CRIOSFERA 2: Investigação científica do clima e da - SENGE-RS

Painel 2 - INOVAÇÃO E SUSTENTABILIDADE
Convergências e antagonismos - Que futuro é possível?
Palestrante: Prof. Dr. Francisco Eliseu Aquino
Departamento de Geografia
Instituto de Geociências - UFRGS
Mudanças Climáticas e seus Impactos na Agricultura
Porto Alegre, 16 de junho de 2016.
Mudanças Climáticas e seus Impactos na Agricultura
Prof. Dr. Francisco Eliseu Aquino
Departamento de Geografia
Centro Polar e Climático – CPC
Instituto de Geociências - UFRGS
POSGEA
Porto Alegre, 16 de junho de 2016.
tempo cronológico
(série de 30 anos - OMM)
tempo meteorológico
ou atmosférico
CLIMA  TEMPO
O clima pode ser definido como uma síntese do tempo meteorológico em
um intervalo de tempo, que possibilite a sua descrição estatística de
médio e longo prazo. Variações climáticas são também o resultado de
interações não lineares muito complexas que ocorrem em diversos
modos e escalas, fazendo com que o clima seja caracterizado por uma
alta dimensionalidade (Barry e Carleton, 2001).
Introdução
Eventos extremos:
“Em termos meteorológicos ou climatológicos, grandes
desvios de um estado climático moderado (referidos
daqui em diante como “eventos extremos”) ocorrem em
escalas que podem variar desde dias até milênios. Mais
importantes para as atividades humanas, entretanto, talvez
sejam os eventos extremos a curto prazo (relacionados à
meteorologia) e a médio prazo (relacionados ao clima),
devido a seu potencial de impactos significativos”
(FBDS, 2009).
Desastres em escala mundial (1994-2003)
Fonte: INPE, 2006
Desastres Naturais no Mundo – 1980-2012
Fonte: WMO, 2013
História do Clima é preservada nos
mantos de gelo (ice caps)
Fonte: Valérie Masson-Delmotte
XXIX ATCM, Edinburgh, June/2006 - SCAR
Brasil no Interior do continente!
O Brasil na Antártica
EACF
Mar de Weddell
Mar de
Bellingshausen
Union Glacier:
2011/12
Patriot Hills:
Módulo CRIOSFERA 1
84°S (2011/12 – 2015/16)
.
Polo Sul
2004/05
2008/09
Mar de
Amundsen
Monte Johns (2000 m alt.)
Módulo CRIOSFERA 2
80°S, 90°W (2015/16)
Mar de Ross
Fonte: Francisco Aquino
CPC/UFRGS
Monte Johns
Estratigrafia e química da neve e do gelo
Amostragem
superficial
Testemunho
Perfuração
Fonte: NUPAC/UFRGS
Sondagem: obtenção dos testemunhos de gelo....
Gases (traço) do efeito estufa:
Concentração do CO2 e do CH4
Dióxido de Carbono aumentou 36%
Metano aumentou 130%
História dos ciclos
Glaciais-interglaciais
Paleoclimatologia Global:
Groenlândia
Antártica
Fonte: Zachjos, J. et al.
Science Vol 292, p 686-693 – 27 abril de 2001 – www.sciencemag.org
Fonte: J. Hansen, R. Ruedy, M. Sato, and K. Lo. Goddard Institute for Space Studies (GISS/NASA),em http://data.giss.nasa.gov/gistemp
Fonte:
J. Hansen, R. Ruedy, M. Sato, and K. Lo.
Goddard Institute for Space Studies
(GISS/NASA),em
http://data.giss.nasa.gov/gistemp
Estrutura Vertical da Atmosfera
topo da
troposfera +P
FP
-P
Eq
30˚
60˚
Polo
SAM
América do Sul
Nova Zelândia
Antártica
Definido como a
diferença da pressão
mensal zonal entre
40º S e 70º
Austrália
(Nan and Li, 2003).
Anomalia mensal do vetor vento e da
temperatura do ar em 925 hPa (m/s)
(observar as baixas temperaturas no RS e anomalia do vento sul)
Julho/2000
(ECMWF – ERA 40)
Série temporal da anomalia de temperatura média anual do
sul do Brasil entre 1961 e 2009.
CONEXÃO CLIMÁTICA ENTRE O MODO ANULAR
DO HEMISFÉRIO SUL COM A PENÍNSULA
ANTÁRTICA E O SUL DO BRASIL
Séries sazonais das anomalias de temperatura média (1961 – 2009)
Climatologia e variabilidade do SAM
Índice mensal do SAM (1979 – 2009).
Índice sazonal do SAM (1979 – 2009)
EOF 1 - Anomalia TMM (ºC) a 2 m
(10.9% variância explicada)
EOF 2 - Anomalia TMM (ºC) a 2 m
(7.5% variância explicada)
EOF 3 - Anomalia TMM (ºC) a 2 m
(7.1% variância explicada)
(ECMWF/ERA–Interim, 1979-2010)
Análises de Correlação
Variabilidade do índice SAM e da anomalia de temperatura média mensal no
outono no sul do Brasil (1979 – 2009).
Padrões projetados na mudança da precipitação
Global
IPCC 2007
Aumento de 8%
na precipitação no RS
Viana, D.R, Aquino, F.E. e Matzenauer, R. 2006 (CBMET, Florianópolis).
Estação
Desvio
(%)
Primavera
9
Verão
7
Outono
17
Inverno
2
Denilson Ribeiro Viana, 2009.
Dissertação de Mestrado – INPE.
Climatologia e desvios
Alteração RS: out e inv. (Nimer, 1979); ASO (Grimm et al., 1998).
Regiões Homogêneas de Anomalias
Precipitação
Temperatura
Regiões Homogêneas de Anomalias
Precipitação
periodo
1951-1980
1981-2010
1951-2010
1981-2010
DJF
437.0
490.3
464.1
12%
MAM
356.9
419.2
388.1
17%
JJA
341.0
354.9
347.9
4%
Temperatura
SON
421.8
472.7
447.2
12%
periodo DJF
1951-1980 24.1
1981-2009 24.6
1951-2009 24.4
1981-2010 2%
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
JJA
17.5
17.9
17.7
3%
SON
21.4
21.9
21.7
3%
29
27
25
23
21
19
17
15
DJF
RH1
MAM
21.1
21.9
21.5
4%
1951-1980
MAM
JJA
1981-2010
SON
1951-2010
DJF
RH1
MAM
1951-1980
JJA
1981-2009
SON
1951-2009
Avaliação da Precipitação e Desastres Naturais Associados a Complexos Convectivos de
Mesoescala no Rio Grande do Sul entre Outubro e Dezembro de 2003
Denilson Ribeiro Viana, 2006
COMPLEXOS CONVECTIVOS DE MESOESCALA
Caracterizam-se como uma junção de
nuvens Cb, com formato quase
circular e rápido crescimento entre
seis e doze horas.
Na América do Sul, se desenvolvem
entre as latitudes de 20° e 40°S, nas
regiões norte da Argentina, sul do
Paraguai e Bolívia, e atingem com
freqüência o sul e sudeste do Brasil.
Ocorrem na metade quente do ano e
produzem
grande
número
de
desastres como granizo, vendavais,
enchentes, inundações, tempestades
elétricas e tornados.
Avaliação da Precipitação e Desastres Naturais Associados a Complexos Convectivos de Mesoescala no
Rio Grande do Sul entre Outubro e Dezembro de 2003
Desastres Naturais associados aos eventos de CCM
CCM observado sobre o RS em 26/10/2003 01:15 UTC
(Imagem do Satélite GOES-12 realçada)
Fenômeno
Enchente
Enxurrada
Granizo
Inundação
Vendaval
Municípios Atingidos
N° Municípios
1
2
4
1
26
34
Tamanhos A e B no instante de máxima extensão do
CCM observado sobre o RS em 26/10/2003 01:15 UTC
Denilson Ribeiro Viana, 2006
This photograph, acquired in February 1984 by an astronaut aboard the space shuttle,
shows a series of mature thunderstorms located near the Parana River in southern Brazil.
With abundant warm temperatures and moisture-laden air in this part of Brazil, large
thunderstorms are commonplace. A number of overshooting tops and anvil clouds are
visible at the tops of the clouds. Storms of this magnitude can drop large amounts of
rainfall in a short period of time, causing flash floods.
http://earthobservatory.nasa.gov
Formação de CCM na AS
Climatologia dos CCM
330 CCM observados durante o período de Out–Mai (1998–2007) = média de 37/ano
Fonte: Durkee e Mote (2009).
Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Instituto de Geociências
Programa de Pós-Graduação em Geografia
Ambiente atmosférico favorável
ao desenvolvimento de
Complexos Convectivos de Mesoescala
no Sul do Brasil
Mestra: Flávia Dias de Souza Moraes
POSGEA
Maior CCM dos 96 com +/- 800.000 km2
Os CCM da AS, comparados aos dos EUA
Durkee et al. (2009).
Climatologia de CCM para os EUA, AS, Sul do Brasil e Atlântico Sudoeste.
Localização
Características dos CCM
Oceânicos (Atlântico
EUA*
AS**
Sul do BR
Quantidade média por
estação quente
35
18,7
10,7
4,3
Duração média (h)
10
12
15,78
15,13
Média da extensão máxima
(km²)
164.600
222.440
276.070
397.798
Sudoeste)
POSGEA
Ocorrência mensal de CCM no Sul do Brasil (1998 – 2007).
22
Quantidade de CCM
17
10
10
8
janeiro
fevereiro
março
11
11
outubro
novembro
7
abril
maio
Meses
dezembro
Tornado nas Missões – 24/04/2016
Tornado nas Missões – 24/04/2016
Infra
Vapor
Realçada
Tornado nas Missões
Infra
Vapor
Já como CCM!
Realçada
Tornado nas Missões
Precipitação média anual global
Agradecimentos:
• Nanci Begnini Giugno
• Simone Basso
OBRIGADO !
• SENGE-RS
Porto Alegre, 16 de junho de 2016.
POSGEA