Mudan
Mudançças clim
as clim
ááticas na
ticas na
região da Mata Atlântica:
região da Mata Atlântica:
proposta de estudo
proposta de estudo
Viviane Regina Algarve
Proposta de Estudo para Doutorado
Proposta de Estudo para Doutorado
III Workshop Serra do Mar
III Workshop Serra do Mar ––julho de 2008
julho de 2008
Maresias
Maresias --2008
2008
Sumário da apresentação
�1 -Introdução, justificativa e objetivos
específicos
�2 -Dados e Metodologia
�3 -Resultados Esperados
•IPCC 2007 :
⇒influências homemno equilíbrio naturaldo planeta são visí veis e
preocupantes;
⇒os países em desenvolvim
entotem maior vulnerabilidade aos
impactos devido aos diferentes estágios de desenvolvim
ento social e
econômico, inclui mudanças no uso da terra, desigualdade na distribuição de
renda...;
•Setores mais vulneráveis
⇒os ecossistemas naturais, os agro-ecossistemas e
os sistemas sócio-econômicos
•Desastresou catástrofes aumentaramsignificativamente ⇒devido àinteração de
fatores antrópicoscom extremos hidrometeorológicos e climáticos.
EMDAT 2007►crescim
ento populacional, aumento de favelas e bolsões de pobreza,
a ocupação das zonas costeiras, registros e disseminação de inform
ações e as mudanças
climáticas.
INTRODUÇÃO
•Não édifícil entender o porque doBrasil estar na lista dos países ⇒com alto grau
de vulnerabilidade (variabilidade natural do clima) como as secas e estiagens, as cheias
e inundações e os deslizamentos em encostas.
•Desastres naturais mais frequentes que afetam, sobretudo populações de baixa
renda, em áreas rurais e periurbanas (Castro 2003) são inundações, desabamentos,
incêndios florestais, secas, estiagens...
Marengo (2006) ⇒ ⇒⇒⇒
o Brasil égrande, e realizar estudos regionais e setoriais
de vulnerabilidade e riscos àmudanças clim
áticas são importantes.
OBJETIVO PRIN
CIPAL
Estudar quais as mudanças de padrões atmosféricos na região da Mata
Atlântica, associado as mudanças climáticas e o aquecimento Global.
INTRODUÇÃO
Justificativas para o Estudo:
•o conhecimento sobre vulnerabilidade e adaptação às m
udanças
climáticas no Brasil ainda é
restrito;
•hápoucos estudos nas áreas de recursos hídricos, energia, zonas
costeiras, impactos e vulnerabilidade em varias regiões do pais;
•são necessários estudos regionalizados, pois os cenários regionais
de m
udanças climáticas contribuem para m
elhorar as escalas de
análises de vulnerabilidade;
INTRODUÇÃO
•Estudare avaliar os impactos de cenários climáticos, no regime de chuva na região
Sudeste do Brasil, em especifico na Serra do Mar (Mata Atlântica);
•Entender os padroes especificos com relacao aos extremos de chuva, temperatura,
circulação local e outros parâmetros, na região da Serra do Mar, área onde fica a
maior parte dos remanescentes da Mata Atlântica;
•Verificar aumento na freqüência de chuvas na região de interesse, no período entre
2010 e 2100, usando simulações com ETA e cenários futuros;
•Avaliar a variabilidade dos parâmetros meteorológicos decorrentes de alterações da
vegetação da região e do aumento da concentração de CO2 da atmosfera durante o
século XXI ;
•Investigar os impactos na simulação do clima sazonal devido àintrodução de diferentes
representações de cobertura vegetal e usos da terra considerando regionalização com
Eta/CPTEC, acoplado com o esquema de superfície NOAH, considerando downscaling
dinâmico para a região de interesse;
•Compreender o papel do ecossistema Mata Atlântica nos processos de transferência
radiativa na atmosfera, balanço de energia e precipitação, fatores esses essênciais para o
conhecimento do clima da região da Serra do Mar;
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
INTRODUÇÃO
Mata Atlantica:
�o bioma Mata Atlântica encontrava-se originalmente em uma faixa continental
compreendida entre as latitude de 3ºS a 30ºS e em altitudes variando de 0 a
2700 metros, totalizando uma área de 1.363.000 km2, equivalente a 16% do
território nacional.
�De acordo com (MMA 2000) a área estimada em 1995 para os remanescentes de
Mata Atlântica foi de 98.878 km--2, ou seja, 7,25% do território original
(Câmara, 2003).
�Devido à
variações na latitude, longitude e altitude a Mata Atlântica apresenta
particularidades
regionais quanto ao funcionamento ecofisiológico imposta
variação do clima regional
�gradiente latitudinal grande variação de energia solar incidente e de
precipitação pluviométrica.
�gradiente longitudinal a proximidade com Oceano Atlântico favorece uma
maior precipitação ocasionada pelo transporte de umidade do oceano.
�a altitude existe um gradiente na distribuição do perfil vertical de temperatura.
�As distribuições destes gradientes forçam a existência áreas com diferentes
condições climáticas, fazendo com que a vegetação nestas regiões apresentem
características morfológicas e fisiológicas distintas.
2.1 –
Área de Estudo
DADOS E METODOLOGIA
•Vulnerabilidade e risco;
•área remanecente da m
ata Atlântica;
•problemas com DN na região estão associados a chuvas;
2.2 –
Dados Utilizados –Cenários clim
áticos do IPCC/AR4
Marengo et al. 2007
Evolução da concentração de CO2 para os diferentes cenários
considerados no IPCC/AR4 (Fonte: http://nomads.gfdl.noaa.gov/).
Modelos são forçados com um
conjunto
de
condições
de
fronteiras
determinadas
por
cenários
de
emissões
antropogênicas
de dióxido de
carbono
e
outros
gases
radiativamente ativos…
A1B (Cenário de
estabilização –
MODERADA
EMISSÃO),
A2(ALTAS EMISSÕES -
PESSIMISTA)muito heterogêneo:
a regionalização édominante.
B1(BAIXA EMISSÕES -
OTIMISTA)rápida mudança na
estrutura econômica mundial,
onde ocorre uma introdução de
tecnologias limpas.
DADOS E METODOLOGIA
2.3 –
Modelos Numéricos
2.3.1 -Modelo Regional Eta/CPTEC -Características
•Modelo em ponto de grade (Grade E)
•Coordenada vertical: Eta
•Domínio: Maior parte de América do Sul
•Resolução: 40 km, 38 camadas, dt=90s
•Topo: 25 hPa
•Variáveis prognósticas: T, q, u, v, Ps, TKE,
água de nuvem
•Esquema de Integração: 2 níveis, explícito
( split-explicit)
•Difusão: não linear de 2ºordem
•Conveccão: Betts-Miller-Janjic; Kain-Fritsch
•Microfísica de nuvens: Zhao (1997); Ferrier
(2004)
•Turbulência: Mellor-Yamada 2.5
•Radiação: GFDL. Tendências de temp.
atualizadas a cada hora
•Esquema de superfície: NOAH –4 camadas
14
1.Atualização do CO2 , 5/5 anos, de acordo com os cenários.
Geração dos coef. de transmissividade para cenários A1B e A2;
2.Temperatura da Superfície do Mar geradas pelos AOGCM; Média
mensal, atualização diária (385 valores/time slice);
3.Sazonalidade da vegetação; atualização 1/1 mês.
4.Preparação de Tsoil, Qsoil das condições iniciais;
5.Domínio maior nas condições do ECHAM4 (topografia+vegetação). 16
Configuração do Modelo Eta para estudos de Mudanças
Climáticas
DADOS E METODOLOGIA
•Resolução 2.5ºpor 3.75º(comparavel T42 (278X417 km na linha do Equador))
•Hidrostático, modelo de ponto de grade, com coordenada vertical de pressão
híbrida, 19 níveis na vertical. A componente oceânica tem 20 níveis e resolução
horizontal de 1,25 x 1,25º.
•Superfície édescrito em Lean and Rowntree (1997) e inclui o MOSES um novo
esquema de superfície terrestre desenvolvido por Cox et. al. (1999)
•Radiação (Edwards e Slingo, 1996) e uma simples parametrização de aerossol
estátambém incluída (Cusack et al.,1998)
•Esquema de superfície (Cox et al., 1999). O albedo da superfície éfunção da
profundidade da neve, tipo de vegetação e também da cobertura de neve e gelo 17
2.3 –
Modelos Numéricos
2.3.2 -Modelo Acoplado Global –HADCM3 –
Características
Gordon et al. (2000) e Pope et al. (2000).
DADOS E METODOLOGIA
1. HADCM
3
18
TOPOGRAFIA dos AOGCM
Resolução: 40km/L38
Domínios
HADCM
3
113x243x38
Configuração do Modelo Eta
DADOS E METODOLOGIA
2.4 –
Modelo de Vegetação Potencial (PVM)
DADOS E METODOLOGIA
•MCGA ⇒
vegetação e solo são prescritas como condições de contorno, não
perm
ite que m
udem com as mudanças do clima
•situações de equilíbrio do sistema climático vegetação seja dinâmica
•Em grande escala, existe uma razoável correspondência entre os biomas
potenciais e naturais;e esse éo m
otivo pelo qual os modelos de vegetação
potencial são utilizados em estudos climáticos.
2.4.1 –
Modelo de Vegetação Potencial (PVM/CPTEC)
àclasse de Dorman
e Sellers (1989).
•Como a Amazônia, a M
ata
Atlântica,o cerrado
brasileiro, a caatinga no Nordeste brasileiro e na
região do Chaco, os Pampas e o semi-deserto
da Patagônia.
DADOS E METODOLOGIA
2.5.1. Etapa 1 –
CONTROLE
♦ ♦♦♦CONTROLE 1 –
MAPA DE VEGETAÇÃO NATURAL
DADOS E METODOLOGIA
CI: H
ADCM
3
CC: HADCM
3
HADCM3
NOAH
Utiliza-se o Modelo do IPCC
HADCM3 do periodo 1981 -2000
Fonte: Salazar,2008
(comunicacao pessoal)
2.5.1. Etapa 1 –
CONTROLE
♦ ♦♦♦CONTROLE 2 –
MAPA DE VEGETAÇÃO ATUAL
DADOS E METODOLOGIA
HADCM3
CI: H
ADCM
3
CC: HADCM
3
NOAH
Utiliza-se o Modelo do IPCC
HADCM3 do periodo 1981 -2000
2.5.2. Etapa 2 –
EXPERIM
ENTO 1 -VEGETAÇÃO DIN
ÂMICA
Integração para cenários futuros A2, B1 e A1B
períodos de 5 anos (2010, 2015, ..., 2100)
diferença entre os valores simulados de T e Prc para 2010 a 2015
(sucessivamente) e aquele obtido na simulação controle
(CONTROLE1) alim
entaram o modelo de vegetação potencial
ETA/C
PTEC
CC: ECHA5M
CI: NCEP
PVM -integrar!!!
diagnosticam o bioma em
equilíbrio com um dado clim
a
Mapa de vegetação modificado
MVgEta 2015...2100
3 cenários vezes 18 rodadas = 54 simulações para analisar
DADOS E METODOLOGIA
A cada 5 anos a rodada será
interrompida para ajuste da
vegetação de equilíbrio e também
o CO2 médio no período
Acoplamento
Assíncrono *
CI: HADCM3
CC: HADCM3
•Acoplamento iterativo (assincrono) e’feito integrando o modelo atmosferico por varios anos, calculando a vegetacao de equilibrio correspondente
ao clima, e Usando esta vegetacao de equilibrio para calcular asnovas condicoes superficiais, que serao usadas para forcar a atmosfera novamente.
A vantagem
deste metodo e’que mudancas na vegetacao sao tomadas instantaneamente como se refletissem uma vegetacao de equilibrio.
2.5.3. Etapa 3 –
EXPERIM
ENTO 2 –
AVALIAÇÃO DOS IMPACTOS DO USO
DA TERRA NO MICROCLIM
A DA REGIÃO DA SERRA DO MAR
Três simulações na região de 10 km
para o período de 2000 -2005
-Sim
ulação controle: considera a
vegetação natural, com a Mata
Atlantica na região;
-Uma outra sim
ulação considerando
agora a vegetação sem a Mata
Atlântica;
Shim
abukuru, et al. 2007
-Uma sim
ulação com a
vegetação
atual da superfície
(mapa
elaboarado pelo INPE);
DADOS E METODOLOGIA
•Entender como a ausência de vegetação pode influenciar na intensificação dos
desastres naturais mais relevantes e na freqüência de chuvas intensas na região da
Serra do Mar;
•Considerando a vegetação modificada,
qual deverá
ser
o comportamento da
variabilidade climática com relação às chuvas e os efeitos causados pela chuva na
região;
•Qual a influência da troca do mapa de vegetação dentro do modelo ETA;
•Quais os cenários futuros, com relação a chuvas e a vegetação, na Mata Atlântica
obtidos quando háa modificação do mapa de vegetação. (caracterizar o clima do
futuro, especialmente que tange eventos extremos)
RESULTADOS ESPERADOS
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