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

1 -Introdução

•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 –

Dados e

Metodologia

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

2.2 –

Dados Utilizados –Cenários clim

áticos do IPCC/AR4

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

15

10 cm

30 cm

60 cm

100 cm

Esquema de superficie: NOAH

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 –

Etapas do

Estudo

DADOS E METODOLOGIA

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

3 -Resultados

Esperados

•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

Muito Obrigado!

MUIT

O O

BRIG

ADA!!!