devido ao stress hídrico. Proliferação de incêndios florestais.

• Setores de agricultura e de energia >> altamente dependentes dos ciclos hidrológicos.

** Objeto de pesquisa >>

• Identificação de padrões pluviométricos em escala regional e local, na porção meridional da Amazônia Brasileira e no Cerrado ("arco do desmatamento"). 

CAPÍTULO 01 - INTRODUÇÃO À MODELAGEM CLIMÁTICA EM ESTUDOS INTERDISCIPLINARES

** Modelagem  >>

• Compreensão da circulação de sistemas atmosféricos, oceânicos e terrestres, principalmente em estudos de grande e média escala.

• Ferramenta poderosa nas mãos dos tomadores de decisão.

•  Avanços por meio de super computadores, radares e satélites com capacidade de cálculo elevada. 

• Utilização de reanálise dos dados globais afinados para escalas regionais.

• Uma das ciências mais caras do mundo. Fortemente dependente dos avanços na área de informática e computação espacial estatística.

** História dos modelos climáticos >>

• Disciplina desenvolvida ao longo dos últimos 2 séculos.

• Fotografia, técnicas e pesquisas militares permitiram o desenvolvimento de satélites, radares, reatores nucleares e aeronaves, essenciais aos estudos climáticos. 

** Divisão entre meteorologia (previsão dos fenômenos climáticos de curto prazo) e climatologia (análise dos fenômenos climáticos de forma lenta, apurada e de longo prazo)  >> 

• Ptolomeu: descrição do movimento das massas de ar e divisão climática latitudinal do planeta.

• Halley: teoria dos ventos alísios (afluxo de ar quente das áreas tropicais para os pólos).

• Hadley: efeito Coriolis de rotação do planeta e respectivas influências nas massas de ar.

• Humboldt: divisão de isolinhas de contorno, transformando-as em linhas isotérmicas.

• Milankovich: periodicidade de mudanças climáticas em larga-escala (como a Era do Gelo), causadas pela órbita da Terra. Mudanças de até 30% do total de energia solar recebida pela superfície do planeta.

• Vilhem Bjerknes: criação de equações primitivas de movimento e de estado que, por sua vez, permitiram espacializar dados em sistemas complexos.

** Consolidação das informações esparsas em um núcleo de análise da ciência do clima. Intercâmbio de dados climáticos mundiais. 

• Acoplamento de modelos globais a partir do final da década de 60 e início da década de 70 >> consenso nas previsões de aquecimento global provocado por GEE.   

"Os conflitos armados foram responsáveis pela transformação da meteorologia. A nomenclatura da guerra está presente todavia nos mapas sinóticos e análises meteorológicas. Apesar de existirem fundos específicos que patrocinem o desenvolvimento da ciência do clima, a área militar continua relevante na criação de tecnologias que poderão ser úteis para a sociedade em que pese a sua utilização para propósitos bélicos." P. 32.

** Os modelos climáticos atuais utilizados pelo IPCC resultam de esforços coletivos, ao longo de décadas, de milhares de cientistas, militares e cidadãos comuns interessados na observação do clima >>

• Troca de informações inicialmente promovida por meio de telégrafo. 

MODELAGEM CLIMÁTICA

** Primeiros modelos (EBMS): 2 variáveis, tais como CO2 e temperaturas.

** IPCC  >> começou trabalhando com modelos de 3 dimensões (GCMS). Incluem listas extensas de variáveis, tais como o movimento planetário e circulatório da atmosfera, as correntes em jatos, as interações entre a rotação do planeta, a gravitação e os níveis de insolação. 

** 1980 e 1990. Earth System Models (ESM). 

• Expansão da modelagem do clima por meio de adição de elementos tais como capas de gelo, vegetação, neve, agricultura. Tentativa de reproduzir sistemas climáticos semelhantes aos do planeta Terra. 

• Inclusão de variáveis antrópicas, tais como nuvens de resíduos radioativos. 

• A partir de 1986: inclusão das temperaturas dos oceanos nos modelos. As temperaturas das massas de água (mais constantes) mostraram-se mais importentes para as previsões climáticas que as temperaturas terrestres (mais sujeitas a oscilações). 

** Dados de satélites >> construção de modelos 4 D com maior nível de detalhamento. 

** Modelos não são somente teorias, mas conjecturas ajustadas para as condições observadas no mundo real.

INPUT DE DADOS EM MODELOS CLIMÁTICOS

** Problema com a coleta dos dados climáticos >> 

• Movimentação de instrumentos de medição.

• Mudança de uso e ocupação do solo nos arredores das estações pluviométricas.

• Calibração errônea de instrumentos de medição.

** Solução: cruzamento de dados para reduzir as inconsistências. 

** Estações meteorológicas têm sido substituídas por dados de satélite. 

** A maior parte dos dados é obtida por meio dos próprios modelos computacionais.

ASPECTOS DA MODELAGEM CLIMÁTICA NO BRASIL

** Vácuo histórico de dados sobre áreas tropicais, em geral.

** INPE. Aquisição de um supercomputador que terá como escopo a análise de áreas tropicais. Pretende igualar-se aos modelos europeus e norte-americanos em qualidade de modelagem climática e previsão do clima para a América do Sul.



CAPÍTULO 02 - A FLORESTA AMAZÔNICA E O CLIMA

** A Floresta Amazônica expandiu-se durante o Holoceno e regrediu nos períodos secos. 

**  Mecanismos que influenciam as precipitações na Amazônia >>

(a) Convecção diurna profunda devido ao aquecimento da Amazônia Central; 

(b) Zona de Convergência Intertropical; 

(c) Zona de Convergência do Atlântico Sul; 

(d) Temperaturas da superfície do mar. 

(e) Linhas de instabilidade originadas na boca do Amazonas e impulsionadas pelos ventos alísios que atingem os Andes em direção ao continente Sul-Americano. 

(f) Atividade convectiva em mesoescala associada a penetração de sistemas frontais no Sul do Brasil. 

(g) Corredor de umidade (JBN) que carrega ar úmido da Bacia Amazônica durante o verão austral para o Sul do Brasil, Norte da Argentina e Bacia do Prata. 

** O vapor de água disponível para as precipitações do Brasil Central durante o verão austral vêm diretamente da Amazônia. 

• "Estradas de nuvens". 

• Cerca de 50% da água precipitada é evapotranspirada como vapor de água de volta à atmosfera. 

** Características gerais do bioma amazônico  >>

• No oeste da Amazônia, as precipitações ocorrem ao longo de todo o ano. Nas áreas centrais ao leste e ao sul (Mato Grosso e Rondônia), há um período de seca bem definido.

• Baixo albedo.

• Altas taxas de reciclagem de nutrientes.

• Forte fluxo de superfície, devido à rugosidade.

• Alto potencial de armazenamento de água nos solos. 

• Oscilação Madden-Julian (OMJ). Modulação da Zona de Convergência do Atlântico Sul. Predomina no verão austral, mas também se propaga no inverno austral em direção ao norte.

** ENOS >> fenômeno de abrangência global. Funciona como uma oscilação acoplada do oceano-atmosfera que produz alterações na superfície do mar, na pressão, nos ventos e na convecção tropical.

• Mais facilmente observáveis no Oceano Pacífico.

• Influencia diretamente o clima do Brasil. Trata-se da principal fonte de variabilidade interanual do clima no Brasil.

• Duas fases opostas: El Niño e La Niña. 

** Variações decenais na temperatura dos oceanos  >>

• No Oceano Pacífico, essas variações de temperatura acopladas com El Niño ou La Niña podem acarretar peculiaridades climáticas drásticas.

• No Oceano Atlântico, influencia a intensidade da Zona de Convergência Intertropical e, por consequência, o clima (em especial as precipitações) da região Nordeste. 

** Interação Oceano-Atmosfera na América do Sul >>

• Energia em forma de fluxo de calor é trocada entre a atmosfera e o oceano.

• Corrente Brasil-Malvinas. Águas quentes saem do Brasil em direção às Malvinas. Águas frias saem das Malvinas em direção ao Brasil.

• Ventos mais intensos << >> águas mais quentes. Ventos mais fracos << >> águas mais frias. 

** Correntes em jato >>>

• Correntes de ar em forma de estreito cano de conduto, quase horizontal, próximo da tropopausa.

• A velocidade dos ventos pode atingir, no eixo principal, entre 140 e 300 km/h.

• O Jato Subtropical é relativamente constante. O Jato polar, por sua vez, é altamente variável. 

** Jatos em baixos níveis ao longo dos Andes >>>

• Canalização do vento devido às elevadas dimensões dos Andes.

• Esteira de transporte de umidade das regiões tropicais para as regiões subtropicais.

• Sistema típico de monções. Transporta a umidade da Bacia Amazônica para a Bacia do Paraná-Prata. 

** Sistemas Frontais >>> 

• Forma-se com mais frequência na latitude 60 graus, no cinturão de baixas pressões (ciclones extratopicais).

• A passagem de frentes é mais frequente entre maioe e setembro e menos frequente no verão. 

• As frentes são mais frequentes nos anos de El Niño.

** Monção da América do Sul >>>

• Monção "é uma região sob circulação de reversões sazonais na direçãodo vento que causam verões chuvosos e invernos secos". P. 57.

• A monção na América do Sul começa no início de setembro, nas proximidades da Cordilheira dos Andes, e propaga-se para Sudeste, atingido 48 graus Oeste em Dezembro.

** Ondas atmosféricas ou frentes >>>

• Fenômeno de menor escala temporal e espacial. 2000 a 3500 km de comprimento e período de 3 a 5 dias. 

• Propagação em direção a Oeste.

• Perturbações sobrepostas ao estado básico. 

• Redistribuem o calor buscando o equilíbrio térmico, sem sucesso. 

• Influencia a estação das chuvas na Região Nordeste.

** Complexos convectivos de mesoescala >>>

• Responsáveis pela maior parte da precipitação nos trópicos.

• Agrupamento de nuvens cúmulos-nimbos.

• Seu tempo médio de vida gira em torno de 16 horas.

• Tamanho total de 190.000 km.

• Maior frequência na primavera, depois no outono e, por fim, no verão.

• Movimento preferencial na direção leste. 

** Vorticidade potencial >>>

• Centros de pressão relativamente baixa que se originam na alta troposfera.

• Podem se deslocar lentamente tanto para leste quanto para oeste, por vários dias.

• Ocorrem com mais frequência entre dezembro e fevereiro.

• Duração entre 4 e 11 dias.

A INTERAÇÃO ENTRE OS DIVERSOS SISTEMAS DE VARIABILIDADE CLIMÁTICA E DE CIRCULAÇÃO EM ESCALA SINÓTICA NO CLIMA AMAZÔNICO

** O clima na Bacia Amazônica se comporta como um sumidouro de umidade recebida a partir da floresta tropical e do Atlântico Tropical. 

** O aumento da temperatura do mar ao longo dos últimos 50 anos na parte norte do Atlântico Tropical tem contribuído para o aumento do transporte de umidade do oceano em direção à Bacia.

• Contribuição do Atlântico para a formação de chuvas: 37%.

• Contribuição docontinente para a formação de chuvas (o que fortalece a ideia de interação entre o clima e a floresta): 46%

** Os fenômenos ENSO também influenciam o clima amazônico. A seca de 2010, a pior já conhecida pela Amazônia desde o início dos registros históricos, foi impulsionada pelo El Niño.

** Fatores de pressão na Floresta Amazônica >>> Associados ao mercado mundial de commodities. Demanda urgente de novos instrumentos de gestão. 

• Produção de biodiesel a partir do óleo de palma e outros biocombustíveis.

• Produção de grãos.

• Ampliação de terras agricultáveis.

• Pecuária.

• Suinocultura.

CARACTERÍSTICAS DO CLIMA SUL AMAZÔNICO

• Oferta pluvial relativamente elevada.

• Diversidade de tipos climáticos associados às latitudes equatoriais continentais e tropicais.

• Estação seca entre junho e setembro; estação chuvosa entre novembro e março. 

• Durante o período seco, a maior contribuição para formação de chuvas (calor + umidade) vem do solo. 

"Durante a estação seca as regiões cobertas por florestas parecem ter capacidade suficiente de manter a energia de calor latente na atmosfera-biosfera, o que não é o caso das regiões com vegetação típica de cerrados ou que sofreram desmatamento". Pp. 74.

PADRÕES PLUVIOMÉTRICOS DA AMAZÔNIA MERIDIONAL / SUL AMAZÔNICO E AS SÉRIES CRONOLÓGICAS DE PRECIPITAÇÕES

• O desmatamento da Amazônia teve início em 1964 e intensificou-se em 1975-1976. A partir de 1983, assumiu um ritmo assustador.

• Identificação de decréscimo abrupto das precipitações para toda a Bacia Amazônica nos anos de 1993 e 1994.

• Identificação de redução das precipitações na Amazônia entre 1996 e 2005, nas áreas cujo dossel da floresta é mais esparso.

• Identificação do aumento da sazonalidade durante o período seco e precipitações mais violentas em curto espaço de tempo entre 1979 e 1993.

• Em escala regional, a transpiração consiste o mais importante serviço ambiental prestado pela floresta.

"Os estudos mostram que com um percentual maior de floresta intacto e denso, as árvores se tornam menos vulneráveis a seca, devido a profundidade das raízes do solo". P. 75. 

PREVISÕES E DIAGNÓSTICOS DOS MODELOS CLIMÁTICOS PARA A AMAZÔNIA

• Modelos do IPCC  >>> há 80% de probabilidade de intensificação da estação seca nas regiões do Sudeste Amazônico, em função das mudanças climáticas.

• Na Amazônia, o fator "vegetação" é responsável por grande parte das chuvas locais e regionais.. Já em mesoescala, existem limites da influência da floresta sobre o clima. Prevalência de fatores como a barreira da Cordilheira dos Andes, a Zona de Convergência do Atlântico Sul e os contrastes termais entre continente e oceano.

• Simulações computadorizadas considerando a variável "mudança no uso do solo" (desflorestamento) preveem o prolongamento da estação seca em até 1 mês e a conversão, em cerrado, das porções limítrofes situadas a leste e a sudeste do bioma. 

"O desmatamento na região do Arco do Desmatamento causa importante decréscimo na evapotranspiração, devido a redução da profundidade das raízes responsáveis pelo bombeamento de água para atmosfera, e o o acréscimo do [sic.] taxa de Bowen nas áreas desmatadas". P. 81.