Projeções de secas para a região Amazônica a partir de

Projeções de secas para a região Amazônica a partir de cenários de aquecimento
global obtidos por modelagem regional
Projections of drought spells for the Amazon region under global warming scenarios
obtained from a regional model
Wagner Soares1 2, Jose Marengo1
1
INPE-CCST – [email protected]
ABSTRACT: In this work, it were used simulations of future climate scenarios runned
by the Eta regional model with the aim to verify the possible occurrence of extreme
drought events such as that occurred in 2010 in the Amazon region. The future climate
scenario used was SRES (Special Report on Emissions Scenarios) A1B of IPCC
(Intergovernmental Panel on Climate Change ) (Current-climate), three members
obtained by the method perturbed physics ensemble (PPE) characterizing distinct
projections of future climate besides the member without perturbation. The results
shows the possibility of occurrence of severe droughts such as that occurred in 2010
with periods of return smaller than 10 years.
RESUMO: Neste trabalho, foram utilizadas simulações de cenários climáticos do futuro
a partir de rodadas do modelo regional Eta, com a finalidade de verificar a ocorrência de
possíveis eventos de secas severas como a ocorrida em 2010 na Amazônia.
O cenário de clima futuro utilizado foi o SRES A1B do IPCC ( para o clima atual), três
membros obtidos por meio do método perturbed physics ensemble (PPE) caracterizando
distintas projeções de clima futuro além do membro sem perturbação. Os resultados
mostram, a possibilidade de ocorrência de secas severas como a ocorrida em 2010 com
períodos de retorno menores que 10 anos.
1. INTRODUCÃO
Se por um lado estudos observacionais como o de Lewis et al., 2011 mostram que a
região Amazônica esta sujeita a fortes variações na precipitação, culminando por vezes
em eventos de secas severas como a ocorrida em 2010, a qual causou drásticas quedas
no nível de água dos rios, além de incêndios e danos à navegação e população local, por
outro, estudos de modelagem de clima sob cenários de aquecimento global sugerem
possíveis alterações no clima futuro da região Amazônica, e indicam principalmente um
clima mais seco que o atual com aumentos da temperatura que podem chegar até 6-8 oC
(Marengo et al., 2011, Cox et al., 2008, Betts et al., 2004, entre outros).
Neste sentido, neste trabalho, foram utilizadas simulações de cenários climáticos do
futuro a partir de rodadas do modelo regional Eta, com a finalidade de verificar a
ocorrência de possíveis eventos de secas severas como a ocorrida em 2010 na
Amazônia.
2. METODOLOGIA
O cenário de clima futuro utilizado neste estudo é o SRES A1B do IPCC (Clima atual
(Ctr)), três membros obtidos por meio do método perturbed physics ensemble (PPE)
caracterizando distintas projeções de clima futuro (High, Medium e Low) além do
membro sem perturbação (Ump). O modelo global utilizado no downscaling foi o
desenvolvido pelo Hadley Centre-UK e o modelo regional é o modelo Eta CPTEC, o
qual tem sido utilizado operacionalmente para gerar previsões de tempo no INPE, e que
foi adaptado para gerar simulações de longo prazo com diferentes concentrações de
CO2. Os períodos das integrações são de 1961-1990 (clima atual) e de 2011-2099
(clima futuro). Informações adicionais e a validação do modelo para o clima atual
podem ser vistas em Chou et al., 2011 assim como detalhes dos modelos, cenários, e
setup em Marengo et al., 2011.
Na Amazônia, a região escolhida para este estudo foi (75°W – 62.5°W; 2.5°S – 10°S).
Durante a seca de 2010 esta região (chamada aqui de W) foi a mais afetada em termos
de quantidade de precipitação abaixo da climatologia. Para comparações com o clima
atual foram utilizados dados observacionais do GPCC (Global Precipitation
Climatology Centre).
3. RESULTADOS
Representação do clima presente na Amazônia pelo modelo Eta
A figura 1 mostra o ciclo anual da precipitação na região W para o clima atual em que
se observa o mesmo padrão de distribuição ao longo do ano aos dados observados do
GPCC. Valores de maior precipitação estão entre Dezembro e Abril e menores em julho
agosto tanto nos dados observados quanto nas simulações do modelo regional. Entre
Novembro e Março o modelo subestima a precipitação no clima atual, já entre os meses
de Maio até Julho o modelo superestima valores de precipitação. Para JASO (Julho,
Agosto, Setembro e Outubro), as simulações se aproximam mais dos valores de
precipitação observados no clima atual que em outras épocas do ano. Assim, o período
JASO será utilizado nas analises a seguir pois, como pode ser observado na figura 1, foi
neste período que a região W esteve com a precipitação observada e modelada mais
baixa. Resultados similares para a região Amazônica, onde o ciclo anual de precipitação
do modelo Eta foram comparados com dados do CRU para o clima atual foram obtidos
por Chou et al., 2011. Neste artigo os autores também mostraram que o ciclo anual da
temperatura é bem representado pelo modelo Eta na região Amazônica quando se
compara as simulações com dados de temperatura do CRU.
Eventos de secas severas no clima futuro na Amazônia
Para verificar a ocorrência de eventos de secas como a ocorrida em 2010, foi criada a
tabela 1 onde são mostrados: o número de eventos, freqüências de ocorrência e períodos
de retorno. Para o período de 2011-2040 o período de retorno de eventos, como o
ocorrido em 2010 em JASO na área W, é de 15 anos na simulação do membro Ump.
Durante 2041-2070, o período de retorno seria de 30 anos para o Mid, e 10 anos para o
Hig e Ump. Já no período de 2071 até 2099, o período de retorno seria ainda menor, em
torno de 7,25 anos tanto para o membro Hig quanto para o Ump.
O total de eventos simulados pelo modelo regional Eta com impactos na precipitação
comparáveis com a seca observada em 2010 na Amazônia ao longo do século foi:
nenhum para o membro Low, um para o Mid, sete para o Hig e nove para o Ump. E os
períodos de retorno são nenhum, 89, 12,7 e 9,8 anos para as simulações dos membros
Low, Mid, Hig e Ump respectivamente. No clima atual, 1961-1990 tanto nos dados
observados do GPCC, quanto nas simulações do modelo Eta não foram encontrados
eventos na região W com valores de anomalias de precipitação inferiores que -1.4oC.
O aquecimento gradual ao longo do século, e o diferente grau de aquecimento entre os
membros (figura não mostrada), juntamente com os resultados da tabela 1 que mostra
diminuição nos períodos de retorno, é possível inferir que eventos de secas severas,
como a ocorrida em 2010, poderiam acontecer com maior freqüência em cenários de
clima futuro em que o aquecimento projetado é maior.
Figura 1. Ciclo anual da precipitação na área W (75°W – 62.5°W; 2.5°S – 10°S) para o
período de 1961-1990. A linha preta representa os dados observados do GPCC e as
linhas coloridas as simulações do modelo regional Eta. A Unidade é mm/dia.
Tabela 1. Número de eventos de seca com valores de anomalias de
precipitação inferiores a -1.4 na região W para o período JASO,
projetados para o clima futuro a partir das simulações do modelo
regional Eta.
N. Casos (2011-2040)
Freq.
Per. Retorno (anos)
N. Casos (2041-2070)
Freq.
Per. Retorno (anos)
N. Casos (2071-2099)
Freq.
Per. Retorno (anos)
N. Casos (2011-2099)
Freq.
Per. Retorno (anos)
Low
0
----0
0
--0
0
--0
0
---
Mid
0
----1
0,0333
30
0
0
--1
0,0112
89
Hig
0
----3
0,1
10
4
0,1379
7,25
7
0,0787
12,714
Ump
2
0,0667
15
3
0,1
10
4
0,1379
7,25
9
0,1011
9,8889
4. CONCLUSÕES
O termo mudança climática global, de forma simples, é uma referência ao aumento,
acima do normal da temperatura do ar que ocorre devido a um aumento na concentração
de gases de efeito estufa na atmosfera desde a era industrial. Isto tem sido mais intenso
últimos 20 anos devido à atividade humana causadora de maiores emissões.
Mantido o atual padrão de desenvolvimento, as mudanças climáticas poderão ter
conseqüências graves, como a possibilidade secas severas com períodos de retorno
menores que 10 anos como mostrado pelas simulações de clima futuro do modelo
regional Eta. A partir destas simulações, foi possível observar que eventos de secas
severas como a observada em 2010 na Amazônia, a qual teve profundas conseqüências
para a economia local, saúde, qualidade de vida e sustentabilidade dos ecossistemas
naturais, poderiam vir a ocorrer com maior freqüência (com períodos de retorno
chegando até aproximadamente 7 anos dependendo do cenário de emissão e período
dentro do Século 21) em possíveis cenários de mudança de clima no futuro com
incremento de CO2 atmosférico.
Finalmente cabe enfatizar que apesar dos acelerados avanços científicos em relação ao
entendimento dos processos naturais e desenvolvimento tecnológico-científicos
verificados nos últimos anos em termos de modelagem de clima, as projeções climáticas
são ainda, cercadas de imperfeições e incertezas, oriundas da própria dinâmica do
sistema climático. No que concerne à possibilidade de projeção de um possível clima
futuro sob cenários de aquecimento global, tais incertezas ficam ainda mais evidentes
quando se observa as dificuldades quanto às medições e estimativas de emissões de
gases de efeito estufa, e os efeitos reais ou potenciais de outros eventos, como erupções
vulcânicas.
5. AGRADECIMENTOS: Ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, ao Grupo de Estudos
de Modelagem Climática do CCST e ao INCT C.3.1.1 pelo apoio a este estudo e participação no
evento.
6. REFERENCIAS
Betts R, Cox p, Collins M, Harris P, Huntingford C, and Jones C. 2004. The role of
ecosystem atmosphere interactions in simulated Amazonian precipitation decrease and
forest dieback under global change warming. Theor. Appl. Climatol., 78, 157-175.
Chou SC, Marengo JA, Lyra A, Sueiro G, Pesquero J, Alves LM, Kay G, Betts R,
Chagas D, Gomes JL, Bustamante J, Tavares P. 2011. Downscaling of South America
present climate driven by 4-member HadCM3 runs, Climate Dynamics. DOI
10.1007/s00382-011-1002-8.
Cox P, Harris P, Huntingford C. Betts R. Collins M. Jones C. Jupp T, Marengo JA..
Nobre C. 2008. Increase risk of Amazonian Drought due to decreasing aerosol
pollution. Nature (London). 453. 212 - 216.
Marengo JA, Chou CS, Kay G, Alves LM, Pesquero JF, Soares WR, Santos DC, Lyra
A, M, Sueiro G, Betts R, Chagas D, Gomes J, Bustamante J, Tavares P. 2011b.
Development of regional future climate change scenarios in South America using the
Eta CPTEC/HadCM3 climate change projections: Climatology and regional analyses
for the Amazon, São Francisco and the Parana River Basins. Submeted. Clim. Dyn
2011.