base científica das mudanças climáticas
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B a s e c i e n t f i c a d a sm u d a n a s c l i m t i c a s
p r i m e i r o r e l a t r i o d e a v a l i a o n a c i o n a l
V o l u m e 1
-
C arlos Afonso NobreP r e s i d e n t e d o C o n s e l h o D i r e t o r
Suzana K ahn R ibe i roP r e s i d e n t e d o C o m i t C i e n t f i c o
Andrea Souza SantosS e c r e t r i a E x e c u t i v a
Moac yr Cunha de Ar au jo F i lhoTerc io Ambr i zz iC o o r d e n a d o r e s d o G r u p o d e Tr a b a l h o 1
Dan ie l ly God iva Santana de SouzaA s s e s s o r a T c n i c a d o G r u p o d e Tr a b a l h o 1
Er ico Le i vaAdr iane Mendes V i e i r a MotaFab i ana Soares Le i t eU n i d a d e d e A p o i o T c n i c o d o G r u p o d e Tr a b a l h o 1
Tr ao Des ignP r o j e t o g r f i c o
I NTRODUO
E STR UTU R A DO C APTU LO
P R I NC I PAI S QU E STE S DI SCUTI DAS
3 .1 C AP TU LO 2 : OBSE RVAE S AM B I E NTAI S ATMOSF R IC AS E DE P ROP R I E DADE S DA SU P E R F C I E
3 .2 C AP TU LOS 3 : OBSE RVAE S COSTE I R AS OC EN IC AS
3 .3 C AP TU LO 4 : I N FOR MAE S PALEOC L I MIT IC AS BR AS I LE I R AS
3 .4 C AP TU LO 5 : C IC LOS B IOGEOQUM ICOS E M U DAN AS C L I MT IC AS
3 .5 C AP TU LO 6 : AE ROSSI S ATMOSF R ICOS E N UVE N S
3 .6 C AP TU LO 7 : FOR ANTE R AD IAT IVA NATU R AL E ANTRP IC A
3 .7 : C AP TU LO 8 : AVAL IAO DE MODE LOS GLOBAI S E R EG IONAI S C L I MT ICOS
3 .8 C AP TU LO 9 : M U DAN AS AM B I E NTAI S DE C U RTO E LONGO P R A ZO
P ROJ EE S R EVE R S I B I L I DADE E ATR I BU IO
R E f E RNCIA B I BL IOg Rf IC A
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S u m r i o
C A P T U LO 1 I N T R O D U O E P R I N C I PA I S Q U E S T E S D I S C U T I D A S
S U mR IO ExECUTIVO
2 .1 PADRE S DE VAR IAB I L I DADE DO CL I mA
2 .1.1 C AR AC TE R ST IC AS BS IC AS DOS R EG I M E S DE P R EC I P ITAO NO BR AS I L
38
40
41
C A P T U LO 2 O B S E R VA E S A m B I E N TA I S AT m O S f R I C A S E D E P R O P R I E D A D E D A S U P E R f C I E
-
2 .1.2 VAR IAB I L I DADE I NTE R AN UAL
2 .1.3 VAR IAB I L I DADE I NTE R DEC ADAL E DE LONGO P R A ZO
2.1.4 MODO DE M U DAN A C L I MT IC A?
2 .2 OBS E RVAE S DE m U DAN AS NA Am R IC A DO S U L
2 .2 .1 h I DROLOGIA : P R EC I P ITAO, VA ZE S
2 .2 .2 TE M P E R ATU R A
2 .2 .3 E VE NTOS E x TR E MOS
2 .2 .4 COM PON E NTE S DE R AD IAO E BAL ANO DE E N E RG IA
2 .2 .5 P ROBLE MAS DAS OBSE RVAE S
2 .3 S U mR IO
R E f E RNCIA B I BL IOg Rf IC A
42
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45
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47
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49
50
52
S U mR IO ExECUTIVO
3.1 I NTRODUO
3.2 m U DAN AS DE P ROCE S SOS NA S U P E R fC I E DO
OCEANO E I NTE R AO OCEANO -ATmOS f E R A
3 .2 .1 TROC AS AR-MAR DE C ALOR E F LU xOS DE GUA DOC E
3 .2 .2 TE N SO DE C I SALhAM E NTO DO VE NTO E F LU xOS DE MOM E NTU M
3.2 .3 TE M P E R ATU R A E SAL I N I DADE DA SU P E R F C I E DO MAR
3 .2 .4 S NTE SE
3 .3 m U DAN AS NA TE m P E R ATU R A E CONTEDO
DE C ALOR NO ATLNTICO S U L
3 .3 .1 C AMADA SU P E R IOR
3 .3 .2 OC E ANO P ROF U N DO
3.3 .3 TR AN SPORTE M E R I D IONAL DE C ALOR
3 .3 .4 S NTE SE
3 .4 m U DAN A NA SALI N I DADE E CONTEDO DE g UA DOCE
3 .4 .1 M U DAN AS NAS C AMADAS SU P E R IOR E S
3 .4 .2 M U DAN AS NAS R EG IE S P ROF U N DAS
3 .4 .3 CONTR I BU IO DE DE SC ARGAS F LUV IA I S NO ATLNT ICO SU L
3 .4 .4 S NTE SE
3 .5 ALTE R AE S NA C I RCU L AO E mAS SAS DE g UA
3 .5 .1 C I RC U L AO GE R AL E VAR IAB I L I DADE C L I MT IC A DO OC E ANO ATLNT ICO SU L
3 .5 .2 E STR AT I F IC AO E P ROF U N DI DADE DA C AMADA DE M I STU R A
3 .5 .3 VE NT I L AO E FOR MAO DE MASSAS DE GUA
3 .5 .4 ALTE R AE S NO VA Z AM E NTO DAS AGU LhAS NO G I RO SU BTROP IC AL E NA C LU L A M E R I D IONAL DO ATLNT ICO
3 .6 ALTE R AE S NO NVE L DO mAR E NA f R EQUNCIA
DE Ex TR E mOS NA mAR m ETEOROLg IC A
3 .6 .1 ALTE R AE S DE V I DO A AU M E NTO DE TE M P E R ATU R A
3 .6 .2 AU M E NTO DE MASSA DE V I DO A DEGE LOS DE GE LE I R AS CONT I N E NTAI S
3 .6 .3 ALTE R AE S NA F R EQUNC IA DE OCOR RNC IA DE E x TR E MOS DE MAR M E TEOROLGIC A
3 .6 .4 S NTE SE
3 .7 m U DAN AS NA B IOg EOQUm IC A OCEN IC A,
I NCLU I N DO AC I DI f IC AO DO OCEANO
3 .7.1 O C IC LO DE C AR BONO NO ATLNT ICO TROP IC AL
3 .7.2 S NTE SE
3 .8 m U DAN AS NA E STR UTU R A DE mANg U E S
3 .8 .1 EQU I L BR IO ECOLGICO E E STR UTU R A DO ECOSS I STE MA
3 .8 .2 POTE NC IA I S R E SPOSTAS E STR UTU R AI S DOS MANGU E Z AI S AOS I M PAC TOS DAS M U DAN AS C L I MT IC AS
3 .8 .2 .1 AU M E NTO DO NVE L M D IO R E L AT IVO DO MAR-N M R M
3.8 .2 .2 AU M E NTO DAS TE M P E R ATU R AS M D IAS
3 .8 .2 .3 ALTE R AE S NAS TA x AS DE CO2
C A P T U LO 3 O B S E R VA E S C O S T E I R A S E O C E N I C A S
-
3 .8 .2 .4 ALTE R AE S NA P LUV IOS I DADE
3 .8 .2 .5 M U DAN AS E M F R EQUNC IA E I NTE N S I DADE DE TE M P E STADE S TROP IC A I S
3 .8 .3 S NTE SE
3 .9 OCOR RNCIAS DE E ROSO E m P R AIAS E zONAS COSTE I R AS
3 .9 .1 A COSTA BR AS I LE I R A
3 .9 .2 E ROSO OBSE RVADA NA COSTA DO BR AS I L
3 .9 .2 .1 COSTA DE MANGU E Z AI S DOM I NADA P E L A MAR DA R EG IO NORTE
3 .9 .2 .2 COSTA DO NOR DE STE COM E SC ASSE Z DE SE D I M E NTOS
3 .9 .2 .3 COSTA DE LTA IC A DOM I NADA P E L A AO DE ON DAS
3 .9 .2 .4 COSTA ROC hOSA DO SU DE STE
3 .9 .2 .5 A COSTA AR E NOSA DO SU L
3 .9 .3 S NTE SE
3 .10 ALTE R AE S NOS PADRE S DE VAR IAB I L I DADE
E S PAC IAL E TE m POR AL DO OCEANO
3.10.1 PR INCIPAIS MODOS DE VAR IABILIDADE DOS OCEANOS RELEVANTES PAR A O BR ASIL
3 .10 .2 ALTE R AE S NOS MODOS DE VAR IAB I L I DADE DO ATLNT ICO TROP IC AL E SU L DE V I DO A M U DAN AS NO E N SO
3.10 .3 ALTE R AE S DOS MODOS E VAR IAB I L I DADE DO ATLNT ICO TROP IC AL
E SU L DE V I DO A M U DAN AS NA C I RC U L AO TE R MOhALI NA
3 .10 .4 S NTE SE
3 .11 R E L AE S E NTR E m U DAN AS CL I mTIC AS E OS
P R I m E I ROS NVE I S DA R E DE TRf IC A mAR I N hA
3 .11.1 I NTRODUO
3.11.2 O PAP E L DO F ITOP LNC TON NA R E DE TRF IC A MAR I N hA E NO BOM BE AM E NTO B IOLGICO
3 .11.3 PAP E L DOS M IC ROORGAN I SMOS MAR I N hOS NA R EGU L AO C L I MT IC A
3 .11.4 S NTE SE
3 .12 S U mR IO ExECUTIVO
R E f E RNCIA B I BL IOg Rf IC A
4 .1 I NTRODUO
4 .2 m U DAN AS CL I mTIC AS E m E SC AL A TE m POR AL OR B ITAL
4 .2 .1 I NTRODUO
4.2 .2 E V I DNC IAS PALEOC L I MT IC AS A PART I R DE R EG I STROS L AC U STR E S
4 .2 .3 E V I DNC IAS PALEOC L I MT IC AS A PART I R DE E SP E LEOTE MAS
4 .2 .4 CON S I DE R AE S F I NA I S
4 .3 m U DAN AS CL I mTIC AS ABR U PTAS
4 .3 .1 I NTRODUO
4.3 .2 OS R EG I STROS DAS M U DAN AS C L I MT IC AS ABR U PTAS
DO LT I MO P E R ODO GL AC IAL E I NTE RGL AC IAL
4 .3 .3 OS M EC AN I SMOS R E SPON SVE I S P E L AS M U DAN AS C L I MT IC AS ABR U PTAS
4 .3 .4 CON S I DE R AE S F I NA I S
4 .4 m U DAN AS NA PALEOCI RCU L AO DA PORO OE STE DO ATLNTICO S U L
4 .4 .1 I NTRODUO
4.4 .2 O LT I MO Mx I MO GL AC IAL
4 .4 .3 A LT I MA DEGL AC IAO
4.4 .4 O hOLOC E NO
4.4 .5 CON S I DE R AE S F I NA I S
4 .5 VAR IAE S NO NVE L R E L ATIVO DO mAR DU R ANTE O hOLOCE NO
4 .5 .1 I NTRODUO
4.5 .2 P E R ODO DE SU BM E R SO DA P L ATAFOR MA E DA ZONA COSTE I R A ATUAL
4 .5 .3 O P E R ODO DE E M E R SO DA ZONA COSTE I R A ATUAL
4 .5 .4 CON S I DE R AE S F I NA I S
4 .6 AS QU E I mADAS NO R Eg I STRO PALEOCLI mTICO
4 .6 .1 I NTRODUO
4.6 .2 AS QU E I MADAS NO R EG I STRO PALEOC L I MT ICO
C A P T U LO 4 I N f O R m A E S PA L E O C L I m T I C A S B R A S I L E I R A S
-
4 .6 .3 CON S I DE R AE S F I NA I S
4 .7 A OCU PAO h U mANA E AS m U DAN AS CL I mTIC AS
4 .7.1 I NTRODUO
4.7.2 A TR AN S IO P LE I STOC E NO / hOLOC E NO
4.7.3 A OC U PAO PALEO I N DIA NO hOLOC E NO I N IC IAL
5 .7.4 O h IATO DO ARC AICO NO hOLOC E NO M DIO
4 .7.5 A E x P LOSO DE MOGRF IC A , SOC IAL E C U LTU R AL POSTE R IOR AO h IATO
4 .8 m U DAN AS CL I mTIC AS DU R ANTE O LTI mO m I LN IO
4 .8 .1 I NTRODUO
4.8 .2 D I SC U SSO
4.8 .3 CON S I DE R AE S F I NA I S
4 .9 COm PAR AE S E NTR E R ECON STITU IE S PALEOCLI mTIC AS E DADOS DE mODE LOS
C L I MT ICOS
4 .9 .1 I NTRODUO
4.9 .2 M E TODOLOGIA
4 .9 .3 R E SU LTADOS
4 .9 .4 CONC LU SE S
R E f E RNCIAS
S U mR IO
5.1 I NTRODUO
5.2 BR EVE DE SCR IO DOS B IOmAS BR AS I LE I ROS
5 .2 .1. AMA ZN IA
5 .2 .2 . MATA ATLNT IC A
5 .2 .3 . PANTANAL
5 .2 .4 . C A AT I NGA
5 .2 .5 . C E R R ADO
S U mR IO ExECUTIVO
6.1 I NTRODUO
6.2 . AE ROS SI S DE fONTE S NATU R AI S NA Am R IC A DO S U L
E E m R Eg IE S QU E POS SAm Af ET-L A
6 .3 . fONTE S ANTRP IC AS: AE ROS SI S DE QU E I mADAS E POLU IO U R BANA
6 .3 .1. V I SO GE R AL DAS E M I SSE S ANTRP IC AS NO BR AS I L
6 .3 .2 . VALOR E S T P ICOS DE CONC E NTR AO DE MATE R IAL PART IC U L ADO
6.3 .3 . CONC E NTR AO DE PART C U L AS
6 .4 . I NTE R AO AE ROS SI S-N UVE N S: AE ROS SI S COmO CN, CCN E I N
6 .5 . m ICROfS IC A DE N UVE N S E P R EC I P ITAO NA fAS E QU E NTE
6.6 . m ICROfS IC A DE N UVE N S DE fAS E f R IA E m I STA
6.7. RELAES ENTRE AEROSSIS, NUVENS, VAPOR DgUA E A CIRCULAO DE gRANDE ESCALA
6 .8 . MODE L AGE M DOS P ROC E SSOS E NVOLVE N DO AE ROSSI S , N UVE N S E CONVECO
R E f E RNCIAS
C A P T U LO 5 C I C LO S B I O g E O Q U m I C O S E m U D A N A S C L I m T I C A S
C A P T U LO 6 A E R O S S I S AT m O S f R I C O S E N U V E N S
5 .2 .6 . PAM PA
5 .3 BAS E CONCE ITUAL
5.4 P R I NC I PAI S R E S E RVATR IOS E f LUxOS DE C AR BONO
E N ITROgN IO NOS P R I NC I PAI S B IOmAS BR AS I LE I ROS
5.5 I m PACTOS POTE NCIAI S DAS m U DAN AS CL I mTIC AS
5 .5 .1 AMA ZN IA
5 .5 .2 MATA ATLNT IC A
5 .5 .3 C E R R ADO
5.5 .4 C A AT I NGA
5 .5 .5 PANTANAL
5 .5 .6 PAM PAS
5 .5 .7 GUAS I NTE R IOR E S
R E f E RNCIAS
-
Introduo e principais questes discutidas 1110 Painel brasileiro de mudanas climticas
SUmRIO ExECUTIVO
7.1 INTRODUO
7.1.1 OBjETIVOS E ESTRUTURA DO CAPTULO
7.1.2 O CONCEITO DE FORANTE RADIATIVA
7.2 fORANTE RADIATIVA NATURAL
7.2.1 EFEITOS CLIMTICOS ORBITAIS
7.2.2 EFEITOS CLIMTICOS DEVIDO A VARIAES DA ATIVIDADE SOLAR
7.2.3 EVIDNCIAS DO APORTE DE AEROSSOL MINERAL DA FRICA PARA O BRASIL
7.2.4 O EFEITO RADIATIVO DE NUVENS
7.3 fORANTE RADIATIVA ANTRPICA
7.3.1 FORANTE RADIATIVA DIRETA DO AEROSSOL ANTRPICO
7.3.2 FORANTE RADIATIVA INDIRETA DO AEROSSOL ANTRPICO
7.4 EfEITOS DA QUmICA ATmOSfRICA NA COmPOSIO E
DISTRIBUIO DE gASES DE EfEITO ESTUfA E AEROSSIS
7.5 mTRICAS E mEDIDAS DO ImPACTO DE gASES DE EfEITO ESTUfA
7.5.1 AS FONTES DE EMISSES DE GASES DE EFEITO ESTUFA
7.6 OBSERVAES fINAIS E RECOmENDAES
R E f E RNCIAS
SUmRIO
8.1 INTRODUO
8.1 A hIERARQUIA DOS mODELOS ACOPLADOS, gLOBAIS E REgIONAIS,
INCLUINDO mTODOS DE ANINhAmENTO E DOwNSCALLINg
8.1.1 MODELAGEM ATMOSFRICA GLOBAL
8.1.2 MODELAGEM ACOPLADA OCEANO-ATMOSFERA
SUmRIO
9.1 INTRODUO
9.2 CONSTRUO DE CENRIOS DE EmISSES E SUAS INCERTEzAS
9.3 AVALIAO DE mETODOLOgIAS DE PROJEES E ATRIBUIO DE mUDANAS AmBIENTAIS
9.4 PROJEES REgIONAIS DAS mUDANAS AmBIENTAIS PARA O SCULO 21
9.5 COmENTRIOS fINAIS
R E f E RNCIAS
C A P T U LO 7 f O R A N T E R A D I AT I VA N AT U R A L E A N T R P I C A
C A P T U LO 8 AVA L I A O D E m O D E LO S g LO B A I S E R E g I O N A I S C L I m T I CO S
C A P T U LO 9 m U D A N A S A m B I E N TA I S D E C U R TO E LO N g O P R A zO : P R O J E E S , R E V E R S I B I L I D A D E E AT R I B U I O
8.1.3 MODELAGEM ATMOSFRICA REGIONAL
8.1.4 MTODOS DE DOwNSCALLING ESTATSTICO
8.2 REPRESENTAES DE PROCESSOS DE RETROALImENTAO NOS mODELOS CLImTICOS
8.2.1 OCEANO-ATMOSFERA
8.2.2 BIOSFERA-ATMOSFERA
8.3 SImULAES E PREVISIBILIDADE DO CLImA PRESENTE, I.E., PADRES REgIONAIS,
VARIABILIDADE E ExTREmOS NOS fENmENOS: ITCz, ENSO, SACz, mJO, LLJ
8.3.1 MODELOS DE CIRCULAO GERAL DA ATMOSFERA GLOBAL
8.3.2 MODELOS ACOPLADOS OCEANO-ATMOSFERA GLOBAIS
8.3.3 ZONA DE CONVERGNCIA DO ATLNTICO SUL ZCAS
8.3.4 jATO DE BAIxOS NVEIS - jBN
8.4 PROJEES DE mUDANAS CLImTICAS NO fUTURO
8.5. mEgACIDADES COmO fATORES CAUSAIS DE mUDANAS CLImTICAS REgIONAIS
8.5.1 RESULTADOS DE MODELOS DE QUMICA DA ATMOSFERA
8.5.2 ILhAS DE CALOR DAS MEGACIDADES E MUDANAS CLIMTICAS REGIONAIS
8.6 AVALIAO DE INCERTEzAS Em SImULAES DO CLImA PRESENTE E fUTURO
8.7 PROJEES DE mUDANAS NA CICLAgEm DO CARBONO
R E f E RNCIAS
-
I n t r o d u o e P r i n c i pa i s Q u e s t e s D i s c u t i d a s
1
Autores Principais
Trcio Ambrizzi Universidade de So Paulo;
Moacyr Arajo Universidade Federal de Pernambuco
Autores Revisores
Luiz Gylvan Meira Filho Universidade de So Paulo; Pedro Leite da Silva Dias
Laboratrio Nacional de Computao Cientifica Petroplis/RJ;
Ilana Wainer Universidade de So Paulo
-
Introduo e principais questes discutidas 15
Os sequentes Relatrios de Avaliao elaborados pelo Painel Intergovernamental de Mudanas Climticas (IPCC)
tm destacado, progressivamente, o papel das forantes antrpicas sobre o processo de aquecimento global. Estas
avaliaes baseiam-se na anlise acumulada de grandes quantidades de dados observacionais, sobre os quais so
utilizadas tcnicas mais ou menos sofisticadas, visando compreenso dos mecanismos atuantes e das margens de
incerteza em suas determinaes.
Diante da complexidade do clima planetrio e da importncia dos mecanismos remotos e de suas teleconexes,
de se esperar que a qualidade das anlises realizadas e a reduo de incertezas nas projees das mudanas climticas
globais e regionais sejam diretamente relacionadas quantidade de estudos cientficos e de levantamentos existentes
nas diferentes regies do planeta. Nesse sentido, uma anlise simples da literatura referenciada pelo Grupo de Trabalho
1 Bases das Cincias Fsicas do Quarto Relatrio de Avaliao (AR4) do IPCC evidencia o desequilbrio inter-hemis-
frico e regional nos quantitativos de produo cientfica e de levantamentos observacionais utilizados na avaliao,
traduzindo a necessidade de esforos adicionais para minimizar estas diferenas.
Ciente do potencial de contribuio do Brasil para a compreenso das mudanas climticas globais, e da neces-
sidade de uma abordagem nacionalizada sobre o tema, foi institudo em setembro de 2009 o Painel Brasileiro de Mu-
danas Climticas (PBMC). O PBMC um organismo cientfico nacional criado pelos Ministrios da Cincia, Tecnologia
e Inovao (MCTI) e do Meio Ambiente (MMA). Com estrutura espelhada no Painel Intergovernamental de Mudanas
Climticas, o PBMC objetiva fornecer avaliaes cientficas sobre as mudanas climticas de relevncia para o Brasil,
incluindo os impactos, vulnerabilidades e aes de adaptao e mitigao. As informaes cientficas levantadas pelo
PBMC so sistematizadas por meio de um processo objetivo, aberto e transparente de organizao dos levantamentos
produzidos pela comunidade cientfica sobre as vertentes ambientais, sociais e econmicas das mudanas climticas.
Desta forma, o Painel poder subsidiar o processo de formulao de polticas pblicas e tomada de deciso para o
enfrentamento dos desafios representados por estas mudanas, servindo tambm como fonte de informaes de
referncia para a sociedade.
O Primeiro Relatrio de Avaliao Nacional (RAN1) do PBMC publicado em 2012 composto de trs volumes,
correspondentes s atividades de cada Grupo de Trabalho (www.pbmc.coppe.ufrj.br). O presente documento traz
uma sntese das principais contribuies para o RAN1 do Grupo de Trabalho 1 (GT1) Bases Cientficas das Mudanas
Climticas, cujo objetivo avaliar os aspectos cientficos do sistema climtico e de suas mudanas
S u m r i o E x e c u t i v o
-
Introduo e principais questes discutidas 17
P r i n c i pa i s Q u e s t e s D i s c u t i d a s
c ap tulo 2 observaes amb i enta i s atmosfr ic ase de propr i edades da superf c i e
16 Painel brasileiro de mudanas climticas
Questo 1: Quais so os resultados observacionais relacionados s variaes de parmetros ambientais que podem representar efeitos da variabilidade climtica natural de longo perodo e, em alguns casos, indicaes de efeitos da ao humana?
Esta questo abordada no Captulo 2 do GT1. Conforme
apresentado a seguir, os resultados descritos revelam o
grande impacto da variabilidade interanual, que pode pro-
duzir alteraes por um fator maior que quatro nas chuvas
sazonais em certas regies, como a Amaznia.
A maior fonte de variabilidade interanual so os eventos
El Nio e La Nia. As variaes decadais/interdecadais apre-
sentam menor diferena entre fases opostas (alteraes por
at fator de dois), mas so relevantes em termos de adapta-
o porque so persistentes, podendo causar secas prolonga-
das ou dcadas com mais eventos extremos de chuva. Os
modos de variabilidade interdecadal produziram forte varia-
o climtica na dcada de 1970, devido superposio de
efeitos da mudana de fase de diferentes modos nessa dca-
da. Portanto, anlises de tendncias em sries relativamente
curtas de parmetros climticos, que compreendem perodos
antes e depois dessa dcada, so mais sugestivas do que con-
clusivas. Parte das tendncias detectadas na precipitao do
Brasil pode ser explicada por mudanas de fase em oscilaes
interdecadais, no entanto, possvel que outra porcentagem
j seja uma consequncia do atual aquecimento global obser-
vado. Por exemplo, algumas das tendncias detectadas so
consistentes com a variao produzida na segunda metade
do sculo passado pelo primeiro modo interdecadal de chu-
vas anuais, que significativamente correlacionado com um
modo de tendncia de temperatura da superfcie do mar
(TSM), mas tambm com a Oscilao Multidecadal do Atln-
tico (OMA) e com a Oscilao Interdecadal do Pacfico. Estes
ESTRUTURA DO CAPTULO O documento est estruturado de acordo com o escopo do GT1, que foi previamente definido, coletivamente,
com os Autores Principais dos Captulos. Os levantamentos aqui apresentados resultam de uma extensa pesquisa bibliogrfica, quando se
procurou, de um lado, evidenciar as implicaes para o Brasil dos principais pontos do IPCC AR4 e, de outro, registrar e discutir os principais
trabalhos cientficos publicados aps 2007, com destaque para aqueles relacionados mais diretamente s mudanas climticas na Amrica
do Sul e no Brasil.
As snteses de cada Captulo so apresentadas a seguir, e foram organizadas de modo a responder a questes-chaves especficas de cada
domnio da pesquisa. O conjunto das respostas a estas questes forma a primeira contribuio do Grupo de Trabalho 1 (GT1) Bases
Cientficas das Mudanas Climticas para o Primeiro Relatrio de Avaliao Nacional (RAN1) do Painel Brasileiro de Mudanas Climticas.
resultados mostram tendncias negativas no norte e oeste da
Amaznia, positivas no sul da Amaznia, positivas no Centro-
Oeste e Sul do Brasil, e ausncia de tendncia no Nordeste.
A tendncia de aumento da precipitao entre 1950-2000 no
Sul do Brasil e outras partes da baixa Bacia do Paran/Prata,
principalmente entre o perodo anterior e posterior dcada
de 1970, aparece em outros modos interdecadais, principal-
mente no quarto modo, sendo que esta tendncia supor-
tada por sries um pouco mais longas.
Para verificar se as tendncias associadas com o 1 modo
interdecadal de precipitao se devem apenas a mudana de
fase da OMA ou se so parte de comportamento consistente
de mais longo perodo, seriam necessrias: (i) sries mais
longas de precipitao e (ii) consistncia entre estas tendn-
cias e as mudanas de precipitao apontadas nessas regies
pelas projees de mudanas climticas feitas por numero-
sos modelos. Portanto, necessrio esperar algum tempo
para ter certeza sobre tendncias na precipitao do Brasil e
tambm verificar sua consistncia com projees climticas.
Da mesma forma, ainda difcil de analisar o quanto as mu-
danas antropognicas tm influenciado os eventos extremos
de precipitao, cujas variaes tambm podem estar mais
relacionadas a oscilaes climticas naturais.
Estudos de tendncia da temperatura utilizando dados de
estao sobre a Amrica do Sul limitam-se, na sua maioria,
ao perodo entre 1960-2000. Os resultados mais significati-
vos referem-se s variaes de ndices baseados na tempera-
tura mnima diria, que indicam aumento de noites quentes
e diminuio de noites frias na maior parte da Amrica do
Sul, com consequente diminuio da amplitude diurna da
temperatura, especialmente na primavera e no outono. Estes
resultados so mais robustos para as estaes localizadas nas
costas leste e oeste dos continentes e so confirmados para
sries em perodos mais longos.
Embora a influncia da variabilidade dos oceanos Atln-
tico e Pacfico no comportamento de longo prazo das temper-
aturas sobre a Amrica do Sul precise ser levada em conta, a
influncia antropognica sobre os extremos de temperatura
parece ser mais provvel do que aquela verificada sobre os
extremos de precipitao. A enorme escassez de dados de
estao sobre vastas reas tropicais como a Amaznia e o
centro-oeste e leste do Brasil limita o estabelecimento de
concluses acuradas para estas regies usando dados de
estao. Estudos recentes mostraram que fatores como mu-
dana de uso da terra e queima de biomassa podem influ-
enciar a temperatura nestas regies, sobretudo na Amaznia
e no Cerrado; porm, a magnitude e extenso espacial do
sinal de longo prazo dessas influncias sobre a temperatura
em superfcie ainda precisa ser investigado. Conforme ser
discutido nas prximas sees, o efeito da mudana de uso
da terra e da liberao de calor antropognico nos grandes
centros urbanos, conhecido como ilha de calor urbana, pode
ser importante agente contribuindo para o aumento da tem-
peratura mdia global.
Dados de reanlises, desde 1948, fornecem evidncia
de aumento de temperatura em baixos nveis na atmosfera
de forma mais acentuada em direo aos trpicos do que
nos subtrpicos da Amrica do Sul, durante o vero austral.
Neste caso, a temperatura mdia anual junto da superfcie
nos trpicos tem apresentado tendncia positiva desde
ento, enquanto nos subtrpicos h tendncia negativa des-
de meados da dcada de 1990. O aumento da temperatura
tambm foi verificado sobre o Atlntico Tropical, sugerindo
que possam ter ocorrido mudanas no contraste oceano-
atmosfera e, portanto, no desenvolvimento do sistema de
mones. Estas mudanas podem causar alteraes no
regime de precipitao e nebulosidade e criar feedbacks
ainda desconhecidos na temperatura e no clima local. Mu-
danas nos campos mdios globais e na TSM, antes e aps
o perodo conhecido como climate shift, no final dos anos
70, podem ter exercido importante papel no regime de tem-
peraturas e respectivas tendncias e precisam ser considera-
das para se avaliar corretamente o efeito do aquecimento
global sobre a Amrica do Sul. Neste contexto, tambm
importante avaliar o impacto de oscilaes climticas nat-
urais interdecadais sobre a temperatura na Amrica do Sul.
-
Introduo e principais questes discutidas 19
O Captulo 3 trata do sistema ocenico, que participa
de forma decisiva no equilbrio climtico. Devido sua
grande extenso espacial, e alta capacidade trmica da
gua, indiscutvel que o aumento do contedo de calor
dos oceanos e o aumento do nvel do mar so indica-
dores robustos de aquecimento do planeta. Apesar da
grande dificuldade de se observar o oceano com a cobe-
rtura espacial e temporal necessria para melhor moni-
torar e entender mudanas nos oceanos e as respostas
dessas mudanas no clima, h de se reconhecer que
grandes progressos tm sido obtidos nos ltimos anos.
Observaes remotas por satlite tm sido realidade j
h algumas dcadas e programas observacionais in situ,
como o Argo, tm permitido a obteno de conjuntos
de dados valiosos desde a superfcie at profundidades
intermedirias do oceano. Recentemente, vrios esforos
tm sido despendidos na reavaliao de dados histricos,
possibilitando interpretaes mais confiveis por mais
longos perodos de tempo.
Com base em um nmero considervel de trabalhos
publicados nas ltimas dcadas, o Quarto Relatrio de
Avaliao do Clima do IPCC (IPCC-AR4, 2007) concluiu,
de forma inequvoca, que a temperatura do oceano glob-
al aumentou entre 1960 e 2006. Apesar das controvrsias
decorrentes de alguns pequenos enganos no IPCC-AR4,
a grande maioria dos estudos cientficos realizados nos
ltimos 5 anos tm confirmado, de forma indiscutvel,
o aquecimento das guas ocenicas. A temperatura da
superfcie do mar (TSM) no Atlntico tem aumentado
nas ltimas dcadas. No Atlntico sul, esse aumento
intensificado a partir da segunda metade do sculo xx,
possivelmente devido a mudanas na camada de oznio
sobre o Polo Sul e tambm ao aumento dos gases efeito
estufa. De forma consistente com um clima mais quente,
o ciclo hidrolgico tem tambm se alterado, refletindo
em mudanas na salinidade da superfcie do mar. Estu-
dos mostram que a regio subtropical do Atlntico Sul
est se tornando mais quente e mais salina.
Abaixo da superfcie, h evidncias claras do aumen-
to da temperatura nas camadas superiores do oceano.
Reanlise de dados histricos, obtidos por batitermgra-
fos descartveis (xBTs), mostram uma clara tendncia de
aquecimento nos primeiros 700 m da coluna de gua.
Estudos independentes com dados obtidos at 2000 m
de profundidade com perfiladores Argo sugerem um
aquecimento significativo tambm abaixo de 700 m.
Os estudos analisados pelo IPCC-AR4 e outros mais
recentes tambm apontam para variaes no contedo
de calor e na elevao do nvel do mar, em escala global.
Variaes nessas propriedades promovem alteraes nas
caractersticas das diferentes massas de gua, o que fa-
talmente leva a alteraes nos padres de circulao do
oceano. Por sua vez, mudanas na circulao resultam
em alteraes na forma como o calor e outras proprie-
dades biolgicas, fsicas e qumicas so redistribudas na
superfcie da Terra.
O nvel do mar est aumentando. Grande parte das
projees de aumento do nvel do mar para todo o sculo
xxI deve ser alcanada ao longo das primeiras dcadas, o
que faz com que se configurem perspectivas mais preo-
18 Painel brasileiro de mudanas climticas
c ap tulo 3observaes coste i r as e ocen ic as
Questo 2: Qual o papel dos oceanos, e em particular do Atlntico tropical e subtropical sul, como indutor e como indicador das variabilidades climticas de origem natural e antrpica observadas no Brasil e na Amrica do Sul?
cupantes do que aquelas divulgadas no incio dos anos
2000. Variaes de 20 a 30 cm, esperadas para ocorrer ao
longo do todo o sculo xxI, j devem ser atingidas, em
algumas localidades, at meados do sculo ou at antes
disso. Dever haver tambm maior variabilidade espacial
da resposta do nvel do mar entre os distintos locais do
globo. Na costa do Brasil so poucos os estudos real-
izados com base em observaes in situ. Mesmo assim,
taxas de aumento do nvel do mar na costa sul-sudeste
j vm sendo reportadas pela comunidade cientfica
brasileira desde o final dos anos 80 e incio dos anos 90.
O aumento do nvel do mar, assim como o aumento
de temperatura, mudanas no volume e distribuio das
precipitaes e concentraes de CO2 afetaro de modo
varivel o equilbrio ecolgico de manguezais, depen-
dendo da amplitude destas alteraes e das caractersti-
cas locais de sedimentao e espao de acomodao.
Ao longo da extenso da linha de costa brasileira so
vrios os trechos em eroso, distribudos irregularmente
e muitas vezes associados aos dinmicos ambientes de
desembocaduras. Diversas so as reas costeiras densa-
mente povoadas que se situam em regies planas e
baixas, nas quais os j existentes problemas de eroso,
drenagem e inundaes sero amplificados em cenrios
de mudanas climticas.
Importantes massas de gua esto se alterando.
As guas modo (guas de 18oC) do Oceano Sul e as
guas Profundas Circumpolares se aqueceram no pero-
do de 1960 a 2000. Essa tendncia continua durante a
presente dcada. Aquecimento similar ocorreu tambm
nas guas modo da Corrente do Golfo e da Kuroshio.
Os giros subtropicais do Atlntico Norte e Sul tm se
tornado mais quentes e mais salinos. Como consequn-
cia, segundo concluso do IPCC-AR4 e de estudos mais
recentes, bastante provvel que pelo menos at o final
do ltimo sculo a Clula de Revolvimento Meridional
do Atlntico (CRMA) tenha se alterado significativa-
mente em escalas de interanuais a decenais.
No Atlntico Sul, vrios estudos nos ltimos anos
sugerem variaes importantes nas propriedades fsicas
e qumicas das camadas superiores do oceano, associa-
das com alteraes nos padres da circulao atmos-
frica. Esses estudos mostram que, em consequncia
do deslocamento do rotacional do vento em direo
ao polo, o transporte de guas do Oceano ndico para
Atlntico sul, fenmeno conhecido como o vazamen-
to das Agulhas, vem aumentando nos ltimos anos.
Anlises de dados obtidos remotamente por satlite e in
situ mostram mudanas no giro subtropical do Atlntico
Sul associados a mudanas na salinidade das camadas
superiores. Resultados de observaes e modelos sug-
erem que o giro subtropical do Atlntico Sul vem se ex-
pandindo, com um deslocamento para sul da regio da
Confluncia Brasil-Malvinas.
h tambm fortes indcios de que as caractersticas
dos eventos de El Nio no Pacfico esto mudando nas
ltimas dcadas. Como consequncia, tem havido uma
mudana nos modos de variabilidade da TSM no Atln-
tico Sul. Essas alteraes nos padres de TSM favore-
cem precipitaes acima da mdia ou na mdia sobre
o norte e nordeste brasileiro e mais chuvas no sul e
sudeste do Brasil.
-
Introduo e principais questes discutidas 2120 Painel brasileiro de mudanas climticas
Esta questo abordada no Captulo 4, que traz o conjunto
de estudos paleoclimticos desenvolvidos com registros
continentais e marinhos brasileiros e, subordinadamente,
de outros pases da Amrica do Sul e dos oceanos adjacen-
tes. As anlises realizadas permitem afirmar que as mudan-
as na insolao recebida pela Terra em escala temporal
orbital foram a principal causa de modificaes na precipi-
tao e nos ecossistemas das regies tropical e subtropical
do Brasil, principalmente aquelas regies sob influncia do
Sistema de Mono da Amrica do Sul. Valores altos de
insolao de vero para o hemisfrio sul foram associados
a perodos de fortalecimento do Sistema de Mono da
Amrica do Sul e vice-versa.
Na escala temporal milenar, foram observadas fortes
e abruptas oscilaes no gradiente de temperatura do
Oceano Atlntico, bem como na pluviosidade associada ao
Sistema de Mones da Amrica do Sul e Zona de Con-
vergncia Intertropical. A causa destas mudanas climticas
abruptas reside aparentemente em marcantes mudanas
na intensidade da Clula de Revolvimento Meridional do
Atlntico. Perodos de enfraquecimento desta clula foram
associados a um aumento da precipitao nas regies
tropicais e subtropicais do Brasil.
Marcantes alteraes na circulao da poro oeste do
Atlntico Sul foram reconstitudas para o ltimo Mximo
Glacial (de 23 a 19 cal ka AP), a ltima deglaciao (de 19 a
11,7 cal ka AP) e o holoceno (de 11,7 a 0 cal ka AP). Dentre
elas pode-se citar: (i) uma diminuio na profundidade dos
contatos entre as massas de gua intermediria e profunda
durante o ltimo Mximo Glacial, que foi caracterizado por
uma clula de revolvimento que no foi nem significativa-
mente mais fraca, nem uma verso significativamente mais
forte, se comparada com sua intensidade atual; (ii) um
aquecimento das temperaturas de superfcie do Atlntico
Sul durante eventos de diminuio na intensidade da C-
lula de Revolvimento Meridional do Atlntico em perodos
especficos da ltima deglaciao (e.g., heinrich Stadial 1
(entre ca. 18,1 e 14,7 cal ka AP) e Younger Dryas (entre ca.
12,8 e 11,7 cal ka AP)); e (iii) o estabelecimento de um pa-
dro similar ao atual de circulao superficial na margem
continental sul do Brasil entre 5 e 4 cal ka AP.
O nvel relativo do mar na costa do Brasil atingiu at 5
m acima do nvel atual entre ca. 6 e 5 cal ka AP e diminuiu
gradativamente at o incio do perodo industrial.
Anlises paleoantracolgicas indicam que por um lon-
go perodo do Quaternrio tardio o fogo tem sido um fator
de grande perturbao em ecossistemas tropicais e sub-
tropicais e, juntamente com o clima, de suma importncia
na determinao da dinmica da vegetao no passado
geolgico.
Apesar de ainda existirem marcantes controvrsias
a respeito de pontos importantes relacionados ocupa-
o humana das Amricas (e.g., idade das primeiras mi-
graes, quantas levas de migraes ocorreram, por que
caminhos se processaram as migraes), pode-se afirmar
que toda a Amrica do Sul j estava ocupada pelo Homo
sapiens ao redor de 12 cal ka AP e tais ocupaes j mo-
stravam padres adaptativos e econmicos distintos entre
si. A aparente estabilidade na ocupao humana do Brasil
foi interrompida entre ca. 8 e 2 cal ka AP, com significativo
c ap tulo 4i n formaes pa leocl imt ic as br as i l e i r as
Questo 3: Quais as evidncias observacionais do clima do passado que contribuem para o entendimento das variabilidades climticas observadas no presente e para a inferncia de cenrios prognsticos de mudanas no clima do Brasil e do continente sul-americano?
abandono de stios e de populao em escala regional, que
deve estar associado a marcantes mudanas climticas.
A Pequena Idade do Gelo (de ca. 1500 a 1850 AD) foi
caracterizada, na poro (sub)tropical da Amrica do Sul ao
sul da linha do Equador, por um aumento na precipitao
que provavelmente est associado a um fortalecimento do
Sistema de Mono da Amrica do Sul e a uma desintensi-
ficao da Clula de Revolvimento Meridional do Atlntico.
Entretanto, os mecanismos climticos associados no esto
consolidados e o nmero de registros paleoclimticos e pa-
leoceanogrficos disponveis em ambientes (sub)tropicais
deste evento particularmente reduzido.
Genericamente, observa-se um nmero ainda bastante
restrito de registros paleoclimticos e paleoceanogrficos
provenientes do Brasil e da poro oeste do Atlntico Sul.
De fato, apenas nos ltimos anos foram publicados os pri-
meiros estudos (e.g., Cheng et al., 2009; Chiessi et al., 2009;
Souto et al., 2011; Laprida et al., 2011; Strkis et al., 2011)
para algumas regies (e.g., regio Centro-Oeste, Zona de
Confluncia Brasil-Malvinas) e temas (e.g., temperatura da
superfcie do mar para o holoceno, variabilidade multide-
cenal e secular na precipitao). Neste sentido, de suma
importncia que lacunas nesta rea do conhecimento se-
jam preenchidas nos prximos 10 anos.
No Brasil so esperadas mudanas profundas e variveis
no clima conforme a regio do pas. esperado que essas
mudanas afetem os ecossistemas aquticos e terrestres
do Brasil. Neste quesito, o pas um dos mais ricos do
mundo, tendo seis biomas terrestres (Amaznia, Mata
Atlntica, Pantanal, Pampas, Cerrado e Caatinga), que
englobam alguns dos maiores rios do mundo, como o
Amazonas, Paran e So Francisco; e uma costa com cerca
de 8.000 km, contendo pelo menos sete grandes zonas
estuarinas e toda a plataforma continental. O foco principal
deste captulo ser investigar como os principais processos
biogeoqumicos seriam afetados pelas mudanas climti-
cas nos principais biomas e bacias brasileiras.
Devido falta de informaes espaciais compatveis
com as escalas dos biomas brasileiros, as anlises feitas
neste captulo sero concentradas em regies de cada bio-
ma onde informaes se encontram disponveis. Ao mesmo
tempo em que esse tipo de limitao nos impede de fazer
uma generalizao para um determinado bioma, serve
como um alerta sobre a limitao destas informaes em
escalas compatveis com as grandes reas de nossos bio-
mas. h uma carncia de informaes crtica para determi-
nados biomas, como os Pampas, o Pantanal e a Caatinga.
Um volume maior de informaes se encontra na Amaznia
e, secundariamente, no Cerrado. Somente recentemente es-
tudos tm sido desenvolvidos na Mata Atlntica, mas ainda
concentrados em algumas poucas reas.
A previso mais crtica para a regio Amaznica a
savanizao da floresta. Uma mudana to profunda
na vegetao acarretaria perdas significativas nos es-
toques de carbono tanto do solo, como da vegetao.
Alm das perdas de carbono, haveria outras mudanas
fisiolgicas e fenolgicas similares quelas descritas mais
adiante para o Cerrado brasileiro. Tais mudanas se refle-
c ap tulo 5c ic los b iogeoqu m icos e mudan as c l imt ic as
Questo 4: Como os principais processos biogeoqumicos seriam afetados pelas mudanas climticas nos biomas e sistemas hdricos brasileiros?
-
22 Painel brasileiro de mudanas climticas
tiriam no somente no ciclo do carbono, mas tambm
no ciclo do nitrognio.
A Mata Atlntica estoca quantidades apreciveis de car-
bono e nitrognio em seus solos, principalmente em maio-
res altitudes. Os aumentos previstos para a temperatura do
ar na regio Sudeste do Brasil levaria a um aumento nos
processos de respirao e decomposio, gerando um au-
mento nas perdas de carbono e nitrognio para a atmos-
fera. A pergunta que permanece por falta de informaes
se essas perdas seriam compensadas por um aumento
na produtividade primria lquida do sistema. Nos cam-
pos sulinos dos Pampas, similarmente Mata Atlntica, os
solos detm um aprecivel estoque de carbono. Portanto,
aumentos na temperatura previstos para o futuro aumen-
tariam as emisses de CO2 para a atmosfera.
O balano entre a vegetao lenhosa e a vegetao
herbcea um importante aspecto da fisionomia do Cer-
rado. A vegetao lenhosa tem estoques de nutrientes
mais recalcitrantes na forma de razes profundas e caules,
enquanto a vegetao herbcea mais prontamente de-
composta pelo fogo. reas onde a durao da seca fosse
maior favoreceriam em tese um aumento na incidncia
de fogo, que, por sua vez, favoreceria o aparecimento
de uma vegetao herbcea, implicando em mudanas
importantes no funcionamento do Cerrado. A produ-
tividade primria do Cerrado pode potencialmente ser
reduzida frente s mudanas climticas projetadas para
este bioma. O aumento da temperatura provavelmente
resultar em uma reduo do processo fotossinttico nas
plantas do Cerrado, implicando em um possvel decrs-
cimo de sua biomassa. Adicionalmente, na estao seca o
Cerrado passa a ser uma fonte de carbono para a atmos-
fera. Portanto, um aumento na durao deste perodo
implicaria tambm em uma reduo na produtividade
primria do Cerrado. O mesmo aumento na durao
do perodo seco pode potencialmente resultar em um
aumento na vulnerabilidade ao fogo no Cerrado. O au-
mento da ocorrncia de eventos de fogo resultaria em
uma diminuio nos estoques de biomassa e nutrientes
atravs de escoamento profundo, eroso, transporte de
partculas e volatilizao.
De forma geral, h uma grande incerteza em rela-
o aos efeitos de alteraes climticas nos recursos
hdricos do Brasil. As bacias hidrogrficas mais impor-
tantes do pas, segundo seus atributos hidrolgicos e
ecolgicos, so as do Amazonas, Tocantins-Araguaia,
Paran, Paraguai e So Francisco. Essas bacias cortam
regies que devem sofrer diferentes impactos relacio-
nados a alteraes de temperatura e precipitao (vol-
ume e frequncia de chuvas), com efeitos distintos na
disponibilidade de gua ao uso humano, assim como
manuteno de processos ecolgicos. Regionalmente,
o aumento de eventos extremos associados frequn-
cia e volume de precipitao tambm previsto. Os
cenrios apontam para diminuio da pluviosidade nos
meses de inverno em todo pas, assim como no vero
no leste da Amaznia e Nordeste. Da mesma forma, a
frequncia de chuvas na regio Nordeste e no Leste da
Amaznia (Par, parte do Amazonas, Tocantins, Maran-
ho) deve diminuir, com aumento da frequncia de dias
secos consecutivos. Este cenrio dever impor um stress
srio aos j escassos recursos hdricos da regio Nor-
deste. Em contraste, o pas deve observar o aumento
da frequncia e da intensidade das chuvas intensas na
regio subtropical (regio Sul e parte do Sudeste) e no
extremo oeste de Amaznia.
c ap tulo 6aeross i s atmosfr icos e nuvens
Questo 5: Como as mudanas antropognicas sobre o campo de aerossis podem interferir sobre a precipitao e a circulao atmosfrica? Quais as incertezas na representao dos pro-cessos envolvendo a modelagem de aerossis e nuvens?
Neste captulo apresentada uma reviso de algumas das
principais contribuies cientficas para a caracterizao dos
aerossis atmosfricos sobre o Brasil, incluindo o papel exer-
cido por suas fontes naturais e antrpicas, como queima de
biomassa, poluio urbana, dentre outras, e para o entendi-
mento dos processos de microfsica de nuvens.
Ainda que em anos recentes tenha sido observada
uma reduo nas taxas de desmatamento (Koren et al.,
2007), certo que as queimadas na Amaznia so ainda
a principal fonte antrpica de partculas de aerossol em
escala continental na Amrica do Sul e no Brasil. Em menor
escala, mas com importante impacto no clima regional,
tambm ocorrem queimadas nas culturas de cana-de-a-
car (Lara et al., 2005). Por outro lado, h uma importante
contribuio de emisses situadas em regies urbanas,
fruto principalmente de emisses veiculares. Ainda que
no sejam majoritrias no contedo total de emisses,
as partculas de aerossol das emisses urbanas exercem
papel importante no clima urbano e na sade pblica das
metrpoles brasileiras (e.g., Andrade et al., 2010).
Diversos experimentos realizados na regio amazni-
ca, quase todos dentro do contexto do experimento LBA
(Experimento de Larga Escala da Biosfera Atmosfera da
Amaznia), foram capazes de qualificar e quantificar a
composio do aerossol presente na atmosfera amazni-
ca. A composio do aerossol natural na regio amaznica
pode ser observada durante a estao chuvosa, quando
atividades relacionadas s queimadas so desprezveis.
A concluso geral dos trabalhos focados na regio de
que o aerossol natural amaznico uma soma das con-
tribuies do transporte de aerossol marinho para dentro
do continente, de episdios de transporte de poeira do
Saara, e de emisses biognicas da vegetao. Em termos
de contribuio absoluta massa do material particulado,
as emisses biognicas primrias so dominantes.
O papel dos aerossis no balano de energia do
sistema Terra-atmosfera normalmente classificado como
efeito direto e indireto, sendo o primeiro dado pela inte-
rao direta com a radiao (absoro e espalhamento) e
o segundo atravs da modificao das propriedades mi-
crofsicas e, por consequncia, na dimenso e no ciclo de
vida das nuvens. Neste ltimo caso, um parmetro chave
o nmero de partculas de aerossol com capacidade de
atuar como ncleos de condensao (CCN) e de gelo (IN).
A maioria dos estudos das propriedades dos CCN e
das nuvens na Amrica do Sul se concentra na Regio
Amaznica (e, em menor extenso, sobre o Nordeste).
Esse nmero limitado de experimentos de campo e a in-
existncia de medidas em grande parte do Brasil impem
bvias limitaes representao dos processos microfsi-
cos em modelos aplicados sobre o territrio nacional. Os
trabalhos existentes baseiam-se na anlise de dados de
satlite e, em menor nmero, em campanhas intensivas
de medidas de campo. Por exemplo, medidas in situ re-
alizadas na bacia amaznica durante o experimento LBA/
SMOCC 2002, em regio de pastagem em Rondnia, que
cobriram um perodo com intensa atividade de queima-
das (setembro), transio (outubro) e o incio da estao
chuvosa (novembro), indicam um grande aumento no
nmero de partculas no perodo seco em funo das quei-
Introduo e principais questes discutidas 23
-
Introduo e principais questes discutidas 2524 Painel brasileiro de mudanas climticas
madas. As medies de Martins et al. (2009), realizadas
com aeronave, estudaram as propriedades dos CCN na
Regio Amaznica, comparando regies limpas e regies
sob intensa atividade de queima de biomassa. Os autores
observaram um decrscimo generalizado na concentrao
de CCN desde o final da estao seca at o incio da es-
tao chuvosa. A comparao entre dias poludos e dias
limpos mostra uma concentrao pelo menos cinco vezes
maior para os dias poludos. Diferenas ainda maiores so
verificadas quando reas limpas e poludas foram com-
paradas para uma mesma data, indicando que a atividade
de queima de biomassa mais eficiente em produzir, prin-
cipalmente, partculas pequenas e com pequena frao
solvel. Mais recentemente, Pschl et al. (2010) mostraram
que partculas finas, faixa em que predominam os CCN,
so preponderantemente compostas de material orgnico
secundrio formado pela oxidao de precursores biogni-
cos, enquanto que partculas grossas, importantes nu-
cleadores de gelo, consistem de material biolgico emitido
diretamente pela floresta.
Os chamados efeitos indiretos dos aerossis constituem
os mecanismos atravs dos quais estes modificam a micro-
estrutura das nuvens, com consequncias para suas pro-
priedades radiativas e seu ciclo de vida. jones e Christopher
(2010) estudaram as propriedades estatsticas da interao
aerossis-nuvens-precipitao sobre a Amrica do Sul, em
busca de indicativos do efeito indireto dos aerossis sobre
os processos associados a nuvens quentes. Os autores tra-
balharam com a hiptese de que, se os efeitos indiretos
(e tambm o semidireto) se manifestarem, em condies
poludas, como consequncia da reduo nos processos de
coliso e coalescncia ou aumento na estabilidade, deveria
haver uma diminuio na precipitao estratiforme em com-
parao com condies mais limpas no mesmo ambiente.
Comparando amostras sem chuva, com chuva e chuva in-
tensa, concluram, porm, que as condies atmosfricas de
maior escala so mais importantes para o desenvolvimento
da precipitao do que a concentrao de aerossis.
Por exemplo, Andreae et al. (2004) sugerem que a
fumaa produzida a partir das queimadas na Amaz-
nia produz efeitos significativos sobre a microestrutura
das nuvens, com uma reduo no dimetro mdio das
gotculas, inibindo a coliso-coalescncia. Esta noo
corroborada por Freud et al. (2008), que discutem que h
um aumento consistente em cerca de 350 m na altitude
sobre a base da nuvem na qual a coliso-coalescncia
dispara a formao de chuva quente para cada 100 n-
cleos de condensao (a uma supersaturao de 0,5%)
adicionados por cm3. Indcios no mesmo sentido so
tambm apresentados por Costa e Pauliquevis (2009),
cujos resultados apontam para altitudes de chuva quente
(isto , a altitude em que o processo de formao de
chuva quente se inicia), indo de 1200-2300 m em ambi-
entes martimos e costeiros a 5400-7100 m em ambien-
tes influenciados por queimadas.
Como apontam Lee e Penner (2010), o fato de nu-
vens cirrus cobrirem tipicamente mais de 20% do planeta
faz com que as mesmas sejam importantes para o bal-
ano radiativo planetrio. Nuvens convectivas profundas,
particularmente nos trpicos, so responsveis por me-
canismos de transporte vertical cruciais para a circulao
geral atmosfrica. Nesse sentido, os aerossis cumprem
um papel significativo na microestrutura de nuvens cu-
mulonimbus, sendo que suas estimativas apontam para
valores de dimetro efetivo de 10 a 20% menores sobre
o continente do que sobre o oceano e com uma mar-
cada variabilidade sazonal nessa varivel em regies com
queima de biomassa, como a Amaznia. Medidas in situ
das propriedades microfsicas de nuvens frias e de fase
mista sobre o Brasil, no entanto, so extremamente lim-
itadas, havendo indicaes de dados coletados apenas
durante um experimento de campo, o TRMM-LBA (Tropi-
cal Rainfall Measuring Mission - Large-Scale Biosphere-
Atmosphere Experiment in Amazonia).
A modelagem dos processos envolvendo nuvens na
maior parte dos modelos globais e regionais utilizados
para previso de tempo e clima e para as simulaes
de mudanas climticas no Brasil e no mundo ainda
se caracteriza pela utilizao de um grande nmero de
simplificaes nos processos envolvendo nuvens. par-
ticularmente significativo que as escalas dos movimen-
tos convectivos no sejam explicitamente resolvidas
na maioria desses modelos. Isto se d em funo da
limitao de recursos computacionais e pelo fato de os
modelos atualmente disponveis dependerem significa-
tivamente de parametrizaes de conveco. Outro as-
pecto importante a ser considerado a variabilidade na
forma da distribuio de tamanho das gotculas, que
ao mesmo tempo um fator fisicamente relevante no de-
senvolvimento da precipitao, assim como a fase gelo,
que se constituem em fontes de incerteza importantes na
modelagem dos processos de nuvens.
O clima controlado por diversos fatores, chamados agen-
tes climticos, que podem ser naturais ou originados de
atividades humanas (antrpicos). Um certo agente climti-
co pode contribuir para aquecer o planeta, como por
exemplo os gases de efeito estufa antrpicos, enquanto
outro agente pode tender a resfri-lo, como as nuvens. Ao
tomador de decises seria conveniente conhecer qual a
influncia quantitativa de cada agente climtico. Por ex-
emplo, conhecer qual a contribuio de cada agente para
as variaes de temperatura na superfcie do planeta, ou
mesmo no Brasil. No entanto, os modelos climticos que
constituem o estado da arte atual, no mundo todo, ainda
precisam de anos de desenvolvimento para que forneam
resultados confiveis e consistentes para previses de mu-
danas climticas: ainda h grandes divergncias entre pre-
vises de temperatura, cobertura de nuvens, precipitao,
etc., elaboradas com modelos diferentes. No Captulo 7
discutem-se estimativas da forante radiativa e efeitos ra-
diativos, sobre a atmosfera e a superfcie, causados por
agentes naturais e antrpicos sobre o Brasil.
O conceito de forante radiativa, tal como definido
no relatrio IPCC-AR4, um passo intermedirio que no
necessita, em princpio, de modelos climticos para seu
clculo, por isso os valores de forante radiativa podem ser
mais objetivamente interpretveis. Uma forante radiativa
positiva significa que um agente tende a aquecer o planeta,
ao passo que valores negativos indicam uma tendncia de
resfriamento. Uma inconvenincia do conceito de forante
radiativa que em geral ela expressa em termos de wm
2 (watt por metro quadrado), que uma unidade menos
familiar que graus Celsius, por exemplo. Se um agente
climtico representa uma forante radiativa de +2 wm 2,
isso indica que ele tende a aquecer o planeta. Uma vez
determinado o valor da forante radiativa de um agente,
pode-se usar esse valor em modelos climticos que pro-
curaro traduzi-lo, por exemplo, como mudanas de tem-
peratura superfcie, ou mudanas no volume de chuvas,
etc. Como os modelos climticos ainda apresentam resul-
tados bastante divergentes, um mesmo valor de forante
pode dar origem a diferentes previses, dependendo do
c ap tulo 7for ante r ad iat i va natur al e antrp ic a
Questo 6: Quais so as estimativas da forante radiativa e dos efeitos radiativos, sobre a atmosfera e a superfcie, causados por agentes naturais e antrpicos, sobre o Brasil e a Amrica do Sul?
-
Introduo e principais questes discutidas 2726 Painel brasileiro de mudanas climticas
modelo climtico escolhido e das condies em que ele
utilizado. nesse contexto que o conceito de forante
radiativa oferece um meio de comparao entre diferen-
tes agentes climticos, independentemente da preciso
dos modelos climticos atuais. A quantificao numrica
da intensidade da forante radiativa permite ao tomador
de deciso visualizar quais os agentes mais significativos,
classificando-os por ordem de magnitude relativa. Calcular
a forante radiativa de um agente climtico como definir
uma escala padro, que permite a possibilidade de se esti-
mar a intensidade de sua perturbao sobre o clima, para
algum local ou regio do globo.
Alm de agentes climticos independentes, ocorrem
tambm situaes de interdependncia entre agentes,
chamados processos de retroalimentao, que tornam ainda
mais complexa a compreenso de qual o efeito climtico
final de um certo agente. Alguns agentes climticos podem
influenciar o ciclo hidrolgico. Por exemplo, alguns pes-
quisadores afirmam que a fumaa emitida em queimadas
na Amaznia pode alterar o funcionamento natural das
nuvens, diminuindo o volume de chuvas que essas nuvens
podem produzir. Se isso acontece, ento a menor ocorrn-
cia de chuvas pode favorecer a ocorrncia de um nmero
ainda maior de queimadas, e assim se estabelece um ciclo
de retroalimentao. Em tais ciclos de retroalimentao, as
relaes de causa e efeito so complexas, e por esse motivo
a avaliao do impacto sobre o clima denominada efeito
radiativo, e no uma forante radiativa. Essa distino uti-
lizada de forma rigorosa neste captulo.
importante levar em considerao escalas de tempo e
espao. Mudanas climticas que ocorrem em longo prazo,
em escalas de milhares a milhes de anos, so controladas
por variaes orbitais do planeta. No entanto, numa escala
de centenas de anos as mudanas orbitais so virtualmente
irrelevantes, e outros fatores predominam. Um exemplo a
influncia antrpica sobre o clima devido emisso de gases
de efeito estufa, que vem causando um aumento anmalo
da temperatura mdia na superfcie do planeta.
Este captulo apresenta a definio formal de forante
radiativa, do potencial de aquecimento global e do potencial
de temperatura global, que so grandezas utilizadas para pa-
dronizar uma metodologia de comparao, e que permitem
estimar quantitativamente os efeitos de diferentes agentes
climticos. O captulo apresenta uma reviso bibliogrfica de
estudos recentes, efetuados sobre o Brasil ou sobre a Amri-
ca do Sul, que identificaram alguns dos principais agentes
climticos naturais e antrpicos atuantes no pas. Embora
a inteno fosse apresentar, em nmeros, a contribuio
para a forante radiativa atribuda aos diferentes agentes, a
inexistncia de trabalhos cientficos no pas para vrios deles
trouxe outra dimenso ao captulo.
Os efeitos climticos mais significativos em escalas de
dezenas a centenas de anos, no Brasil, so os efeitos radiati-
vos de nuvens, a forante radiativa dos gases de efeito estu-
fa, a forante de mudana de uso do solo, e a dos aerossis
(fumaa) emitidos em queimadas por fontes antrpicas.
Nuvens exercem um efeito radiativo natural, mas suas
propriedades podem ser alteradas pela ao humana (e.g.,
efeitos indiretos de aerossis, mudana de propriedades da
superfcie, entre outros). Essas alteraes podem envolver
processos de retroalimentao, com possveis impactos so-
bre o ciclo hidrolgico, causando alteraes na disponibi-
lidade de gua doce, ou na frequncia de ocorrncia de
eventos extremos de precipitao, como secas ou tem-
pestades severas. Os resultados compilados neste captulo
mostram que as nuvens constituem o agente climtico mais
importante do ponto de vista de balano de radiao sobre
a Amaznia, reduzindo em at 110 wm 2 a radiao su-
perfcie, e contribuindo com cerca de +26 wm 2 no topo da
atmosfera. Isso significa que as nuvens na Amaznia atuam
causando em mdia um resfriamento da superfcie, mas
um aquecimento do planeta. Cabe ressaltar que o modo
como os estudos consideram as nuvens distribudas na
vertical desempenha um papel fundamental nos resultados
obtidos: nuvens altas tendem a contribuir com um efeito de
aquecimento do planeta, enquanto nuvens baixas tendem
a resfri-lo. Desse modo, importante destacar que esse
resultado no pode ser automaticamente estendido para
outras regies, com padres de nuvens e caractersticas de
superfcie diferentes da regio amaznica.
No Brasil, a principal fonte de gases de efeito estufa
e aerossis antrpicos a queima de biomassa, utilizada
como prtica agrcola ou na mudana da cobertura do solo.
Como tcnica agrcola, as queimadas so empregadas no
combate a pragas e na limpeza de lavouras com objetivo
de facilitar a colheita, como no caso do cultivo da cana-de-
acar. O uso de queimadas para alterao do uso do solo
observado especialmente na regio amaznica. No caso
dos gases de efeito estufa, grande parte do esforo das
pesquisas no Brasil atualmente se concentra na elaborao
de inventrios de emisso. No se encontram na literatura
cientfica estimativas de clculos da forante radiativa desses
gases considerando as condies das emisses brasileiras.
Aerossis antrpicos, emitidos principalmente em
queimadas, podem absorver e refletir a luz do Sol. Essa
interao direta entre aerossis e a luz (radiao) solar
define a forante radiativa direta de aerossis. Vrios es-
tudos quantificaram essa forante de aerossis antrpicos,
sobretudo na Amaznia. Uma mdia ponderada de alguns
dos resultados compilados neste captulo resultou em uma
forante radiativa de -8,00,5 wm 2, indicando que, em
mdia, a fumaa emitida em queimadas contribui para
resfriar o planeta, contrapondo-se parcialmente ao aqueci-
mento causado por gases de efeito estufa antrpicos.
muito importante, no entanto, ressaltar que aerossis e
gases tm escalas de tempo e espao muito diferentes: en-
quanto gases de efeito estufa tendem a se espalhar aproxi-
madamente de modo uniforme sobre o planeta, e tm
tipicamente vida mdia de centenas de anos, aerossis
emitidos em queimadas na Amaznia espalham-se sobre
grande parte do continente da Amrica do Sul, e tm vida
mdia de dias (so removidos da atmosfera e depositam-
se sobre a superfcie). Assim, a comparao das forantes
de aerossis e gases no pode ser feita diretamente.
As mudanas antrpicas no uso do solo, como, por
exemplo, o processo de longo prazo de urbanizao das
cidades brasileiras, ou a converso de florestas para a ag-
ropecuria na regio amaznica desde 1970, resultaram em
modificaes de propriedades da superfcie vegetada como,
por exemplo, o albedo (refletividade da superfcie). No caso
da Amaznia, em geral, substitui-se uma superfcie mais
escura (floresta), por superfcies mais brilhantes (e.g., plan-
taes, estradas, construes, etc.), o que implica em uma
maior frao da luz solar sendo refletida de volta ao espao.
Encontrou-se um trabalho sobre a mudana de albedo em
regies desmatadas desde 1970 na Amaznia, que estimou
em 7,30,9 wm 2 como a magnitude dessa forante an-
trpica. Note-se que esse valor semelhante forante de
aerossis antrpicos, porm, importante salientar que o
desmatamento na Amaznia tem carter virtualmente per-
manente (i.e., a maioria das reas degradadas em geral no
volta a ser recomposta como floresta primria), enquanto
aerossis de queimada tm vida mdia da ordem de dias. Es-
sas observaes indicam a necessidade de se realizar estudos
mais aprofundados sobre essa forante originada nos pro-
cessos de mudana de uso do solo, em especial incluindo-se
o efeito da urbanizao histrica e da expanso agropecuria
em nvel nacional e em vrias escalas temporais.
Aerossis tambm interagem com nuvens, modifican-
do suas propriedades. As nuvens modificadas, por sua vez,
interagem com a radiao solar. Dessa forma, define-se a
forante indireta (i.e., mediada pela interao com nuvens)
de aerossis. As estimativas de forante radiativa para os
efeitos indiretos de aerossis encontradas na literatura
apresentaram uma ampla gama de valores. A maioria dos
resultados tem sinal negativo, variando entre cerca de -9,5
a -0,02 wm 2 para diferentes tipos de superfcie, indicando
condies de resfriamento climtico. Este um tpico que
ainda necessita de mais estudos de caracterizao e verifi-
caes independentes, para que esse componente da for-
ante antrpica sobre o Brasil possa ser adequadamente
representado em modelos climticos.
-
Introduo e principais questes discutidas 2928 Painel brasileiro de mudanas climticas
No foram encontrados trabalhos avaliando a forante
radiativa no Brasil devido ao aerossol de origem urbana, ao
aerossol natural de poeira oriunda da frica, ou de erupes
vulcnicas, nem formao de trilhas de condensao pelas
atividades da aviao comercial. Essas forantes radiativas,
por ora desconhecidas, podem, ou no, serem comparveis
quelas devido a gases de efeito estufa e aerossis antrpi-
cos. Os trabalhos analisados na elaborao deste captulo
evidenciam a existncia de lacunas significativas em estudos
de forantes radiativas no Brasil. Conhecer com preciso a
magnitude dessas forantes e aprimorar a compreenso
de seus impactos resultaro em melhorias nos modelos de
previso de tempo e clima. Tais modelos so ferramentas
importantes para instrumentalizar a tomada de decises
polticas e econmicas diante das mudanas climticas que
vm atuando no pas.
Este tema abordado no Captulo 8 do GT1. Nele so descri-
tas as caractersticas e desenvolvimentos do modelo global
atmosfrico do CPTEC e modelos regionais climticos. O
Modelo de Circulao Global Atmosfrico do CPTEC/INPE,
base do Modelo Brasileiro do Sistema Climtico Global
(MBSCG), tem sido desenvolvido desde a sua verso inicial
CPTEC/COLA de 1994. A variao sazonal da precipitao,
presso ao nvel do mar, ventos em altos e baixos nveis,
bem como a estrutura vertical dos ventos e temperatura,
tm sido bem representados pelo MCGA CPTEC/COLA. Os
principais centros associados a ondas estacionrias nos dois
hemisfrios so razoavelmente bem reproduzidos. Entretan-
to, a precipitao subestimada principalmente na regio da
Amaznia e centro-sul da Amrica do Sul e superestimada
no Nordeste do Brasil e nas regies de convergncia inter-
tropical (ZCIT) e da Amrica do Sul (ZCAS). Embora erros
sistemticos sejam mais destacados nas regies tropicais,
as maiores correlaes entre anomalias de precipitao do
modelo e observadas ocorrem nessa regio, que inclui o
extremo norte do Nordeste do Brasil e leste da Amaznia.
Tendo em vista que os modelos regionais climticos
possibilitam um maior detalhamento dos cenrios climti-
cos fornecidos pelos modelos globais, que geralmente
apresentam baixa resoluo espacial e menor custo com-
putacional, vrios estudos, com diferentes modelos, tm
sido realizados ao longo dos ltimos anos.
Por exemplo, Marengo et al. (2009), utilizando trs mod-
elos regionais (hadRM3P, Eta-CCS e RegCM3) cujas simula-
es foram realizadas com as mesmas condies de con-
torno do modelo global hadAM3P, obtiveram simulaes
do clima atual e projees de clima futuro para o final deste
sculo sobre a Amrica do Sul (AS). Em relao ao clima
atual, os autores mostraram que os modelos tm um vis
negativo de precipitao na parte mais setentrional da AS e
tambm um vis negativo que domina quase todo o conti-
nente, com exceo da parte mais central, que se mostrou
mais dependente da sazonalidade. Os resultados indicaram
que o Eta-CCS apresenta um maior aquecimento no oeste
da Amaznia quando comparado aos modelos RegCM3 e
hadRM3P, enquanto que estes ltimos apresentam maior
c ap tulo 8aval i ao de modelos globa i s e reg iona i s c l imt icos
Questo 7: Qual a capacidade dos modelos numricos em reproduzir o clima presente e futuro sobre o Brasil e a Amrica do Sul?
aquecimento na regio leste da Amaznia. Os autores de-
stacam ainda que as projees destes modelos diferem em
relao s regies onde so verificados os maiores aqueci-
mentos (acima de 8C), por exemplo, na Amaznia oriental
ou na Amaznia ocidental, dependendo do modelo regional
utilizado. Conforme mencionado em Marengo et al. (2010,
2011), estas incertezas s podem ser reduzidas com avanos
no conhecimento do sistema climtico.
Vrios estudos utilizando modelos globais atmosfricos
e acoplados e regionais climticos abordaram fenmenos
meteorolgicos que atuam na AS, em particular no Brasil.
Por exemplo, com relao Zona de Convergncia do
Atlntico Sul (ZCAS), os trabalhos de Pesquero (2009) e
Pesquero et al. (2009), que utilizaram o modelo Eta aninha-
do s condies do hadAM3P, verificaram a capacidade do
modelo em reproduzir a circulao de mono da Amrica
do Sul e a frequncia de eventos de ZCAS, tanto no clima
presente (1961-1990), quanto no clima futuro (2070-2099),
utilizando-se o cenrio A1B do IPCC-SRES. Os resultados
indicaram no haver diferenas importantes entre os fluxos
de umidade em toda a estao chuvosa, quando compara-
dos aos perodos de ZCAS sobre a Regio SE. No entanto,
em relao a precipitaes intensas, constatou-se a ocor-
rncia de valores de precipitao entre 90 e 140 mm/dia em
diversas situaes do clima futuro.
Outro fenmeno de importncia para o clima da AS o
jato de Baixo Nvel (jBN). Os resultados de Soares e Maren-
go (2009), com a utilizao do modelo hadRM3P, indicar-
am um total de 169 casos de jBNs detectados no perodo
1980-1989, enquanto que as ocorrncias entre 2080 e 2089
totalizaram 224, evidenciando assim o impacto do SRES A2
na frequncia de ocorrncia de jBNs da AS.
Apesar dos acelerados avanos tericos e computacio-
nais verificados nos ltimos anos, as projees climticas
so cercadas de imperfeies e incertezas, oriundas da
prpria dinmica do sistema climtico. Existem pelo menos
duas principais fontes de incerteza inerentes s projees
do clima: aquelas relacionadas aos cenrios de emisses,
e modelagem do clima e suas parametrizaes. Embora
os cenrios de emisses sejam baseados em um conjunto
de suposies coerentes e fisicamente consistentes sobre
suas forantes, tais como demografia, desenvolvimento
socioeconmico e mudanas tecnolgicas, no se pode
afirmar exatamente como estes vo evoluir ao longo das
prximas dcadas. Em relao s incertezas na modelagem
do clima, tcnicas diferentes de regionalizao e/ou pa-
rametrizao podem produzir diferentes respostas locais,
ainda que todas as simulaes sejam foradas pelo mesmo
modelo global, alm da possibilidade de erros advindos
dos prprios MCGs.
-
Introduo e principais questes discutidas 3130 Painel brasileiro de mudanas climticas
Cenrios futuros do clima so projees ou simulaes
geradas por modelos que levam em considerao os dife-
rentes cenrios de emisses globais de gases do efeito
estufa (GEE) propostos pelo IPCC. Atualmente, a melhor
ferramenta cientfica disponvel para a gerao das pro-
jees de mudanas ambientais o downscaling (region-
alizao) dinmico, cuja tcnica consiste em usar um mod-
elo climtico regional aninhado a um modelo climtico
global (maiores detalhes sobre modelagem encontram-se
no Captulo 9). Os resultados cientficos consensuais das
projees regionalizadas de clima nos diferentes biomas
do Brasil, considerando os perodos de incio (2011-2040),
meados (2041-2070) e final (2071-2100) do sculo xxI, so
sumariados neste captulo.
Em geral, as projees climticas possuem desem-
penho (skill) relativamente melhor nos setores norte/
nordeste (Amaznia e Caatinga) e sul (Pampa) do Brasil,
e desempenho pior no centro-oeste e sudeste (Cerrado,
Pantanal e Mata Atlntica). As projees consensuais
para os biomas brasileiros, baseadas nos resultados
cientficos de modelagem climtica global e regional,
so as seguintes:
AMAZNIA Redues percentuais de -10% na distri-
buio de chuva e aumento de temperatura de 1 a 1,5C
at 2040, mantendo a tendncia de diminuio de -25%
a -30% nas chuvas e aumento de temperatura entre 3 e
3,5C no perodo 2041-2070, sendo que no final do scu-
lo (2071-2100) as mudanas so mais crticas, com clima
significativamente menos chuvoso (reduo de -40% a
-45% nas chuvas) e muito mais quente (aumento de 5
a 6C de temperatura). Enquanto tais modificaes de
clima associadas s mudanas globais podem compro-
meter o bioma em longo prazo (final do sculo), no
obstante, a questo atual do desmatamento decorrente
das intensas atividades de uso da terra representa uma
ameaa mais imediata para a Amaznia. Estudos obser-
vacionais e de modelagem numrica sugerem que, caso
o desmatamento alcance 40% na regio, se esperam
mudanas drsticas no ciclo hidrolgico, com reduo
de -40% na pluviometria durante os meses de julho a
novembro, prolongando a durao da estao seca, bem
como provocando aquecimento superficial em at 4C.
Assim, as mudanas regionais pelo efeito do desmata-
mento somam-se quelas provenientes das mudanas
globais, constituindo, portanto, condies propcias
prevalncia de vegetao do tipo cerrado, sendo que
esse problema de savanizao da Amaznia tende a ser
mais crtico na poro oriental.
CAATINGA Aumento de 0,5 a 1C na temperatura do
ar e decrscimo entre -10% e -20% na chuva durante as
prximas trs dcadas (at 2040), com aumento gradual
de temperatura para 1,5 a 2,5C e diminuio entre -25%
e -35% nos padres de chuva no perodo de 2041-2070.
No final do sculo (2071-2100) as projees indicam
condies significativamente mais quentes (aumento de
temperatura entre 3,5 e 4,5C) e agravamento do dficit
hdrico regional com diminuio de praticamente metade
(-40 a -50%) da distribuio de chuva.
c ap tulo 9mudanas ambientais de curto e longo prazo: projees e atribuio
Questo 8: Quais as mudanas climticas projetadas para curto e longo prazo que iro afetar os principais biomas brasileiros?
CERRADO Aumento de 1C na temperatura superficial
com diminuio percentual entre -10% a -20% na pre-
cipitao durante as prximas trs dcadas (at 2040). Em
meados do sculo (2041-2070) espera-se aumento entre
3 e 3,5C da temperatura do ar e reduo entre -20% e
-35% da pluviometria. No final do sculo (2071-2100) o
aumento de temperatura atinge valores entre 5 e 5,5C
e a retrao na distribuio de chuva mais crtica, com
diminuio entre -35% e -45%..
PANTANAL Aumento de 1C na temperatura e diminuio
entre -5% e -15% nos padres de chuva at 2040, man-
tendo a tendncia de reduo das chuvas para valores entre
-10% e -25% e aumento de 2,5 a 3C de temperatura em
meados do sculo (2041-2070). No final do sculo (2071-
2100), predominam condies de aquecimento intenso (au-
mento de temperatura entre 3,5 e 4,5C), com diminuio
acentuada nos padres de chuva de -35% a -45%.
MATA ATLNTICA Como este bioma abrange reas des-
de o sul, sudeste at o nordeste brasileiro, as projees
apontam dois regimes distintos. Poro Nordeste (NE):
Aumento relativamente baixo nas temperaturas de 0,5 a
1C e decrscimo nas chuvas em torno de -10% at 2040,
mantendo a tendncia de aquecimento entre 2 e 3C e
diminuio pluviomtrica entre -20% e -25% em meados
do sculo (2041-2070). Para o final do sculo (2071-2100),
esperam-se condies de aquecimento intenso (aumento
de 3 a 4C) e diminuio entre -30% e -35% nos pa-
dres de chuva regional. Poro Sul/Sudeste (S/SE): At
2040 as projees indicam aumento relativamente baixo
de temperatura entre 0,5 e 1C, com intensificao nos
padres de chuva em torno de 5% a 10%. Em medos do
sculo (2041-2070), continuam as tendncias de aumento
gradual de 1,5 a 2C na temperatura e de 15% a 20% nas
chuvas, sendo que essas tendncias se acentuam no final
do sculo (2071-2100), com padres de clima entre 2,5 e
3C mais quente e entre 25% a 30% mais chuvoso.
PAMPA No perodo at 2040 prevalecem condies de
clima regional de 5% a 10% mais chuvoso e at 1C mais
quente, mantendo a tendncia de aquecimento entre 1
e 1,5C e intensificao das chuvas entre 15% e 20%
at meados do sculo (2041-2070). No final do sculo
(2071-2100) as projees so mais agravantes com au-
mento de temperatura de 2,5 a 3C e chuvas de 35% a
40% acima do normal.
Em virtude do alto grau de vulnerabilidade das regies
norte e nordeste do Brasil, ressalta-se que as projees
mais preocupantes para o final do sculo so para os
biomas Amaznia e Caatinga, cujas tendncias de aqueci-
mento na temperatura do ar e de diminuio nos padres
regionais de chuva so maiores do que a variao mdia
global. Em termos de atribuio de causa fsica, sugere-se
que essa mudana climtica de reduo na pluviometria
se associa aos padres ocenicos tropicais anomalamente
mais aquecidos sobre o Pacfico e o Atlntico (esperados
num clima futuro de aquecimento global), os quais modi-
ficam o regime de vento de forma a induzir diminuio no
transporte de umidade e prevalncia de circulao atmos-
frica descendente (clulas de hadley e walker) sobre o
Brasil tropical, inibindo a formao de nuvens convectivas e
explicando assim as condies de chuva abaixo do normal.
-
Introduo e principais questes discutidas 3332 Painel brasileiro de mudanas climticas
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34 Painel brasileiro de mudanas climticas
O b s e r v a e s A m b i e n ta i s At m o s f r i c a s e d e
P r o p r i e d a d e s d aS u p e r f c i e
2
Autores Principais
Alice M. Grimm - UFPR; Gilvan Sampaio - INPE
Autores Revisores
Gilberto Fisch IEA/CTA; Maria Cristina Forti - INPE
Autores Colaboradores
Celso von Randow INPE; Expedito Ronald Gomes Rebello INMET; Francinete
Francis Lacerda ITEP/PE; Francisco de Assis Diniz INMET; Gabriel Blain IAC/SP;
Guillermo Obregn INPE; Iracema Cavalcanti INPE; Jos Fernando Pesquero
INPE; Leila Maria Vespoli Carvalho UCSB; Lincoln Muniz Alves INPE;
Manoel Ferreira Cardoso INPE; Orivaldo Brunini IAC/SP;
Osmar Pinto Jnior INPE; Prakki Satyamurty - UEA.
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36 Painel brasileiro de mudanas climticas
Neste captulo so apresentados resultados observacionais a respeito de variaes de parmetros ambientais que po-
dem representar efeitos da variabilidade climtica natural de longo perodo e, em alguns casos, indicaes de efeitos da
ao humana. As sries temporais climticas so um produto de interaes complexas do sistema climtico terrestre,
representando um efeito combinado de oscilaes intra e interanuais, decenais/ interdecenais e at escalas de tempo
maiores (por exemplo, milhares a milhes de anos), que so naturais do sistema climtico. A separao dessas variaes
naturais das alteraes antropognicas no uma tarefa fcil, e talvez nem possvel na maioria dos casos, tendo em vista
que tais resultados so geralmente baseados em sries temporais de observaes feitas durante perodos relativamente
curtos, bem inferiores s escalas de tempo paleoclimatolgicas, tratadas no Captulo 4. Portanto, necessrio cautela na
atribuio das causas das variaes observadas. De qualquer maneira, quer sejam variaes naturais que venham a ser
revertidas aps uma ou mais dcadas, quer sejam reais tendncias causadas por ao humana, tais variaes necessitam
ser conhecidas para que seja possvel planejar a adaptao a elas, para enfrent-las em seus aspectos negativos ou delas
tirar o mximo proveito. A magnitude tanto das variaes naturais como das mudanas climticas antropognicas tem
repercusses para a sociedade, uma vez que diversas atividades econmicas, particularmente, a hidroeletricidade e a
agricultura, so afetadas com variaes de longo prazo, principalmente do elemento climtico precipitao.
S u m r i o E x e c u t i v o
Observaes ambientais atmosfricas e de propriedades da superfcie 37
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Observaes ambientais atmosfricas e de propriedades da superfcie 39
2 . 1padres de var iab ilidade do clima
2 .1.1 PADRE S DE VAR IAB I L I DADE DO C L I MA
38 Painel brasileiro de mudanas climticas
importante caracterizar, no contexto deste captulo, a vari-
abilidade natural do clima na Amrica do Sul, tendo em vista
que esta bastante significativa e pode, muitas vezes, ser
confundida com tendncias climticas associadas com mu-
dana climtica antropognica. Essa variabilidade climtica
natural um modulador de baixa frequncia da variabili-
dade sintica diretamente ligada aos sistemas de tempo e
influencia tambm a frequncia de eventos extremos.
A caracterizao desta variabilidade ser feita basi-
camente em termos das variaes de precipitao, pois
so estas as mais documentadas. Antes de apresentar
as variaes climticas, interessante revisar os aspec-
tos bsicos dos regimes de precipitao na Amrica do
Sul, com foco no Brasil, para que