Relatório de Atividades 2013-2014 Categoria

Instituto Nacional de Ciência e
Tecnologia para Mudanças Climáticas
Relatório de
Atividades
2013.2014
1
INCT PARA MUDANÇAS CLIMÁTICAS
RELATÓRIO FINAL DE ATIVIDADES
2013 . 2014
Organização, elaboração, revisão
e edição de textos
Ana Paula Soares
Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia
para Mudanças Climáticas
http://inct.ccst.inpe.br
Revisão técnica
Coordenadores dos subprojetos,
Carlos Nobre e José Marengo
Sede
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE
Avenida dos Astronautas, 1758
Jardim da Granja
12227-010 – São José dos Campos – SP
www.inpe.br
Design gráfico
Magno Studio
2
Comitê Executivo
Carlos A. Nobre, Cemaden
Carlos Garcia, FURG
José A. Marengo, Cemaden
Luiz Pinguelli Rosa, UFRJ
Mercedes Bustamante, UnB
Paulo Artaxo, USP
Os textos referentes aos subprojetos
de pesquisa foram submetidos por
seus coordenadores
Apoio
Parcerias
Instituto Nacional de
Ciência e Tecnologia para
Mudanças Climáticas
2013.2014
Relatório de Atividades
APRESENTAÇÃO
Temos o prazer de apresentar o 4º Relatório de Atividades
do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Mudanças
Climáticas (INCT para MC), que resume os destaques
científicos de seus 26 subprojetos de pesquisa, no período
de abril de 2013 a agosto de 2014. O documento traz ainda
uma descrição resumida dos objetivos, da organização,
da infraestrutura e do processo de formação de recursos
humanos desta que constitui a maior e mais abrangente rede
interdisciplinar de instituições de pesquisa em meio ambiente
no Brasil.
4
Envolvendo mais de 90 grupos de pesquisa de 108 instituições
e universidades brasileiras e estrangeiras, com cerca de 400
participantes, é um ambicioso empreendimento científico
criado para prover informações de alta qualidade relevantes
para ajudar o Brasil a cumprir os objetivos do seu Plano
Nacional sobre Mudança do Clima.
A fim de informar os cientistas, os responsáveis pelas políticas
públicas, os meios de comunicação e o público em geral, o
INCT para Mudanças Climáticas publica relatórios periódicos.
Informações detalhadas deste Instituto podem ser encontradas
em http://inct.ccst.inpe.br . Os Institutos Nacionais de
Ciência e Tecnologia foram instituídos em 2008 pelo então
Ministério da Ciência e Tecnologia, hoje Ministério da Ciência,
Tecnologia e Inovação (MCTI). São financiados pelo Conselho
de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), do
MCTI, pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de
Nível Superior (CAPES), do Ministério da Educação (MEC), e
por agências estaduais de fomento. Os INCTs do Estado de
São Paulo recebem financiamento da Fundação de Amparo à
Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). São 122 INCTs em
17 estados brasileiros, cobrindo a maior parte das áreas da
Ciência e da Tecnologia.
É muito importante para nós conhecer os seus comentários,
sugestões, perguntas e críticas relacionadas a quaisquer
partes deste relatório. Suas contribuições certamente nos
ajudarão a cumprir nossos objetivos científicos e de difusão de
conhecimento, garantindo que os produtos gerados pelo INCT
para Mudanças Climáticas não apenas satisfaçam os mais altos
padrões de qualidade, mas sejam de fácil compreensão para o
público e para os responsáveis pelas políticas públicas.
Com os meus sinceros cumprimentos,
Carlos A. Nobre
Coordenador Científico do INCT
para Mudanças Climáticas
SUMÁRIO
08
6
08 Introdução e Objetivos
16 Distribuição Espacial
das Instituições Científicas
17 Grupos de Pesquisa de
Instituições no Exterior e
Rede de INCT’s
18 Destaques Científicos
28 Infraestrutura e
Formação de Recursos
Humanos
30 O INCT para Mudanças
Climáticas em Números
34
50
34 Detecção, Atribuição e
50 Cenários de Mudanças
36 Amazônia
38 Mudanças dos Usos da
42 Oceanos
44 Gases de Efeito Estufa
46 Interações Biosfera-
52 Agricultura
54 Recursos Hídricos
58 Energias Renováveis
60 Biodiversidade
64 Saúde
66 Zonas Costeiras
70 Urbanização e
Atmosfera
Megacidades
48 Cenários Climáticos
72 Economia das Mudanças
A Base Científica
Variabilidade Natural do Clima
Terra
40 Ciclos Biogeoquímicos
Globais
Futuros e Redução de
Incertezas
Estudos de
Impactos,
Adaptação e
Vulnerabilidade
Climáticas para o Século XXI
Climáticas
74 Estudos de Ciência,
Tecnologia e Políticas Públicas
INCT para Mudanças Climáticas
Relatório de Atividades
2013 . 2014
76
84
95
76 Emissões de Lagos e
84 Modelo Brasileiro do
95 Comitê Científico e
80 Processos de Combustão
82 Redução de Emissões por
86 Modelo de Circulação
96 Publicações Selecionadas
Mitigação
Reservatórios
Desmatamento e Degradação
Florestal (REDD)
Produtos
Tecnológicos
Sistema Terrestre (BESM)
Global da Atmosfera do CPTEC
88 Modelagem de Múltiplas
Escalas: Desafios para o
Futuro
92 Tecnologias
Observacionais para Mudanças
Climáticas
94 Sistema de Informações
para a Redução de Riscos de
Desastres Naturais
Secretaria Executiva
7
INTRODUÇÃO
E OBJETIVOS
8
O INCT para Mudanças Climáticas
foi criado visando à implantação e
desenvolvimento de uma abrangente
rede de pesquisas interdisciplinares
em mudanças climáticas. Inicialmente,
embasou-se na cooperação de 90
grupos de pesquisa nacionais de todas
as regiões e 16 grupos de pesquisa
internacionais. Após cinco anos de
atuação, chegou a 108 instituições,
sendo 18 delas internacionais, da África
do Sul, Argentina, Chile, EUA, Japão,
Holanda, Índia, Reino Unido e Uruguai,
envolvendo na sua totalidade cerca
de 400 pesquisadores, estudantes e
técnicos e constituindo-se na maior rede
de pesquisas ambientais já desenvolvida
no Brasil.
Mais de 1.500 publicações, entre livros,
capítulos de livro e artigos em revistas
nacionais e internacionais foram geradas.
Espelhando-se na estrutura do Painel
Intergovernamental de Mudanças
Climáticas IPCC, o Programa se
organiza em três eixos científicos
principais (base científica das mudanças
ambientais globais; impactosadaptação-vulnerabilidade; mitigação) e
contém também esforços de inovação
tecnológica em modelos do sistema
climático, geo sensores e sistema de
prevenção de desastres naturais. Esta
temática científica foi organizada em 26
subprojetos de pesquisa.
O INCT para Mudanças Climáticas
vincula-se estreitamente a pelo menos
duas outras redes de pesquisa em
mudanças climáticas. Em primeiro
lugar, está diretamente associado à
Rede Brasileira de Pesquisas sobre
Mudanças Climáticas Globais (Rede
CLIMA), do Ministério da Ciência,
Tecnologia e Inovação, e sua estrutura
cobre todos os aspectos científicos
e tecnológicos de interesse à Rede.
Adicionalmente, fornece articulação,
integração e coesividade científica. Em
contrapartida, mecanismos financeiros
existentes para a Rede CLIMA fornecem
financiamento suplementar para a
implementação bem sucedida deste
INCT. Ele igualmente está associado
ao Programa FAPESP de Pesquisas
sobre Mudanças Climáticas Globais.
O Instituto Nacional de Pesquisas
Espaciais abriga as Secretarias
Executivas do INCT para Mudanças
Climáticas e da Rede CLIMA e recursos
físicos e computacionais que apoiam as
pesquisas do INCT e da Rede CLIMA.
O INCT para Mudanças Climáticas se
propôs ainda a promover a formação de
algumas dezenas de mestres e doutores
em suas linhas temáticas, no intervalo de
5 anos. Atualmente, há 141 mestrados
em andamento, 191 mestrados
concluídos, 160 doutorados em
andamento, 70 doutorados concluídos,
58 pós-doutorados em andamento e 46
pós-doutorados concluídos. Espera-se
que a geração de novos conhecimentos
e a capacitação de recursos humanos
permita reforçar o papel do Brasil na
definição da agenda ambiental em
âmbito global. Outrossim, espera-se
gerar conhecimentos e informações
cada vez mais qualificadas, para que
as ações de desenvolvimento social e
econômico do país se deem de forma
ambientalmente sustentáveis.
No importante quesito das políticas
públicas, o INCT para Mudanças
Climáticas, em parceria com a Rede
CLIMA e com programas estaduais
e internacionais de pesquisas em
mudanças climáticas, contribui como
pilar de pesquisa e desenvolvimento do
Plano Nacional de Mudanças Climáticas.
Também apoia os trabalhos científicos
relevantes para a elaboração do Plano
Nacional de Adaptação as Mudanças
Climáticas. Forneceu subsídios científicos
úteis para a preparação do Quinto
Relatório Cientifico do IPCC (IPCC AR5)
e do Painel Brasileiro de Mudanças
Climáticas PBMC - ambos publicados em
2014 - e para os estudos de impactos
das mudanças climáticas e análise de
vulnerabilidade setorial para a preparação
da Terceira Comunicação Nacional (TCN)
do Brasil na Convenção Quadro das
Nações Unidas para Mudanças Climáticas
(UNFCC), apresentados na Conferência
das Partes (COP-20) em Lima em 2014.
Em resumo, o desenvolvimento da agenda
científica proposta forneceu condições
ótimas ao país para o desenvolvimento
de excelência científica nas várias áreas
das mudanças ambientais globais e sobre
suas implicações para o desenvolvimento
sustentável, principalmente quando se
leva em consideração que a economia de
nações em desenvolvimento é fortemente
ligada a recursos naturais renováveis,
como é marcantemente o caso do Brasil.
Os objetivos iniciais do INCT para
Mudanças Climáticas dividiram-se em
cinco pontos a saber:
(i) detectar mudanças ambientais
no Brasil e América do Sul,
especialmente as mudanças
climáticas, atribuir causas às
mudanças observadas (aquecimento
global, mudanças dos usos da terra,
urbanização, etc.)
9
INTRODUÇÃO E OBJETIVOS
10
Neste contexto, as pesquisas deste INCT
têm detectado tendências importantes
de chuvas, temperatura, hidrologia,
oceanográficas e de nível do mar em
várias regiões do país. Houve mudanças
na variabilidade hidrológica na Amazônia,
onde seis eventos extremos (secas e
enchentes) aconteceram em um período
de sete anos, indicando alterações em
relação aos extremos nesta região.
Isso coincide com uma tendência de
acréscimo na duração da estação seca
no sul da Amazônia. Em outras regiões,
devido à falta de dados, não foi possível
identificar tendências de longo prazo
em chuva, mas ficou claro um aumento
nas chuvas e vazões no sudeste e sul
do Brasil durante os últimos 50 anos,
variações decadais das chuvas no
nordeste e centro oeste, e em todas as
regiões um aumento na temperatura
média anual do ar de até 0,7° C durante
os últimos 50 anos, sendo o aquecimento
maior no inverno (até 1° C). Os extremos
de chuva têm aumentado nas regiões
metropolitanas de SP e RJ, o que
tem gerado um aumento no risco de
enchentes e deslizamentos de terra, e
tudo isso devido mais à urbanização e
mudanças dos usos da terra do que ao
aquecimento global. Um evento de grande
destaque é a seca que atualmente está
afetando o sudeste do Brasil, onde as
consequências de uma estação chuvosa
de verão deficiente (choveu menos de
30% do normal) têm gerado uma crise
hídrica sem precedentes na história
climática de São Paulo. Os reservatórios
da Cantareira, que abastecem as grandes
cidades da Região Metropolitana de São
Paulo e regiões próximas, chegaram a
liberar o volume morto para poder evitar
uma falta de água, e o racionamento de
água para a população parece iminente.
Em algumas regiões, tem-se detectado
aumento no nível do mar, o que afeta
as zonas costeiras, principalmente a
biodiversidade de água doce nos deltas
dos rios e as cidades costeiras, como
a Baixada Fluminense. Em outras áreas
costeiras no sul do Brasil, variações nos
ciclones extratropicais estão afetando
as populações e ecossistemas de zonas
costeiras. Observações oceanográficas
têm sido complementadas com a
instalação de boias oceanográficas no
Atlântico Tropical e Sul, o que permite
um melhor conhecimento da estrutura
térmica dos oceanos e dos padrões
de circulação atmosférica e os seus
impactos nos extremos de tempo e clima
na região. Em relação aos gases de efeito
estufa (metano (CH4), carbônico (CO2),
ozônio (O3) e óxido nitroso (N2O)), dados
recentes mostram que liberações podem
ocorrer em níveis altos em reservatórios
hidrelétricos, especialmente em países
tropicais, como o Brasil, ou seja, estes
não representam 100% “energia limpa” ou
“energia verde”.
(ii) desenvolver modelos globais e
regionais do Sistema Climático Global
e desenvolver cenários de mudanças
ambientais globais e regionais,
particularmente cenários em alta
resolução espacial de mudanças
climáticas e de usos da terra para o
Século XXI
A partir de 2009, o INCT iniciou a geração
de cenários climáticos futuros até 2100,
usando técnicas de regionalização
(downscaling) dinâmicas, com modelos
regionais de alta resolução (20, 40 km lat
long de resolução espacial) forçados com
modelos climáticos do Reino Unido, Japão
e recentemente do Modelo Brasileiro do
Sistema Terrestre BESM (Brazilian Earth
System Model) e regional RESM (Regional
Modeling Environmental System). Esses
cenários têm sido usados em vários
estudos de impactos das mudanças
de clima setorial no Brasil. Dezenas de
estudos baseados nesse downscaling
e nas análises das projeções de clima
do IPCC para a América do Sul têm
permitido identificar projeções de clima
para as próximas décadas até 2100.
Aumentos de até 6° C na Amazônia e 4°
C no restante do país, e aumentos de
chuva no sul de até 20%, e reduções de
chuva no nordeste e Amazônia de até 30%
sugerem um cenário de clima que pode
afetar a população e os sistemas naturais.
Aumento na frequência de extremos
de chuva projetados no sul e sudeste
do Brasil podem afetar os grandes
conglomerados urbanos, aumentando
o risco de desastres naturais de origem
hidrometeorológica.
Desde 2010, o subprojeto de modelagem
do sistema terrestre do INCT,
contando também com colaboração
da FAPESP e da Rede CLIMA, trabalha
no desenvolvimento do BESM, com
o objetivo de gerar cenários futuros
de clima em alta resolução, que
estão sendo usados para preparar a
Terceira Comunicação Nacional do
Brasil à UNFCCC. Esses cenários serão
disponibilizados para a comunidade
científica e governo, para possibilitar o
entendimento das mudanças do clima
e o desenvolvimento de uma agenda
governamental de adaptação e mitigação,
visando assim enfrentar os impactos das
mudanças globais.
O BESM incorpora o melhor da tecnologia e
conhecimento de processos anteriormente
pouco conhecidos, como o fogo, química
da atmosfera, processos de superfície e
descargas fluviais. O BESM também ajuda
a quebrar a dependência tecnológica, pois
o downscaling dinâmico RESM usando
o modelo regional Eta utilizará o modelo
global BESM e não mais modelos do
exterior. O esquema de superfície INLAND
no BESM representa um aspecto inovador
na modelagem do sistema terrestre, pois
além do BESM incluir cenários de emissão
de gases de efeito estufa, o INLAND inclui
um modelo estado da arte de mudanças
do uso da terra, que permite que o
clima futuro seja modelado e projetado
considerando não somente as mudanças
na concentração de gases de efeito estufa
mas também mudança do uso da terra na
América do Sul.
Resultados do BESM considerando o
acoplamento oceano-atmosfera já estão
11
INTRODUÇÃO E OBJETIVOS
disponíveis e representam a contribuição
do Brasil ao “clube” de modelos do IPCC
AR5. Acoplamentos do INLAND e do
modelo de química da atmosfera estão
em fase de testes. O BESM deverá estar
completo até meados de 2015.
(iii) aumentar significativamente os
conhecimentos sobre impactos das
mudanças climáticas e identificar as
principais vulnerabilidades do Brasil
nos seguintes setores e sistemas:
ecossistemas e biodiversidade,
agricultura, recursos hídricos, saúde
humana, cidades, zonas costeiras,
energias renováveis e economia
12
As variações de longo prazo observadas
no clima e na hidrologia têm impactos
na saúde, ecossistemas, populações em
áreas vulneráveis, agricultura familiar,
assim como na economia e nos riscos de
desastres naturais. Impactos de eventos
extremos observados no presente têm
mostrado a vulnerabilidade da sociedade,
particularmente aos extremos de clima
e hidrologia. As secas na Amazônia têm
tido um grande impacto na saúde da
população, devido ao efeito da fumaça e
a problemas no transporte de alimento
e combustível às populações ribeirinhas.
No caso de enchentes, sejam em áreas
urbanas nas megacidades ou nas áreas
rurais da Amazônia ou do Nordeste, os
impactos são claros, tanto na qualidade
e quantidade de água disponível quanto
na incidência de doenças como cólera
ou leptospirose. Esses problemas podem
também gerar crises sociais associadas
à migração. As possibilidades de que
extremos climáticos sejam mais intensos
e frequentes no futuro confirmam que o
Brasil é vulnerável às mudanças de clima
e aos impactos dela derivados.
Vários estudos já têm usado os cenários
de clima gerados no contexto do INCT
para Mudanças Climáticas para avaliar
projeções de mudanças de clima na
segurança hídrica, energética e alimentar
no Brasil e na América do Sul. Os mesmos
cenários têm sido usados em estudos
sobre economia das mudanças de clima,
com resultados interessantes em que o
clima passa a ter um papel importante na
economia local, regional e continental.
Projeções de vazões, vento e energia solar
têm ajudado a estimar mudanças nos
potenciais de geração de energia hídrica,
solar e eólica no país nas próximas
décadas, o que de fato tem grande
impacto na geração futura de energia.
(iv) desenvolver estudos e tecnologias
de mitigação das emissões de gases
de efeito estufa
Na parte deste INCT que se ocupa
de aplicações, e quanto à pesquisa
sobre a mitigação das emissões
de gases de efeito de estufa, uma
iniciativa tecnológica promissora
envolve a substituição do O2 do ar por
aquele contido nos óxidos metálicos
(transportadores de O2), a fim de que
hidrogênio, ao invés de CO2, seja um
produto final em processos de combustão
em geral. Nos experimentos, o óxido de
níquel teve o melhor desempenho através
de CLQ (combustão por looping químico,
uma nova tecnologia de combustão com
separação intrínseca do CO2 causador
do efeito estufa) e RLQ (reforma por
looping químico, uma nova técnica de
looping químico que produz gás de
síntese e hidrogênio). Na pesquisa de
novos materiais, resultados de estudos
demonstram que a oxidação orgânica e a
redução de nitrato, incluindo o tratamento
de superfície por micro / nanocristais de
boro ou filmes dopados com nitrogênio
(BDDN), possuem um enorme potencial
para aplicações.
Recentemente, foram desenvolvidos
sensores eletroquímicos de diamante e
materiais carbonosos, com o intuito de
produzir dispositivos para a detecção de
compostos orgânicos e inorgânicos, além
de reatores que aumentem a eficiência
do tratamento de efluentes. Sensores
de umidade relativa feitos de cerâmica e
com alta precisão também estão em fase
de desenvolvimento.
climáticos e a desastres naturais
gerados por esses extremos. Uma das
consequências dos estudos derivados
do INCT para Mudanças Climáticas,
em relação a tendências observadas
e projetadas de extremos de chuva, e
também do projeto de Megacidades
RMSP, foi a criação do Cemaden - Centro
Nacional de Monitoramento e Alerta
de Desastres Naturais. Resultados do
INCT para Mudanças Climáticas foram
apresentados na Conferência Rio+20
e utilizados na elaboração de estudos
do IPCC AR5 e do PBMC, e também
em grandes debates nacionais, como
o do Código Florestal e nos grandes
empreendimentos hidrelétricos na
Amazônia, assim como na elaboração
do Plano Nacional de Adaptação as
mudanças de clima (PNA).
(v) fornecer informações científicas
de qualidade para subsidiar políticas
públicas de adaptação e mitigação
Pela primeira vez, modelos climáticos
brasileiros (BESM) estão sendo
considerados no arquivo de dados do IPCC
AR5, e o desenvolvimento do BESM já faz
parte de uma política ambiental e objetivo
estratégico do MCTI. Esses cenários estão
sendo usados em estudos de impactos e
vulnerabilidade desenvolvidos pela Rede
CLIMA para a TCN do Brasil a UNFCCC.
Estudos científicos derivados do INCT
para Mudanças Climáticas têm ajudado
a detectar tendências de extremos
de chuva na região sudeste do Brasil.
Eventos como o da região serrana do
Rio de Janeiro em 2011 têm levado a
refletir sobre a real vulnerabilidade de
grandes áreas do Brasil a extremos
No desenvolvimento de estudos
referentes a medidas de biogeoquímica
ambiental, o Laboratório de
Biogeoquímica/CCST realizou um
trabalho conjunto com o Observatório
Nacional (ON) para estudo da emissão
de gases de efeito estufa na Lagoa
Rodrigo de Freitas, Rio de Janeiro, RJ.
13
INTRODUÇÃO E OBJETIVOS
14
Recentemente, foi criada no INPE a
Rede Nitrogênio/Carbono América
Latina (Nnet), que trabalha nas escalas
continental, regional e local, para
determinar a deposição atmosférica em
diferentes ambientes atmosféricos no
Estado de São Paulo, e para acompanhar
os processos de recuperação ambiental
através de plantio de mudas de espécies
vegetais do bioma Mata Atlântica. O
desenvolvimento do Modelo de Emissões
do INPE (INPE-EM) permite estimar
níveis de gases de efeito estufa dos
diversos ecossistemas, o que vai ajudar
na elaboração do Inventario Nacional de
Gases de Efeito Estufa.
Mecanismos de mitigação em termos
de ações voltadas à redução das
emissões por meio de mecanismos
de REDD (Redução de Emissões por
Desmatamento e Degradação Florestal)
têm levado a uma abordagem de fluxo de
ações para a atribuição dos benefícios
de REDD no Brasil, e isso de fato poderia
fornecer um mecanismo formal pelo qual
os estados amazônicos com baixas taxas
de desmatamento poderiam participar
ativamente do processo de mitigação das
mudanças climáticas.
w
Estrutura Organizacional e Funcional
Comitê Científico
Escritório do Projeto
Conselho
Executivo
Sistema
de Dados
Apoio para
Modelagem e
Supercomputação
Comunicação
e Rede
Secretaria Executiva do INCT-MC
Apoio
Administrativo
Comunicação
Institucional e
Divulgação Científica
Projetos de Pesquisa Científicos e Tecnológicos
A Base
Científica
Estudos de
Impactos,
Adaptação e
Vulnerabilidade
Mitigação
Produtos
Tecnológicos
(Modelos, Geo-Sensores,
Riscos de Desastres Naturais)
Projetos
Projetos
Projetos
Projetos
1. Detecção,
Atribuição e
Variabilidade
Natural do Clima
9. Cenários
de Mudanças
Climáticas para o
Século XXI
19. Emissões
de Lagos e
Reservatórios
22. Modelo
Brasileiro do
Sistema Terrestre
(BESM)
2. Amazônia
10. Agricultura
3. Mudanças dos
Usos da Terra
11. Recursos
Hídricos
4. Ciclos
Biogeoquímicos
Globais
12. Energias
Renováveis
5. Oceanos
6. Gases de Efeito
Estufa
13. Biodiversidade
14. Saúde Humana
15. Zonas Costeiras
7. Interações
Biosfera-Atmosfera
16. Urbanização e
Megacidades
8. Cenários
Climáticos Futuros
e Redução de
Incertezas
17. Economia
das Mudanças
Climáticas
18. Estudos de
Ciência, Tecnologia
e Políticas Públicas
20. Processos
de Combustão
21. Redução de
Emissões por
Desmatamento
e Degradação
Florestal (REDD)
23. Modelo de
Circulação Global
da Atmosfera do
CPTEC
24. Modelagem
de Múltiplas
Escalas: Desafios
para o Futuro
25. Tecnologias
Observacionais
para Mudanças
Climáticas
26. Sistema de
Informações
para a Redução
de Riscos de
Desastres Naturais
15
Instituições
participantes
O INCT para Mudanças
Climáticas é uma das
maiores redes de pesquisa
ambiental da América
Latina, com 108 instituições
nacionais participantes.
REGIÃO SUDESTE
São Paulo, SP
EACH/USP
FEA/USP
IAG/USP
IB/USP
IF/USP
IO/USP
16
Juiz de Fora, MG
UFJF
Viçosa, MG
UFV
Vitória, ES
UFES
Belo Horizonte, MG
São Vicente, SP
CEDEPLAR/UFMG
UNESP
Itajubá, MG
Santos, SP
UNIFEI
Instituto de Pesca
Taubaté, SP
Ubatuba, SP
UNITAU
Inst. Costa Brasilis
S. J. dos Campos, SP
Guaratinguetá, SP
CCST/INPE
IAE/DCTA
FEG/UNESP
Seropédica, RJ
UFRRF
Rio de Janeiro, RJ
ANA
COPPE/UFRJ
FIOCRUZ
IBGE
IME
IPEA
Jardim Botânico
UERJ
UGF
Niterói, RJ
UFF
DHN
C. dos Goytacazes, RJ
UENF
Petrópolis, RJ
LNCC
Lavras, MG
UFLA
Guarulhos, SP
UNIFESP
Campinas, SP
EMBRAPA
IB/UNICAMP
IFICH/UNICAMP
PUC
REGIÃO NORDESTE
Fortaleza, CE
UECE
UFC
FUNCEME
REGIÃO
CENTRO-OESTE
Alta Floresta, MT
REGIÃO SUL
UNEMAT
Curitiba, PR
Recife, PE
Tangará da Serra, MT
UFPR
CENA / USP
ITEP - LAMEPE
UFFE
UFRPE
UNEMAT
ESALQ/USP
Salvador, BA
Pres. Prudente, SP
UFBA
UNESP
São Cristóvão, SE
São Carlos, SP
UFS
CGVAM/SVS/MS
ICB/UNB
IREL/UNB
OPAS
SEAP
SIPAM
UFSCAR
João Pessoa, PB
Goiânia, GO
Ribeirão Preto, SP
UFPB
UFG
FEA-RP/USP
Natal, RN
Corumbá, MS
UFRN
EMBRAPA
Campina Grande, PB
Piracicaba, SP
Cachoeira Paulista, SP
CEMADEN/MCTI
CPTEC/INPE
LCP/INPE
CCST/INPE
Brasília, DF
Itajaí, SC
UNIVALI
Pontal do Sul, PR
CEM - UFPR
REGIÃO NORTE
Rio Grande, RS
Manaus, AM
FURG
Florianópolis, SC
INPA
UEA
UFSC
Ji-Paraná, RO
Pelotas, RS
UNIR
UFPEL
Cruzeiro do Sul, AC
Cuiabá, MT
Porto Alegre, RS
UFAC
UFCG
UFMT
UFRGS
Belém, PA
Maceió, AL
Campo Grande, MS
Santa Maria, RS
UFAL
UEMS
UFSM
IPAM
NAFA/UFPA
Grupos de Pesquisa de instituições estrangeiras
Argentina,Chile, Uruguai, EUA, Alemanha, Holanda, África do Sul, Índia e Japão
Além das colaborações com instituições brasileiras o INCT para Mudanças Climáticas colabora com 18 instituições de 10 outros países.
Santa Barbara
University of California
Santa Barbara/Institute
for Computational Earth
System Science
Toledo
University of Maryland/
Earth System Science
Interdisciplinary
Cambrige
Harvard University/
Department of Earth and
Planetary Sciences
Harvard Kennedy School
Bloomington
Indiana University/
Office of Research
Administration
Boulder
University of Colorado
at Boulder/Center for
Science and Technology
Policy Research
United Kingdom - Exeter
University of Exeter
Met Office/Hadley Centre
Holland – Amsterdam
Vrije Universiteit/Faculty of
Earth and Life Sciences
Japan - Tsukuba
Meteorological
Research Institute
(MRI)
Holland – Wageningen
Wageningen University and
Research Center
Germany - Mainz
Max Planck Institute for
Chemisrty/Biogeochemistry
Department
India - Pune
Indian Institute for
Tropical Meteorology
Argentina – Buenos Aires
University of Buenos Aires/
Research Center for the
Sea and the Atmosphere
Uruguay- Montevideo
Ministerio de Defesa /
Hidrografia Naval
South Africa- Pretoria
Council for Scientific
and Industrial Research
(CSIR)
Universidad de la
República/ Faculdad
de Ciencias/Unidad de
Ciencias de la Atmósfera
Chile - Santiago
Universidad de Chile /
Departamento de Geofísica
Rede de INCTs
INCTs com os quais o INCT para Mudanças Climáticas tem mantido colaborações científicas
Pará
Ceará
INCT em Biodiversidade e Uso da Terra na
Amazônia-Museu Paraense Emilio Goeldi
(Belém, Pará)
INCT de Transferência de Materiais
Continente-Oceano - Universidade Federal
do Ceará – UFC (Fortaleza, CE)
São Paulo
INCT para Mudanças Climáticas - Instituto
Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE
(São José dos Campos, SP)
Rio Grande do Sul
Rio de Janeiro
INCT da Criosfera - Universidade Federal
do Rio Grande do Sul – UFRGS (Porto
Alegre, RS)
INCT de Matemática – Instituto Nacional
de Matemática Pura e Aplicada - IMPA
(Rio de Janeiro, RJ)
INCT do Mar – Centro de Oceanografia
Integrada - Universidade Federal do Rio
Grande – FURG (Rio Grande, RS)
INCT Antártico de Pesquisas Ambientais –
Universidade Federal do Rio de Janeiro UFRJ (Rio de Janeiro, RJ)
17
DESTAQUES CIENTÍFICOS
18
Após cinco anos de funcionamento,
o INCT para Mudanças Climáticas
apresenta contribuições significativas
em termos de produção científica
em nível nacional e internacional,
permitindo uma maior compreensão
das mudanças climáticas e seus
impactos, especialmente sobre
biodiversidade, megacidades,
desastres naturais, segurança
alimentar, energética e hídrica,
economia e qualidade de vida.
Isso tem permitido um maior
conhecimento acerca das
vulnerabilidades dos diferentes
setores das mudanças de clima e
ajudado a gerar mecanismos de
adaptação e mitigação. A produção
científica do INCT para Mudanças
Climáticas pode se resumir em
aproximadamente 1.500 publicações,
entre livros e capítulos de livros,
artigos em revistas nacionais e
internacionais e notas de imprensa.
Um sumário dos principais resultados
produzidos durante os cinco anos do
projeto é apresentado a seguir.
Detecção, atribuição e
variabilidade natural do
clima
Foram desenvolvidas análises da
alteração no regime (ocorrência) de
bloqueios atmosféricos e sistemas
frontais em cenários de mudanças
climáticas, assim como a associação
dos bloqueios com anomalias de TSM
no Oceano Pacífico. Os bloqueios,
marcados pela sua estacionariedade
no tempo e no espaço, possuem
uma frequência mais reduzida, sendo
um fenômeno mais incomum de ser
observado quando comparado aos
sistemas frontais. As frentes frias
são fenômenos frequentes e grandes
moduladores do regime de chuvas e
temperatura nas regiões analisadas.
De maneira geral, foi observada
corretamente a variação sazonal do
número de bloqueios, sendo mais
frequentes na estação de inverno
e primavera. No entanto há uma
superestimativa do HadGEM2-ES ao
detectar os bloqueios considerando
uma duração mínima de 3 dias e
abrangência de, no mínimo, 10◦ de
longitude. Em relação às projeções
futuras, é observado que sobre o
Pacífico Central há uma queda no
número de casos nos cenários R4.5
e R8.5 (com uma redução mais
acentuada em R4.5), nas outras duas
regiões há uma ligeira tendência de
aumento no número de eventos de
bloqueio. Para a região do Pacífico
Central a tendência é de diminuição,
sugerindo um deslocamento da
atividade de bloqueios mais a leste da
linha internacional de data.
Para as frentes frias na região
sudeste foi utilizada a função
frontogenética (FF), e esta também
mostra corretamente o ciclo anual
de sistemas frontais com um número
mais expressivo durante o inverno e
a primavera no período de referência.
Em relação aos cenários futuros há
indicativo de um pequeno aumento,
na maioria dos meses, do número de
frentes frias atuando sobre as regiões
Sul e Sudeste do Brasil. Uma possível
explicação estaria no fato de que a
maioria dos modelos de mudança
climática indica um fortalecimento do
jato de baixos níveis, aumentando o
escoamento de umidade proveniente
da região da Bacia Amazônica em
direção ao sul da América do Sul.
Em relação à seca no sudeste do
Brasil de 2014, as características
sinóticas e dinâmicas de Períodos
Extremos Secos sobre o Sudeste
do Brasil e sua Relação com a TSM
do Atlântico Sul foram avaliadas. A
seca que vem ocorrendo sobre o
sudeste do Brasil desde o início do
verão de 2014 tem fomentado uma
grande discussão tanto em termos
acadêmicos quanto por parte da
sociedade devido ao seu impacto
socioeconômico. Resultados
apresentados nos últimos relatórios
do IPCC (2007, 2013) já indicavam
que uma das consequências do
aumento da temperatura média
global é o aumento da variabilidade
climática, particularmente o
aumento da frequência de extremos,
seja em termos de calor ou frio
quanto em relação a inundações
ou secas. O estudo de eventos
extremos secos no sudeste do
Brasil que ocorrem nas estações
de outono, inverno e primavera
e sua relação com anomalias de
Temperatura da Superfície do Mar
(TSM) no Oceano Atlântico Sul (OAS)
ainda não é bem entendida.
Desta forma, realizou-se um
trabalho de detecção onde datas de
eventos extremos secos para cinco
regiões homogêneas em relação à
precipitação no sudeste do Brasil
foram determinadas para o período
de 1982 a 2009 nas estações
de inverno e de transição e as
características sinóticas e dinâmicas
destes períodos foram investigadas
através da análise de anomalias de
TSM, regiões fontes de umidade para
o sudeste do Brasil, comportamento
das frentes frias na América do Sul e
posicionamento da Alta Subtropical
do Atlântico Sul (ASAS). O inverno foi
a estação que registrou maior número
de eventos secos, seguido do outono
e da primavera. As regiões localizadas
na porção norte do sudeste foram as
que apresentaram o maior número
de eventos, sendo estes também
os mais longos (chegando a 117
dias). As regiões na porção sul do
sudeste foram caracterizadas por
menos eventos, sendo estes também
mais curtos (máximo de 30 dias).
A região localizada no centro da
região sudeste se caracterizou por
ser uma região de transição. Para
o período de ocorrência destes
eventos foi construído um modelo
conceitual dos padrões sinóticos e
dinâmicos. Quando ocorrem estes
eventos um padrão tipo tripolo
(negativo/positivo/negativo) é visto
para as anomalias de TSM no OAS,
aumento das fontes de umidade
próximo da anomalia positiva de
TSM e uma diminuição nas regiões
de anomalias negativas de TSM.
A ASAS se apresenta posicionada
próxima do continente, o que impede
a progressão normal dos sistemas
frontais para latitudes mais ao norte,
sendo estes sistemas registrados
em menor número sobre o sudeste
do Brasil. As frentes frias tendem
a ficar concentradas no sul da
América do Sul. Para as duas regiões
homogêneas do sudeste localizadas
mais ao norte, a característica do
modelo conceitual se apresenta
deslocado para norte e a ASAS
parece não influenciar estes eventos.
O padrão de TSM encontrado
observacionalmente foi testado em
simulações numéricas com o modelo
climático regional RegCM4.3, em que
a mudança na TSM representando o
padrão de tripolo no OAS foi utilizado
para investigar as mudanças na
precipitação, padrões de circulação e
no comportamento dos eventos secos
e frentes frias na América do Sul. Os
resultados do modelo confirmaram o
estudo observacional.
Amazônia
Desde o inicio do projeto,
importantes avanços foram obtidos
na compreensão do papel que a
Amazônia desempenha no sistema
climático, incluindo as emissões e a
influência do clima, da atividade do
fogo e do desmatamento no equilíbrio
dos ecossistemas da floresta tropical.
A agenda de pesquisa e os resultados
deste subprojeto apresentam
também interações importantes com
o desenvolvimento do Modelo BESM,
a Rede CLIMA e o Programa FAPESP
em Mudanças Climáticas Globais
As mudanças no clima e no uso do
solo pode ter impactos importantes
na Amazônia, com alterações na
precipitação total e no comprimento
da estação seca, e modificações
nos valores de biomassa de florestas
e gramíneas. Porém, isoladamente,
a maior concentração de CO2
associado aos cenários climáticos
futuros pode causar um aumento
da biomassa de árvores. De fato
estudos observacionais mostram
que a duração da estação seca no
sul da Amazônia tem aumentado em
pelo menos um mês desde a década
dos anos 1960, e isso pode ter
graves impactos nos ecossistemas
e no inicio da estação chuvosa. A
geração de cenários de uso da terra
para a Amazônia até 2100 para
integração com modelos do sistema
terrestre foram estimadas, utilizando
o INPE-EM, as emissões de CO2 em
decorrência das mudanças de uso da
terra para estes cenários.
O INCT para Mudanças Climáticas,
que está intimamente ligado ao
Experimento de Grande Escala da
Biosfera-Atmosfera na Amazônia
(Projeto LBA), tem contribuído para
melhorar nossa compreensão do
funcionamento dos ecossistemas
amazônicos - em particular com
relação aos ciclos de água, energia,
carbono, liberação de gases de
efeito estufa por queimadas, assim
como as mudanças de uso da terra
e sua influência no clima regional.
Tem-se mostrado que a fumaça da
queima florestal pode reduzir em
até 60% as taxas fotossintéticas em
algumas regiões da Amazônia. Por
sua vez, a expansão do plantio da
soja tem aumentado a insolação
sobre a superfície. Além dos
efeitos dessa maior variação sobre
a dinâmica da atmosfera próxima à
superfície, a substituição de árvores
por soja tem também levado a
diminuições na evapotranspiração,
nas taxas fotossintéticas e na
assimilação de carbono na região.
Foram também realizadas medidas
intensivas com balão cativo e
radiossondagem, além de medidas
contínuas de propriedades físicoquímicas de aerossóis e medidas de
gases de efeito estufa no sítio ATTO,
próximo a Manaus.
O aumento da concentração de
aerossóis, tanto de origem natural
como antrópica na região próxima a
Manaus, produz um resfriamento da
superfície, bem como o aumento da
cobertura de nuvens. Entretanto, é
difícil quantificar estes efeitos pois
eles são complexos e interagem entre
si. Para aumentar este conhecimento
da associação atmosfera-aerossóisnuvens, são necessárias medidas
observacionais e conhecimentos
oriundos de modelagem numérica
e ensaios em laboratórios. O
experimento GoAmazon 2014
(acrônimo de Green Ocean Amazon)
busca investigar o estado natural
de uma área na Amazônia central
e contribuir para este avanço
científico. Duas operações intensivas
de coleta de dados realizadas em
Manaus – a primeira entre fevereiro
e março de 2014 e a segunda entre
setembro e outubro do mesmo
ano, no âmbito do GoAmazon e
contou com dois aviões voando em
diferentes alturas para acompanhar
a pluma de poluição emitida pela
região metropolitana de Manaus.
O objetivo era avaliar a interação
entre os poluentes e os compostos
emitidos pela floresta, bem como seu
impacto nas propriedades de nuvem.
Em condições livres de poluição, as
nuvens da Amazônia apresentam
altura máxima entre 3 e 4 km. Mas,
quando há partículas de aerossóis em
grandes quantidades, elas adquirem
uma força incomum de crescimento,
o que altera todo o balanço de
radiação, o ciclo hidrológico e as
propriedades termodinâmicas da
atmosfera. A componente Amazônia
do INCT Mudanças Climáticas está
participando ativamente deste
esforço, através da inserção dos
pesquisadores envolvidos, bem como
do apoio financeiro nas atividades
de campo e reuniões preparatórias,
em como do apoio financeiro
nas campanhas de campo e de
organização do experimento.
O projeto CHUVA (Cloud processes
of tHe main precipitation systems
19
in Brazil: A contribUtion to
cloud resolVing modeling and to
the GPM (GlobAl Precipitation
Measurement) tem o objetivo de
reduzir as incertezas na estimativa
da precipitação e progredir no
conhecimento dos processos
das nuvens, principalmente das
nuvens quentes. Em relação ao
projeto CHUVA, os resultados estão
ajudando muito a entender melhor
como funciona o ciclo de chuvas na
região, e como a presença da área
urbana de Manaus afeta o clima
local. Isso também esta ajudando o
Go-Amazon, e também a melhorar
o skill dos modelos do CPTEC
devido a que os dados gerados
pelo experimento estão sendo
assimilados nos modelos do CPTEC.
Das 8 campanhas de campo, 2 de
elas aconteceram na Amazônia
(Manaus e Belém ) uma terceira foi
durante a implementação do Go
Amazon no verão de 2014.
Biodiversidade
20
Os biomas Cerrado e Mata Atlântica
são hotspots de biodiversidade áreas de alta riqueza de espécies
e níveis de endemismo, sujeitas a
uma perda rápida e extensiva dos
habitats. A principal motivação
deste subprojeto é avaliar os
impactos potenciais das mudanças
climáticas sobre a distribuição
dos grupos funcionais e sobre o
funcionamento destes ecossistemas
naturais. Compilamos informações
secundárias e imagens de satélite
para elaborar um amplo banco de
dados. A base de dados de imagens
e informações secundárias, a
princípio para os biomas Cerrado
e Mata Atlântica, hoje expandida
para todo o Brasil. A base de
imagens está disponível, através
das plataformas de pesquisa
LAPIG Maps e LAPIG Database,
desenvolvidas com o apoio deste
INCT (www.lapig.iesa.ufg.br). A
análise destes dados oferece
informações sobre a distribuição de
espécies vegetais, seus atributos
funcionais e seu ambiente físico. O
estudo da interação entre vegetação
e funcionamento biogeoquímico
dos ecossistemas permite
delimitar grupos funcionais. Com
isto, previsões de mudanças na
composição de grupos funcionais
em uma área indicariam alterações
de processos ecossistêmicos. Tais
informações contribuem por meio
da interação com o componente
de modelagem do INCT-Clima para
caracterizar os biomas brasileiros
e avaliar suas respostas à mudança
climática.
Foram incluídas de três novas linhas
de pesquisa: 1. Abordagens funcionais
e filogenéticas na estrutura de
comunidades visa entender o papel
de fatores históricos, condições
ambientais e interações bióticas
sobre os padrões de diversidade
taxonômica, funcional e filogenética
em comunidades de campos
de altitude; 2. Conservação da
diversidade evolutiva de árvores da
Mata Atlântica visa gerar bases para a
conservação de linhagens de espécies
arbóreas ocorrentes na Mata Atlântica
do estado do Rio de Janeiro avaliando
o risco de extinção dessas espécies,
utilizando-se relações espécies-área;
3. Padrões de endemismo de grupos
taxonômicos selecionados no Estado
do Rio de Janeiro. Visa detalhar uma
das regiões de maior endemismo do
Domínio Atlântico, o Corredor Central
da Serra do Mar e discutir algumas
possíveis causas ambientais para o
padrão encontrado.
Outras ações durante 2014 foram a
construção de banco de dados sobre
estoques de carbono, nitrogênio e
fósforo em solos do Brasil. Mais de
100 artigos compilados entre 1987
e 2014 com informações de mais de
170 sítios, resultando em mais de
3100 entradas. No período 20132014 procurou-se atualizar o banco
de dados de registros de ocorrência
de palmeiras nativas do estado
de São Paulo, com o objetivo de
conhecer sua distribuição atual para
posteriormente realizar exercícios
de modelagem distribuição potencial
dessas espécies considerando
possíveis cenários de mudanças
climáticas globais.
Ciclos Biogeoquímicos
A componente de ciclos
biogeoquímicos conduziu seus
trabalhos integrando vários
aspectos da temática buscando
trazer uma leitura transversal de
diversas componentes da relação
ambiente biológico e físico nos
biomas brasileiros, sobretudo
Amazônia, Cerrado, Caatinga, Mata
Atlântica e Pantanal. A estratégia
incluiu produção de uma base
de dados nacional, a partir de
levantamentos bibliográficos, do
conteúdo de carbono e nitrogênio
em solo e plantas nestes diferentes
biomas; consulta a pesquisadores
de várias instituições nacionais e a
realização de workshops temáticos,
que levaram a produção de vários
artigos científicos. Na coletânea
de artigos produzidos objetivou-se
apresentar o status atual da ciclagem
biogeoquímica em ambientes como
grandes bacias de drenagem,
regiões estuarinas, biomas, e avaliar
o impacto potencial dos cenários
de mudanças climáticas a esta
ciclagem. Os cenários climáticos
regionais considerados nas análises
foram aqueles produzidos dentro do
âmbito do INCT-MC.
Esta componente também gerou um
marco de referência (Framework)
com as potenciais interações
positivas e negativas de variações
na precipitação e temperatura na
dinâmica biogeoquímica em bacias
de drenagem. Este framework
pode ser utilizado para outros
ecossistemas com a adequação de
algumas premissas.
Esta componente propiciou o
engajamento de vários estudantes,
bolsistas e pesquisadores de
instituições distribuídas nas regiões
de estudo. Esta componente tem
produzido uma base de dados
nacional, a partir de levantamentos
bibliográficos, do conteúdo de
carbono e nitrogênio em solo e
plantas nestes diferentes biomas;
consulta a pesquisadores de
várias instituições nacionais e a
realização de workshops temáticos,
que levaram a produção de vários
artigos científicos. Ressalta-se a
produção de um número especial
de Brazilian Journal of Biology e
a disponibilização à comunidade
científica e em futuro breve da
base de dados sobre conteúdo de
carbono, nitrogênio e fósforo em
sob diferentes tipos de manejo em
biomas brasileiros
Economia das
Mudanças Climáticas
Resultados preliminares sugerem
que a mudança climática terá efeitos
negativos sobre o crescimento
do país e o bem-estar humano,
embora alguns setores e regiões
possam ser positivamente afetados.
Além disso, uma questão a ser
seriamente considerada é que as
mudanças climáticas reforçarão
as desigualdades econômicas
regionais no Brasil, isto é, os pobres
sofrerão mais drasticamente.
A situação se torna ainda mais
preocupante no contexto dos
estudos da influência do clima
sobre a transmissão de doenças e
outros problemas de saúde humana.
Estudos sugerem que as mudanças
climáticas devem ser analisadas em
conjunto à globalização (aumento
das conexões entre as pessoas
no comércio e na informação), às
mudanças ambientais (degradação
dos ecossistemas, redução da
biodiversidade e acúmulo de
substâncias tóxicas no meio
ambiente), e ao enfraquecimento
de sistemas de governança (via
redução de investimentos na saúde,
aumento da dependência com
relação aos mercados e aumento
das desigualdades sociais), uma vez
que todos esses fatores interagem
fortemente e de forma complexa.
devem estar associadas a períodos
mais longos de tempo; e metas
menos ambiciosas a períodos mais
curtos, devido à própria estrutura
atual da matriz energética brasileira
intensiva em fontes mais “limpas”.
Os resultados apontados pela política
de melhoria da eficiência energética,
por seu turno, são promissores. Com
a elevação da eficiência energética
a economia passa a crescer mais,
reduzindo suas emissões de GEE,
mesmo considerando alguns de seus
custos. Em resumo, a política de
mitigação, (reduções de emissões de
gases de efeito estufa no Brasil): a
redução de emissões no Brasil pode
ser atingida com pequenos custos
em termos de perda de atividade
econômica, embora metas mais
ambiciosas tenham que ser adotadas
a longo prazo.
Análises dos impactos de eventos
extremos: uma inundação severa
na cidade de São Paulo, como a
observada em 2008, representaria
perdas totais de R$ 1,4 bilhões
de reais, com 68% desse efeito
na cidade de São Paulo, e 32%
no restante do país. E, com o
espraiamento dos efeitos pelas
longas cadeias de produção e renda,
o prejuízo vai a mais de R$ 762
milhões em escala nacional. Assim,
as enchentes contribuem para
reduzir o crescimento da cidade e o
bem-estar da população.
A ocorrência de frentes frias sobre
o reservatório de Itumbiara impacta
a circulação e mistura vertical da
coluna d’água significativamente,
e é responsável por intensificar o
processo de resfriamento diferencial,
gerando correntes de densidade
que exportam água da região litoral
(oxigenada e rica em nutrientes) para
a zona pelágica. Estes podem ser
processos chave que controlam a
evasão de carbono em reservatórios
sujeitos a passagem de frentes
firas. Adicionalmente, os resultados
obtidos neste estudo indicam que
as mudanças potenciais na atividade
de frentes frias sobre a América do
Sul, devido à variabilidade do clima,
podem levar a uma significante
alteração das emissões de carbono
por estes sistemas aquáticos.
A política brasileira restritiva ao
desmatamento na Amazônia e
nos Cerrados, capaz de evitar a
perda de 68 milhões de hectares
de florestas e cerrados até 2050
deve gerar perdas econômicas
pouco expressivas, de até 0,15%
no PIB. A produção agropecuária
sofreria perdas de até 1,9% na
produção e de 4% nas exportações.
Esses resultados sugerem custos
econômicos pouco expressivos
diante dos potenciais benefícios de
preservação ambiental, e devemse em grande parte à capacidade
de aumento em produtividade das
pastagens brasileiras e conversão
de áreas de vegetação secundária e
subaproveitadas em cultivos agrícolas.
No caso brasileiro, os estudos
apontam que metas ambiciosas de
redução de emissões por meio de
políticas de taxação de carbono,
Emissões de lagos
e reservatórios
Com a aquisição do modelo
ELCOM-CAEDYM, iniciou-se
experimentos numéricos com o
objetivo de simular a dinâmica e
as emissões de carbono por estes
ambientes, e avaliar os impactos
das mudanças climáticas sobre as
emissões de carbono. Atualmente,
os reservatórios Hidrelétricos
Itumbiara, no bioma Cerrado, e
Tucuruí, no bioma Amazônia estão
sendo estudados. No reservatório
de Funil foram desenvolvidos
estudos, na área de bio-óptica, e
tiveram como objetivo: quantificar
a concentração de Clorofila-a no
reservatório através de algoritmos e
modelagem bio-optica; e identificar
a floração de algas, principalmente
cianobactérias (Ficocianina)
utilizando modelagem bio-óptica e
dados de sensoriamento remoto.
Os resultados são importantes,
pois se sabe que o crescimento
dessas algas tem um impacto na
saúde das pessoas e animais que
vivem nas margens desses corpos
d´água, podendo ser fatal. A floração
de algas e as alterações no índice
trófico nos reservatórios são de
grande importância para a dinâmica
do carbono nestes ambientes.
Energias renováveis
Economias emergentes como
a do Brasil têm aumentado a
demanda por recursos energéticos,
especialmente ao longo das últimas
décadas, o que causa preocupação
diante dos cenários das Mudanças
Globais apontados pelos relatórios
do IPCC e do PBMC. Dentro desse
contexto, o estudo de novas
metodologias de levantamento dos
recursos renováveis de energia
assume grande importância.
Esses estudos tiveram início em
2009, dentro do escopo do INCT
para Mudanças Climáticas na
área de energias renováveis. Os
principais resultados obtidos estão
relacionados à coleta de dados de
superfície e modelos computacionais
visando o levantamento dos
recursos renováveis de energia e os
impactos do clima sobre os mesmos,
notoriamente as energias solar e
eólica. Resultados deste subprojeto
estão sendo usados na elaboração
da segunda versão do Atlas de
Energia Solar do Brasil.
Artigos científicos sobre possíveis
impactos das mudanças de clima
no potencial eólico sugerem que a
produção de energia eólica pode
ser favorecida pela mudança de
clima, particularmente no nordeste
do Brasil, devido a um aumento
projetado na velocidade dos ventos.
De fato, as recentes projeções
de potencial eólico derivados do
downscaling do modelo inglês
HadGEM2 ES com o modelo
regional Eta mostram um aumento
d velocidade do vento no litoral do
Nordeste ate 2100.
21
Ciência, tecnologia e
políticas públicas
Explorando o papel da ciência e de
“policy networks” (redes de atores)
em políticas públicas de mudanças
climáticas no Brasil, o projeto
adotou uma variedade de métodos
quantitativos e qualitativos. Foi
analisado o conteúdo relacionado
às mudanças climáticas em quatro
grandes jornais nacionais de 2002
a 2012, com destaque central nos
anos 2007, 2008 e 2011. Além
disso, entrevistas foram feitas
e respostas colhidas com um
questionário, ambos explorando
as ações e as posições de atores
chaves nas discussões nacionais de
políticas públicas do clima.
22
Como resultado, o projeto identificou
os atores e os debates mais centrais
nas discussões nacionais sobre as
mudanças climáticas. O estudo da
cobertura de mudanças climáticas
em quatro grandes jornais brasileiros
de 2002-2012 identificou um
desajuste profundo entre a causa
principal das emissões nacionais de
gases de efeito estufa e as principais
causas e soluções em foco em
debates públicos e, portanto, em
processos de tomada de decisão.
As emissões nationais provêm
centralmente do uso da terra e
têm forte conexão com a produção
de carne. Embora a ciência foque
cada vez mais nos impactos
ambientais negativos do alto
nível de produção e consumo de
carne em nível internaional, esse
conchecimento crítico quase não se
transmite para o público brasileiro
pelos grandes jornais impressos
estudados. O estudo identificou
duas tendências que se destacam
em intercomparação internacional:
um forte foco em processos de
decisão em nível internacional e
uma relutância em vincular eventos
de desastres naturais à mudança
climática antrópica, em contraste
com as tendências observadas em
outros países, como por exemplo os
Estados Unidos. Os resultados são
analisados em dois manuscritos de
artigos científicos.
O tabu nacional quanto ao
assunto de carne nas mídias
nacionais destaca a necessidade
de novas instituições para
incentivar discussões e ações
para a sustentabilidade ambiental,
especialmente em áreas onde
há fortes interesses econômicos,
políticos e culturais contra uma
mudança do status quo. A inovação
institucional necessária tem que
incluir mudança na economia política
das mídias de comunicação.
Gases de Efeito Estufa
Foram obtidos avanços nos estudos
sobre o comportamento dos
gases metano (CH4), carbônico
(CO2), ozônio (O3) e óxido nitroso
(N2O), os quais estão diretamente
relacionados ao aquecimento
global. Observou-se que embora
empreendimentos hidrelétricos
sejam amplamente considerados
pela opinião pública como fontes
geradoras de “energia limpa” ou
“energia verde” – em contraste
a fontes geradoras que utilizam
combustíveis fósseis -, dados
recentes mostram que liberações
de gases de efeito estufa
podem ocorrer em níveis altos
em reservatórios hidrelétricos,
especialmente em países tropicais,
como o Brasil. Esses eventos devem
ser levados em consideração por
políticas públicas, especialmente
no que diz respeito a créditos de
carbono, já que as emissões de
dióxido de carbono e gás metano
ocorrem em níveis consideráveis
em lagos artificiais. Além disso,
a redução da cobertura vegetal
por consequência do alagamento
aumenta a liberação de carbono
– anteriormente fixado nas árvores –
para atmosfera, parte dele na forma
de metano.
Recentemente, foi criada no INPE a
Rede Nitrogênio/Carbono América
Latina (Nnet), que trabalha nas
escalas continental, regional e
local, para determinar a deposição
atmosférica em diferentes
ambientes atmosféricos no Estado
de São Paulo, e para acompanhar
os processos de recuperação
ambiental através de plantio de
mudas de espécies vegetais do
bioma Mata Atlântica.
O projeto de Gases do Efeito Estufa
(GEE) inicialmente esteve restito
ao monitoramento dos gases do
efeito estufa, em especial o metano,
gás carbônico e óxido nitroso. Os
pontos de coleta iniciais foram
em Maxaranguape,RN, Cachoeira
Paulista, São José dos Campos e no
Pantanal. No decorrer do projeto
iniciamos uma parceira com o INCT
- Antártico para medidas de metano
na região da Ilha do Rei Jorge. Em
janeiro de 2014 tivemos outra
colaboração com amostras coletadas
na região Antártica, as quais estão
em fase de analise final. Desde
2013 o projeto está monitorando o
CO2 em uma torre na BEP da UFMS.
Esta operação foi possível com uma
parceria com a UFMS.
Modelo Brasileiro do
Sistema Climático
Global BESM
O INPE lidera um projeto multiinstitucional para o desenvolvimento
do Modelo Brasileiro do Sistema
Climático Global (chamado de BESM
- Brazilian Earth System Model), que
incorpora modelos-componentes da
vegetação e de processos da terra,
química da atmosfera e aerossóis,
gelo marinho, biogeoquímica e
vazão dos rios, ao Modelo Geral
de Circulação com acoplamento
oceano-atmosfera do INPE (GCM).
O BESM constitui-se, de fato,
um modelo de desenvolvimento
comunitário nacional com suporte
internacional. Por sua natureza
transversal aos demais projetos
de pesquisa relativos às mudanças
climáticas, a construção do BESM
constitui elemento fundamental
para os projetos voltados desde
a detecção, atribuição, até os
impactos das mudanças climáticas
globais e suas medidas de
mitigação e adaptação. Dentre suas
mais relevantes conquistas estão
a participação pioneira do Brasil
como nação contribuinte para os
cenários globais de mudanças
climáticas do projeto CMIP-5,
base para a elaboração do quinto
relatório do IPCC.
Em 2014 foi gerada a segunda
versão do BESM, baseada no
acoplamento da versão 4.0 do
modelo atmosférico global do
CPTEC com microfísica de nuvens
e modelo de vegetação dinâmica
IBIS, ao modelo oceânico global
do GFDL (MOM4 verão p1).
Foram gerados novos cenários de
mudanças climáticas para os perfiz
de forçante radiativa RCP 8.5 e 6.5
do programa CMIP5.
Os esforços brasileiros de pesquisa
em modelagem do sistema
climático global também incluem
uma colaboração científica com
um centro britânico de modelagem
do clima, o Hadley Center for
Climate Prediction do UK Met
Office. O algoritmo de elevação
de pluma térmica, criado no INPE,
foi implementado no modelo
HadGEM2-ES (Modelo Ambiental
Global do Hadley Center – Sistema
Terrestre-Hadley Centre Global
Environmental Model versão
2 - Earth System), que está sem
dúvida entre os mais sofisticados à
disposição hoje em dia. Um projeto
conjunto para o desenvolvimento
e a implementação de um modelo
de incêndio florestal no âmbito
do HadGEM2-ES, que envolve a
participação de pesquisadores do
INPE que são membros do INCT para
Mudanças Climáticas, está também
em andamento. A nova versão do
modelo foi denominada HadGEM2ES/INPE. O desenvolvimento
do HadGEM2-ES/INPE passou
pelas fases de planejamento,
implementação do modelo de
pluma térmica e desenvolvimento e
validação do modelo de fogo. Agora
está em curso a implementação
desse conjunto operacional para o
novo supercomputador (máquina
Cray), classificado entre os mais
poderosos do mundo.
Mudanças do uso da terra
O subprojeto teve como contribuição
importante a geração de cenários
de uso da terra para a Amazônia até
2100 para integração com modelos
do sistema terrestre. Houve avanços
nas análises estatísticas, como
uma melhor distribuição dos dados
do censo nas células e inferências
espaço-temporais. Avaliamos os
cenários presentes na literatura,
observando que aqueles baseados
apenas nos aspectos econômicos
não conseguiram capturar as
trajetórias observadas na Amazônia
na última década. Analisamos
também as interações entre o
mercado global de commodities e as
políticas regionais nas reduções de
desmatamento desde 2004.
Estes estudos possibilitaram
a construção de modelos que
procuraram discutir e preencher
estas lacunas. Cenários para 2100
foram gerados para a Amazônia,
visando integração com os modelos
de sistema terrestre. Também
foram estimadas, utilizando o
INPE-EM, as emissões de CO2 em
decorrência das mudanças de
uso da terra para estes cenários.
Em termos de ferramentas, foi
publicado um artigo cientifico
sobre o TerraME (www.terrame.org),
ambiente para desenvolvimento
de modelos de interação natureza
sociedade, no qual nossos modelos
e estudos são realizados.
No ambiente TerraME em si,
ocorreram evoluções importantes
como a disponibilização do
componente de visualização
(OBSERVER), além de melhorias
significativas no suporte à
construção de modelos baseados
em agentes. Avançamos também
na integração dos arcabouços de
modelagem de emissões INPE-EM
(http://inpe-em.ccst.inpe.br/) e de
mudanças de uso da terra LuccME
(www.terrame.org/luccme), ambos
construídos em ambiente TerraME,
e desenvolvemos uma métrica de
validação que utiliza a abordagem
multi-resolução para que se possam
considerar as dependências de
escala nos padrões espaciais.
Oceanos e zonas costeiras
Com o intuito de aumentar a
compreensão do papel dos oceanos
no clima presente e futuro, alguns
estudos dedicam-se a investigar o
aumento da quantidade de águas
salgadas e quentes que se originam
no giro do Oceano Índico subtropical
sul (a corrente das Agulhas) e
adentram o Atlântico Sudoeste
(o vazamento das Agulhas). Com
base em estudos preliminares que
sugerem que esse aumento pode
estar causando mudanças no clima
regional, os pesquisadores estão
agora concentrados na detecção
e compreensão dos mecanismos
por trás de tais mudanças. Do
ponto de vista dos resultados,
mostrou-se como os ecossistemas
da zona costeira - manguezais,
estuários, praias, recifes de corais,
pradarias de ervas e algas marinhas
- são ambientes extremamente
produtivos, com elevadas taxas de
fotossíntese. Há neles, portanto,
grande incorporação de biomassa,
assim como liberação de altas
concentrações de O2 e grande
estoque e assimilação de carbono
atmosférico. No que diz respeito à
biodiversidade das zonas costeiras,
na região de Santa Catarina as
evidências sugerem que um
processo de exclusão competitiva
está ocorrendo. Macroalgas tropicais
e/ou oportunistas estão levando
espécies locais à extinção.
O melhor entendimento das
circulações oceânicas é muito
importante para uma compreensão
mais abrangente acerca das
mudanças climáticas futuras. Para
a obtenção de dados referentes
a informações oceânicas e
atmosféricas, foi realizada
com sucesso a implantação
da plataforma de observação
meteorológica e oceanográfica
ATLAS-B, no litoral de Santa Catarina.
Serão fornecidos dados para o
entendimento das interações ar-mar
e a previsão de tempo e de eventos
climáticos no Atlântico Sul. Os dados
coletados serão transmitidos por
satélite e disponibilizados de forma
livre, em tempo real, pela internet.
Com relação às zonas costeiras,
resultados importantes foram
obtidos em diversos ecossistemas
marinhos, que incluem manguezais,
estuários, praias, recifes de corais,
pradarias de ervas e algas marinhas.
Esses ambientes são extremamente
produtivos, apresentando elevadas
taxas de fotossíntese. Há neles,
portanto, grande incorporação de
biomassa, assim como liberação de
altas concentrações de O2 e grande
estoque e assimilação de carbono
atmosférico. Tem sido realizado
um monitoramento de habitats
bentônicos em grande escala na
costa brasileira. Adicionalmente,
foram realizados importantes
avanços em análises de séries
temporais oceanográficas e no
desenvolvimento de metodologia
de análise de vulnerabilidades da
costa e manguezais brasileiros às
mudanças climáticas. Nos dois
últimos anos, os trabalhos foram
realizados em duas frentes: o
desenvolvimento da plataforma
de observação (boia Atlas-B) e
o desenvolvimento de modelos
numéricos. Na primeira, prosseguiuse com a finalização e o fundeioteste da primeira boia. Na segunda,
foram realizados experimentos
numéricos com modelo oceânico
forçado (“stand-alone”) e acoplados
oceano-atmosfera. Nas zonas
costeiras, vários estudos têm
mostrado os impactos de vários
ciclones extratropicais que causaram
erosão na costa do Rio Grande do
Sul com efeito sobre balneários e
23
setores da costa específicos. Isso
tem permitido uma melhor e maior
quantificação da erosão e inundação
causadas pelos mesmos. Realizaramse importantes avanços em análises
de séries temporais oceanográficas e
no desenvolvimento de metodologia
de análise de vulnerabilidades da
costa e manguezais brasileiros às
mudanças climáticas.
24
Embora o prazo de vigência do INCT
para Mudanças Climáticas encerre
em dezembro de 2014, o subprojeto
Zonas Costeiras pretende continuar
com seus grupos de pesquisa e
projetos e dar suporte científico
à criação e/ou fortalecimento
de redes de monitoramento e
observacionais (ex., ReBentos e
SiMCosta) e projetos integrados
como aqueles vinculados ao PELD
e INCTs. Os principais resultados
gerados pelo subprojeto estão
associados à elaboração de projetos
em colaboração com instituições e
grupos de pesquisa internacionais,
nos mais diversos temas da área
de mudanças climáticas em zonas
costeiras e aprovação de diversos
projetos de pesquisa submetidos
aos editais do CNPq e FAP´s, por
pesquisadores do subprojeto
Zonas Costerias. Os temas dos
projetos esão relacionados com
mudanças climáticas, incluindo a
formação de redes de pesquisa
e monitoramento. A criação e/
ou fortalecimento de projetos
integrados ao subprojeto, tais como
o Sistema de Monitoramento da
Costa Brasileira (SiMCosta) e a
Rede de Monitoramento de Habitats
Bentônicos Costeiros (ReBentos) são,
por exemplo, produtos permanentes
do subprojeto Zonas Costeiras.
Outros estudos e/ou tópicos que
merecem destaque: Avaliações
e estudos de caso sobre as
características geomorfológicas,
litológicas e dinâmicas de diversas
regiões e localidades da costa
brasileira, com implicações sobre
as previsões de elevação do nível
do mar, mudanças no clima de
ondas e impactos de eventos
extremos; Enfoques metodológicos
e aplicações de modelos preditivos
para avaliar vulnerabilidades da
linha da costa em regiões do Brasil
(litorais do Rio Grande do Sul,
Santa Catarina, Rio de Janeiro e
Bahia); Aplicações e produtos da
modelagem oceânica dentro dos
estudos de impactos da elevação
do nível do mar e de eventos
extremos; Variabilidade climática
global e regional (modos climáticos)
e seus efeitos sobre a Corrente
do Brasil e sobre os grandes
ecossistemas marinhos; Estudos
preliminares sobre processos
biogeofísicos e biogeoquímicos
e suas relações com o sequestro
de carbono em áreas costeiras do
Brasil, incluindo áreas vegetadas e
plumas de grandes rios; Avanços
no monitoramento e estudos em
corais de recife, incluindo projetos
com experimentação de campo e
laboratório, para testar os impactos
da elevação da temperatura e
acidificação dos oceanos sobre
estes ambientes; Avanços nas
pesquisas sobre vulnerabilidade
das macroalgas aos impactos da
urbanização e mudanças climáticas,
incluindo observações de campo
e experimentos de laboratório
testando os efeitos de incremento
de nutrientes, acidificação e
aumento da precipitação; Avanços
nos estudos sobre socioeconomia
pesqueira e sobre a vulnerabilidade
socioambiental das comunidades de
pescadores em regiões estuarinas
do Brasil.
Cenários climáticos
e recursos hídricos
Desde 2007, cenários climáticos
estão sendo produzidos pelo INPE,
e estes cenários climáticos para a
América do Sul do século XXI, sob
diferentes concentrações de gases
de efeito estufa, sugerem que as
mudanças climáticas e seus impactos
têm variação regional: projeta-se
que áreas do norte do continente
experimentarão deficiência de
chuvas, enquanto áreas no sudeste
deverão registrar aumento. Em 2014,
os novos cenários foram derivados
usando o modelo regional Eta
com 20 km. Estes estudos avaliam
projeções de clima até 2100 gerados
pelo modelo Eta para América do Sul
com ênfase nas grandes bacias que
fazem parte do sistema hidroelétrico
brasileiro. Análises de extremos de
chuva e temperatura têm sido usadas
em estudos de avaliação de risco
aos extremos climáticos que podem
gerar desastres naturais na América
do Sul, com ênfase no sudeste
do Brasil. Estes novos cenários
do modelo Eta também indicam
aumento generalizado dos eventos de
precipitação intensa e seca extrema
em algumas regiões, particularmente
Sul e Sudeste do Brasil.
As projeções do Eta também
têm sido usadas na produção
de relatórios do Painel Brasileiro
de Mudanças Climáticas e do
IPCC AR5 e da TCN do Brasil a
UNFCCC. O INPE tem usado os
modelos globais do IPCC AR5 do
Japao (MIROC5) e do Reino Unido
(HadGEM2 ES) para rodar o ETA
20 km para os cenários RCP 4.5
(emissões nédias) e RCP 8.5 (altas
emissões), até 2100. Os modelos
projetam aumento de chuvas (total
e extremos) na região sul e no oeste
da Amazônia, assim como reduções
de chuva na Amazônia de leste e
Nordeste, e aumentos significativos
da temperatura, particularmente no
Brasil tropical.
A componente Recursos Hídricos
é fortemente baseada no uso
de modelos de simulação para
representação do ciclo hidrológico
e estimativa do escoamento nas
bacias hidrográficas. Os resultados
obtidos, através da aplicação dos
cenários climáticos gerados pelo
subprojeto Cenários de Mudanças
Climáticas para o Século XXI, nas
diversas regiões do Brasil permitem
estabelecer um quadro dos impactos
nos recursos hídricos em âmbito
nacional. Na Bacia do Amazonas, as
projeções hidrológicas baseadas no
downscaling dinâmico do modelo Eta
com o modelo global inglês HadCM3
indicam diminuição das vazões
médias mensais em bacias do
Amazonas do leste e sul até o final
do século. Em geral, esta tendência
é mantida durante a época de
cheias nas projeções baseadas nos
modelos globais. No entanto, existe
uma maior variabilidade no que diz
respeito às vazões mínimas.
Também é possível observar
variações na sazonalidade das
vazões, com uma maior duração de
vazões baixas e com o adiantamento,
em alguns casos, do pico do
hidrograma médio. As análises
de vazões extremas máximas
apresentam uma diminuição das
vazões máximas com tempos de
retorno até 10 anos, enquanto que
há um incremento daquelas menos
frequentes até o final do século.
Foram realizadas análises dos
impactos das mudanças climáticas
projetadas pelos modelos
atmosféricos na resposta hidrológica
em bacias representativas dos
biomas brasileiros, assim como
estudos de eventos extremos
observados e de seus impactos
no médio ambiente. O Modelo
Hidrológico Distribuído desenvolvido
no Instituto Nacional de Pesquisas
Espaciais (MHD-INPE) foi aplicado
em bacias Amazônicas, obtendo
um bom desempenho na simulação
do período histórico 1970-1990.
No que se refere à modelagem
hidrológica da bacia do rio Purus,
encontra-se em fase de finalização
a calibração das sub-bacias 9 a 11
e a preparação dos cenários futuros
a partir da inclusão, no modelo, de
cenários de mudanças climáticas.
No que tange aos extremos
hidrológicos, foram desenvolvidos
trabalhos voltados a alerta de
desastres. A partir da ocorrência de
inundação catastrófica ocorrida em
2010 nas bacias hidrográficas da
mata sul pernambucana e agreste
meridional de Pernambuco/Alagoas,
foi iniciada a implantação de sistema
de alerta e controle de cheias nas
bacias hidrográficas dos rios Una
e Sirinhaém, em Pernambuco.
Visando o controle de cheias em
Pernambuco, foram ajustados
modelos para simular ocorrências de
cheias nas áreas mais afetadas por
inundações. O relevo nos estirões
dos rios e perímetros urbanos
cortados por eles foi levantado a
laser, o que auxilia o planejamento
das intervenções a serem realizadas
e os alertas para a ocorrência dos
eventos extremos.
A estrutura de governança é
um elemento importante para
adaptação às mudanças climáticas,
especialmente na forma pela
qual os princípios institucionais
suportam o processo de adaptação
em diferentes níveis. Além disso,
foi identificado que compreender
desafios relacionados com a
governança da água pode contribuir
para a adaptação proativa à
variabilidade climática e, enquanto
processo de aprendizagem, superar
tais desafios pode contribuir para
a adaptação proativa às mudanças
climáticas.
Entre as atividades da componente
também consta o desenvolvimento
do software livre TerraHidro. O
mesmo tem por objetivo o uso de
Sistemas de Informações Geográficas
para a obtenção e manipulação
das informações geomorfológicas
das bacias. O software prove uma
rápida interface com os modelos
hidrológicos, facilitando sua
implementação na bacia.
REDD
O Brasil consolidou sua posição
de líder mundial nos esforços de
redução das emissões de gases
de efeito estufa oriundas do
desmatamento. Desde 2005, mais
de 3,2 bilhões de toneladas de
gás carbônico deixaram de ser
emitidos para atmosfera por conta
da redução da destruição e queima
da floresta amazônica. Como
consequência deste desempenho,
o Brasil avançou no debate sobre
o mecanismo de Redução de
Emissões por Desmatamento e
Degradação Florestal (REDD).
Previsto no âmbito da Convenção
Quadro da ONU sobre Mudança
Climática, REDD poderá compensar
aqueles países como o Brasil que
empreenderem esforços de redução
de emissões de desmatamento.
Com o apoio do INCT, este
subprojeto vem, nos últimos quatro
anos, auxiliando o governo brasileiro,
estados amazônicos (Acre, Mato
Grosso e Pará) e a sociedade
(Observatório do REDD) no debate
e na construção da Estratégia
Nacional de REDD+ (ENREDD).
Os resultados obtidos com apoio
do INCT foram importantes
na construção dos critérios a
implementação e operacionalização
da ENREDD, atualmente em
construção sob a coordenação
do Ministério do Meio Ambiente.
Também o subprojeto fez uma
contribuição importante para a
discussão sobre a repartição de
benefícios de REDD entre povos
indígenas da Amazônia.
Várias importantes publicações
oriundas deste subprojeto foram
destaque, tanto no meio científico,
como também serviram de fonte de
informações para qualificar melhor
o debate do governo brasileiro ao
redor da ENREDD. No período,
foram publicados dois artigos em
revistas científicas e vários materiais
(boletins) para a divulgação dos
resultados. Ainda, um livro foi
lançado trazendo, pela primeira
vez, uma visão indígena mais
aprofundada sobre a repartição de
benefícios de REDD entre os povos
indígenas da Amazônia brasileira.
Saúde Humana
Resultados publicados em parceria
com a Fiocruz e o subprojeto
Amazônia do INCT para Mudanças
Climáticas elucidam efeitos,
tanto diretos quanto indiretos, de
partículas em suspensão (aerossóis)
emitidas por queimadas de florestas
tanto no clima (afetando o ciclo
hidrológico) quanto na saúde da
população local (aumentando
doenças respiratórias). Mais ainda,
resultados obtidos em colaboração
com o subprojeto de modelagem
climática (BESM) indicam que parte
desse material particulado pode
estar sendo transportado para as
regiões sul e sudeste do Brasil.
As mudanças ambientais e
climáticas globais, que vêm se
intensificando nas últimas décadas,
podem produzir impactos sobre
a saúde humana com diferentes
vias e intensidades. Algumas
dessas mudanças impactam de
forma direta a saúde e bem estar
da população como a ocorrência
de eventos extremos. No entanto,
na maior parte das vezes, esse
impacto é indireto, sendo mediado
por mudanças no ambiente como
a alteração de ecossistemas, na
atmosfera, na biodiversidade e nos
ciclos biogeoquímicos, bem como
as condições de vulnerabilidade dos
territórios e populações.
Alguns importantes estudos foram:
as relações entre a variabilidade
do nível dos rios da Amazônia
e a incidência de doenças de
veiculação hídrica; o papel do
clima e das cidades na expansão
da área de transmissão de
dengue; a construção de modelos
preditivos de dengue para as
cidades brasileiras; a ocorrência
de desastres, eventos climáticos
extremos e suas consequências
sobre a saúde; e os impactos da
poluição atmosférica gerada por
queimadas no perfil de morbidade
e mortalidade da população. No
sítio sentinela de Manaus foi
observada uma relação entre níveis
extremos das águas do Rio Negro
25
e a incidência de doenças como a
leptospirose, malária e diarreia.
26
Estudos na Amazônia permitiram
a qualificação e a quantificação
do potencial risco carcinogênico
oriundo dos compostos liberados
pelas queimadas e de transmissão
de dengue em cenários futuros. Esse
estudo foi utilizado para avaliar o
risco de epidemias durante a Copa
do Mundo de Futebol de 2014. A
polêmica levantada na imprensa
internacional refletiu-se também nas
revistas acadêmicas. A revista Nature
publicou um artigo alarmista sobre
a possibilidade de surtos de dengue
durante a Copa, o que foi contestado
por meio de artigo na revista Lancet
Infectious Diseases. Outro destaque
foi para o artigo publicado na revista
Plos-one (2014) sobre os Efeitos
agudos de material particulado e black
carbon das queimadas na função
respiratória de crianças (escolares)
da Amazônia brasileira. O artigo
recém publicado (2014) na revista
Environmental Research sobre o dano
genético do material particulado e
Black carbon na Amazônia brasileira
foi o primeiro estudo a iniciar o
entendimento sobre os mecanismos
de ação desses poluentes em células
de humanos.
Desastres Naturais
Este subprojeto está avaliando
a ocorrência de desastres do
tipo deslizamentos e inundações
associadas a eventos de precipitação
no Estado de São Paulo durante os
períodos de verão. Tem havido uma
forte interação com o subprojeto
Recursos Hídricos para atividades
de modelagem hidrológica em
estudos preditivos da ocorrência
de enxurradas. Destaca-se que
as pesquisas realizadas por este
subprojeto foram centrais para
a criação de um centro nacional
de pesquisas, o Centro Nacional
de Monitoramento e Alertas de
Desastres Naturais (CEMADEN), o
mais novo instituto do MCTI. Isto
é um exemplo da tradução dos
resultados de pesquisa do INCT
para Mudanças Climáticas em
políticas públicas de diminuição
das vulnerabilidades da população
brasileira aos desastres naturais
causados por extremos climáticos.
Com a criação do CEMADEN, que
coordenou as atividades no Ano 4
deste subprojeto, se desenvolveu
e implementou um sistema
semiautomático de previsões e
informações hidrometeorológicas e
ambientais em apoio ao processo
de tomada de decisões para o
gerenciamento de desastres
naturais provocados por condições
hidrometeorológicas e climáticas
extremas. Atualmente, considerase dispor de sistema que permita
que tomadores de decisão avaliem
o impacto dos desastres sobre os
sistemas sociais, econômicos e
ambientais para subsidiar ações
preventivas antecipadas. Esta
plataforma, denominada Sistema de
Alerta e Visualização de Condições
de Risco – SALVAR, possibilita
integrar, visualizar e manipular
diversas informações em um único
ambiente (dados pluviométricos,
hidrológicos, meteorológicos,
geotécnicos, descargas elétricas e
alertas de descargas elétricas, etc)
para melhorias na interface visual,
mineração de redes sociais e futura
emissão de alertas automáticos de
desastres naturais.
muito intensas concentrados em
poucos dias e separados por períodos
secos muito quentes. O calor mais
intenso pode aumentar evaporação
e déficit hídrico. As projeções
apontam para uma situação similar,
porem mais intensa no decorrer do
Século XXI. Projeções mostram um
aumento dos riscos de desastres
naturais atingindo cada vez mais a
população da RMSP, principalmente
as mais vulneráveis. Os resultados do
estudo da RMSP apontaram que os
riscos de enchentes, inundações e de
deslizamento de terra irão aumentar.
Uma questão que traz ainda
mais cautela é o impacto destas
ocorrências na população, uma vez
que a mancha urbana, em 2030, está
projetada para aumentar e chegar
ao dobro da atual. Assim o risco de
desastres poderá atingir cada vez
mais a população como um todo e,
sobretudo, os mais pobres.
Urbanização e Megacidades
Uma questão importante que se
coloca para as metrópoles brasileiras
é se estão preparadas para enfrentar
os impactos das mudanças
climáticas. Durante os anos de 2008
a 2011, buscou-se lançar alguma
luz sobre esse tema por meio de um
estudo interdisciplinar cujo objetivo
foi identificar as vulnerabilidades
das duas principais megacidades
brasileiras: as regiões metropolitanas
de São Paulo (RMSP) e do Rio de
Janeiro (RMRJ). No que diz respeito
à RMSP, os estudos mostram que,
em decorrência da expansão urbana,
houve aumento de mais de 2° C
nos últimos 50 anos no centro da
cidade, e ocorrência duas a três
vezes maior de fenômenos de chuvas
intensas. Esse cenário se torna mais
preocupante quando confrontado
com projeções que indicam que,
caso o padrão de expansão da RMSP
seja mantido conforme registros
históricos, em 2030 a mancha
urbana será aproximadamente 38%
maior do que a atual. Em segundo
lugar, há interação desses riscos
de origem local com o fenômeno
de aquecimento da atmosfera em
escala global.
Na RMSP a chuva total esta
aumentando desde 1961, e este
aumento aparentemente corresponde
a um aumento na frequência de
dias chuvosos e muito chuvosos na
região. A duração de períodos secos
também está aumentando na região.
Ou seja: chuvas estão ficando mais
irregulares, com eventos de chuvas
Na Região Metropolitana do Rio
de Janeiro (RMRJ), os potenciais
impactos das mudanças climáticas
também são diversos. A elevação
do nível médio do mar, associado ao
aumento de fenômenos climáticos
extremos (chuvas e secas) e ao
aumento dos ventos, indica que
haverá uma mudança na linha da
O sistema SALVAR utiliza avançada
estrutura de bibliotecas geoespaciais
e programas desenvolvidos
especificamente para visualizar
e integrar dados, a qual está
sendo utilizada para monitorar
e acompanhar condições de
risco de desastres em diferentes
localidades. Avaliação de um modelo
de produtividade (milho e sorgo),
utilizando o modelo de estimativa
de água no solo do CPTEC-INPE
e informações para estimativa de
perda de rendimento de culturas,
para algumas localidades da Região
Nordeste do Brasil. Este estudo
constituiu parte inicial para o
desenvolvimento de um sistema de
alerta baseado nas informações do
modelo, que prevejam a possibilidade
de ocorrência de colapso de safra
agrícola usando informações em
tempo real, e que possam subsidiar
um melhor planejamento de ações
de mitigação.
costa por meio da intensificação
dos processos de erosão costeira,
e que as construções próximas
à costa sofrerão com isso. Mais
ainda, a elevação do nível médio
do mar irá diminuir a facilidade
do escoamento da água dos rios
e esgotos para o oceano, o que
aumentará o risco de enchentes –
potencializadas por dias com chuvas
mais intensas, que se tornarão mais
frequentes. A água salgada também
tenderá a invadir os estuários,
afetando a biodiversidade local, e os
manguezais sofrerão retração para
áreas mais altas, onde as condições
de salinidade em que eles ocorrem
atualmente serão encontradas.
Entretanto, a expansão urbana
desordenada, se ocupar as regiões
que os manguezais poderiam ocupar,
impedirá a migração dos mesmos,
e favorecerá o desaparecimento
desses ecossistemas costeiros.
Como os manguezais funcionam
como área de abrigo, reprodução,
desenvolvimento e alimentação
de espécies marinhas, estuarinas,
límnicas e terrestres, várias delas de
interesse comercial, os efeitos de
uma potencial redução na área de
manguezais podem ser bem mais
drásticos do que se imagina. Em
adição aos efeitos descritos acima,
haverá ainda o aumento nos riscos
de doenças tais como dengue e
leptospirose, decorrentes do efeito
conjunto da má gestão do lixo,
aumento na frequência de chuvas
e alagamentos, saúde pública e
saneamento ambiental precários.
Em suma, a mudança climática por
causas locais nas megacidades
de São Paulo e Rio de Janeiro nos
últimos 100 anos tem mudado
drasticamente as condições
ambientais e em parte explica o
número crescente de catástrofes
naturais. Esta componente
desenvolve uma análise profunda
das respostas sociais, econômicas
e políticas da cidade para a
mudança climática atual, a fim
de compreender os fatores
determinantes para a adaptação.
Assim, foi possível avançar
em termos de criação de uma
metodologia para integração de
dados de percepção social e dados
físicos relativos à delimitação de
áreas e populações vulneráveis
aos efeitos a variações climáticas.
Esses procedimentos poderão vir a
ser utilizados em outras realidades
urbanas do país.
As avaliações realizadas por
esta componente forneceram a
base a partir da qual foi possível
identificar e priorizar um conjunto
de investimentos de adaptação ao
clima e intervenções estratégicas
de fortalecimento institucional
que podem ser vinculados ou
incorporados nas prioridades
existentes, planos setoriais e
instrumentos de planejamento. Os
temas de planejamento que criam
as bases para uma estratégia de
adaptação à mudança climática,
visando auxiliar a construção de
sua resiliência contra inundações e
deslizamentos de terra, agora e no
futuro, são:
(i) integração horizontal e vertical
das práticas de gestão de riscos; (ii)
mecanismos de coleta de dados,
armazenamento e disseminação a
serem criados e / ou melhorados
para uma melhor monitoramento
do clima, planejamento de risco e
partilha de informação; (iii) melhoria
dos mecanismos de seguro e
financiamento climático para a
recuperação em longo prazo e
construção da resiliência contra
inundações e deslizamentos de
terra; e (iv) mudança de gestão de
desastres para a redução de risco
de longo prazo e adaptação às
mudanças climáticas para garantir
um sistema pró-ativo e voltada para o
futuro da governança de risco.
Agricultura
Em cenários futuros de mudanças
climáticas, o aumento da
temperatura e o estresse hídrico
em determinadas regiões do país
são eventos esperados. Como
consequência, pode haver queda
da produtividade agrícola por
reduções das taxas fotossintéticas
e incorporação de biomassa. Para
entender melhor como plantas de
importância econômica responderão
aos efeitos das mudanças climáticas,
experimentos com diferentes
cultivares agrícolas têm sido
desenvolvidos em câmaras de
topo aberto em que são simuladas
atmosferas com altas concentrações
de gás carbônico e solos com
deficiência hídrica.
Novas tecnologias
de mitigação
Considerando a estreita relação
entre os recursos naturais e
mudanças climáticas/ambientais,
é crescente interesse para os
setores acadêmicos, empresariais,
ambientais e de política pública
o desenvolvimento de novas
tecnologias que possam atuar tanto
como sensores como em processos
de limpeza de água bem como as
que permitem realizar observações
de longo prazo de baixo custo, assim
este subprojeto pode se relacionar
aos subprojetos de: Mudanças dos
Usos da Terra, Agricultura, Recursos
Hídricos, Economia nas Mudanças
Climáticas, Saúde Humana, Ciclos
Biogequímicos Globais e Gases
de Efeito Estufa. As conquistas
relevantes associadas às tecnologias
desenvolvidas neste Projeto são o
desenvolvimento de eletrodos de
diamante micro/nanocristalinos
modificados ou não aplicados em
escala de laboratório como sensores
de fenol, sensores de metal pesado
(cadmio e chumbo), remoção
de poluentes orgânicos, como
pesticidas e corantes, e remoção de
nitrato em reatores eletroquímicos.
Este subprojeto deu suporte ao
desenvolvimento de um sistema de
amostragem de gases e aerossóis
utilizando tubos de adsorção. Entre
os destaques principais de esta
componente temos: degradação
eletroquímica de pesticida à base de
carbofurano utilizando reator de fluxo
com quatro eletrodos de diamante
dopados; detecção de cádmio em
água com limites inferiores a 1 ppb;
detecção de chumbo em água com
limite de 1 ppb; Implantação de
rede de observação de espécies
de nitrogênio. Os resultados mais
importantes incluim: Remoção de
mais de 90% do carbono orgânico
total na degradação de corante
em célula eletroquímica; Remoção
de mais de 90% do carbono
orgânico total na degradação de
pesticida em reator eletroquímico
de fluxo; Obtenção de um Limite
de Detecção para Cádmio menor
que 1 ppb utilizando eletrodos de
nanodiamante dopados (limite
água potável Ministério da Saúde
até 5 ppb); Obtenção de um
Limite de Detecção para Chumbo
de 1 ppb utilizando eletrodos de
nanodiamante dopados (limite água
potável Ministério da Saúde ate
10 ppb); Rede de observação de
N-reativo implantada no Estado de
São Paulo.
27
Infraestrutura e formação de Recursos Humanos
28
A interação e a integração dos
subprojetos de pesquisa do
INCT para Mudanças Climáticas
dependem fortemente
da eficiência da estrutura
organizacional e da prestação
de serviços que facilitem a
comunicação. A magnitude
deste INCT, que envolve mais
de 90 grupos de pesquisa de
108 instituições nacionais
e internacionais, e cerca de
400 participantes, impõe
consideráveis desafios.
O INCT para Mudanças
Climáticas tem a seguinte
estrutura organizacional:
um Conselho Executivo
supervisionando o
desenvolvimento do projeto;
uma secretaria executiva
localizada em sua sede no
Instituto Nacional de Pesquisas
Espaciais (INPE); quatro
unidades de coordenação
lidando com dados e
propriedade intelectual,
comunicação, relação com as
políticas públicas e modelagem;
um Comitê Científico, que
acompanha e coordena o
andamento dos subprojetos
de pesquisa e promove a
comunicação entre eles.
A Secretaria Executiva
disponibiliza aos membros
do INCT para Mudanças
Climáticas os seguintes serviços
e benefícios: a) acesso ao
banco de dados e informações
do INCT para Mudanças
Climáticas, incluindo o acesso
às projeções de cenários
climáticos disponíveis no
banco de dados; b) acesso ao
ambiente de supercomputação,
instalado na sede do INPE, com a
possibilidade de utilizar modelos
climáticos numéricos ou modelos
desenhados para o estudo
dos impactos das mudanças
climáticas em setores e
sistemas; c) apoio logístico para
a organização de workshops,
seminários, reuniões técnicas
e científicas; d) organização de
atividades de capacitação no
uso de sistemas computacionais
e modelos numéricos; e)
criação e manutenção de portal
na internet; f) divulgação e
comunicação dos resultados
das pesquisas para os diversos
públicos; g) comunicação
e ligação com as entidades
governamentais relevantes
para as questões pertinentes a
políticas públicas.
A parceria com a Rede
CLIMA permite ao INCT para
Mudanças Climáticas aumentar
consideravelmente o número
de bolsas para estudantes
e jovens pesquisadores. No
período de 2013-2014, os dois
projetos financiaram um total
de R$ 2.781.297,00, sendo
R$ 176.737,00 via INCT para
Mudanças Climáticas e R$
2.604.560,00 por meio da
Rede CLIMA.
Ambiente de
supercomputação
O INPE oferece total apoio
aos pesquisadores do INCT
para Mudanças Climáticas, do
Programa FAPESP de Pesquisa
sobre Mudanças Climáticas
Globais e da Rede CLIMA para
que utilizem o ambiente de
supercomputação do INPERede CLIMA- Programa FAPESP.
Esse ambiente consiste em
um supercomputador Cray,
estado da arte que lidera o
caminho para uma nova era
de avanços em pesquisas com
complexos modelos numéricos
dos sistemas terrestre e
climático. Essa infraestrutura de
supercomputação, a maior de
seu gênero na América Latina
e no Hemisfério Sul, e uma
das mais poderosas do mundo
para pesquisa em mudanças
climáticas, permitirá que se
atinja um nível competitivo
nessa área da ciência e na
produção de cenários do
clima global. Permite também
a colaboração com centros
internacionais de excelência
em modelagem climática. O
INPE mantém uma equipe de
pesquisadores e especialistas
em informática para facilitar o
uso de modelos climáticos no
supercomputador.
Ambiente de supercomputação
29º computador mais poderoso do mundo; 8º maior computador para mudanças climáticas.
29
TUPÃ = “Deus do Trovão”
ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS
CPUs
Desempenho
Disco Primário
1272 nós, cada um com dois núcleos Opteron 12 de 2GHz e velocidade máxima de 192
GFlops/s, 32 GB de memória de rede SeaStar2, totalizando 30528 núcleos.
Máximo de 244 TFlops/s, Efetivo 15.8 TFlops/s
Sistema de arquivos com 866 net TB, acessíveis a 320 GBs
Armazenamento
Secundário
3.84 Petabytes em discos SATA, biblioteca de fitas com 8.000 slots com 8.000 LTO4 fitas, 6 PB
em fitas.
Processamento Auxiliar
20 nós, cada um com 4 núcleos Opteron 4 de 2.7 GHz, 128 GB de memória com desempenho
agregado de 3760 SPCE
Acesso Interativo
13 nós, cada um com 4 núcleos Opteron 4 de 2.7 GHz, 128 GB de memória com performance
agregada de 2444 SPCE
Espaço Físico, Energia e
Refrigeração
Ocupa 100m2, requer 639 Kw de energia e refrigeração a ar com dissipação máxima de 550.000
Kcal/h
INCT para Mudanças
Climáticas em números
FORMAÇÃO DE RECURSOS HUMANOS
141
70
152
em andamento
Concluídos
Concluídas
Mestrados
Iniciações Científicas
191
58
299
concluídos
Em andamento
Concedidas
160
46
32
Mestrados
30
Doutorados
Doutorados
em andamento
Pós-Doutorados
Pós-Doutorados
Concluídos
Bolsas de nível técnico
Programas de
pós-graduação
relacionados aos temas
do INCT para Mudanças
Climáticas
PUBLICAÇÕES
521
215
Artigos
Artigos
em periódicos internacionais
em periódicos brasileiros
37
Livros
112
Capítulos de livros
TRANSFERÊNCIA DE CONHECIMENTO E TECNOLOGIA
01
02
com a indústria
computacionais livres
Projetos
Aplicativos
ATIVIDADES DE EXTENSÃO
06
Cursos
02
Cursos
08
de curta duração
de longa duração
(natureza diversa)
01
20
(livros paradidáticos, filmes,
sistemas interativos etc.)
e entrevistas para meios
de comunicação
Materiais educionais
Reportagens
Eventos
31
32
Estudos de
Impactos, Adaptação
e Vulnerabilidade
A Base Científica
Ciência Inovadora
34 50
76 84
Produtos Tecnológicos
Mitigação
33
Detecção, Atribuição e
Variabilidade Natural do Clima
PALAVRAS-CHAVE
mineração de dados meteorológicos,
secas, dados de descargas de
relâmpagos, extremos de precipitação,
bloqueios atmosféricos, Célula de Hadley
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Existe alguma tendência na frequência
ou intensidade de bloqueios atmosféricos
e sistemas frontais em cenários de
mudanças climáticas?
• É possível monitorar de maneira eficiente
a atividade convectiva a partir de dados de
descargas elétricas atmosféricas?
• É possível prever a ocorrência de
atividade convectiva nas previsões de
modelos numéricos?
DESTAQUES
34
Desenvolvimento do software EDDACHUVA para estimação de acumulados
de chuva convectiva usando dados de
descargas nuvem-solo;
Análise da alteração no regime
(ocorrência) de bloqueios atmosféricos
e sistemas frontais em cenários de
mudanças climáticas, assim como a
associação dos bloqueios com anomalias
de TSM no oceano Pacífico.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
LAC/INPE, CPTEC/INPE, USP, UFSM
O grande desafio da modelagem do clima, tanto para os modelos estatísticos
quanto para os dinâmicos, reside em
representar da melhor forma possível
a distribuição e comportamento de
sistemas climáticos. Com o advento
da supercomputação, dos satélites
ambientais e de uma rede integrada de
observação meteorológica, foi possível
melhorar a representação do sistema
oceânico e atmosférico como um todo.
Esta confiabilidade é quantificada pela
validação, por meio da comparação com
observações, da capacidade dos modelos em representar diversos sistemas
atmosféricos como feito em inúmeros
estudos. Ao longo deste trabalho serão
investigados dois sistemas meteorológicos, a saber: bloqueios atmosféricos
e sistemas frontais, através de índices
objetivos de detecção, utilizando um
modelo climático na replicação da climatologia observada e implicação para
cenários futuros.
Além disso, objetiva-se desenvolver,
implementar e testar técnicas de mineração de dados para monitoramento
e previsão e de eventos convectivos
severos, de forma a disponibilizar
ferramentas computacionais semiautomáticas que possam servir como auxílio
ao meteorologista na própria previsão
do tempo.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
O software EDDA-CHUVA demonstra a
viabilidade de se estimar acumulados
de chuva convectiva a partir de
dados de descargas nuvem-solo.
Este software começou a ser avaliado pelo CEMADEN no início de
2014 e inclui as funcionalidades do
software EDDA que gera campos de
densidade de ocorrência de descargas para monitoramento em tempo
quase-real da atividade convectiva
(Veja Fig.2).
Também foi demonstrado que
podem ser encontrados padrões
associados à ocorrência de atividade convectiva nas previsões de
modelos numéricos de mesoescala
sendo estes padrões compostos
por variáveis meteorológicas e/ou
índices de instabilidade definidos
a partir de dados post-mortem de
eventos convectivos.
A análise da alteração no regime de
bloqueios atmosféricos, utilizando
dados provenientes do modelo
Hadgem2 – ES, mostra que sobre
o Pacífico Central se observa uma
queda no número de casos nos
cenários R45 e R85 (com uma
redução mais acentuada em R45 –
ver Fig.1).
Para as frentes frias, em relação aos
cenários futuros, o modelo indica
um pequeno aumento, na maioria
dos meses, no número de frentes
frias atuando sobre as regiões Sul e
Sudeste do Brasil.
COORDENADORES
TÉRCIO AMBRIZZI (1)
[email protected]
SIMONE T. FERRAZ (2)
[email protected]
(1) Universidade de São Paulo (USP)
Rua do Matão, 1226
05508-090, São Paulo, SP, Brasil
+5511 30914762.
(2) Universidade Federal de Santa Maria
(UFSM)
Roraima, 1000, Cidade Universitária
97105-900, Santa Maria, RS, Brasil
+55 32208021 R 1040
Figura 1: Total de dias bloqueados/mês nos oceanos Pacífico e Atlântico, para o período de 2020-2049 (cenário R85), utilizando
dados do HadGEM-ES. Adaptado de Pedroso (2014).
Figura 2: Distribuição espacial da precipitação acumulada total estimada em 24 horas no dia 01 de janeiro de 2013 para o Sudeste Brasileiro: software EDDA-chuva (T) e MERGE (estimação a
partir de pluviômetros e dados do satélite TRMM).
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
- João Victor Cal Garcia. Doutorado em Computação Aplicada
-INPE, 2014
- Cesar Strauss. Doutorado em
Computação Aplicada -INPE, 2013
- Diego Pedroso: Mestrado em
Meteorologia -UFSM, 2014
- Nadiara Pereira: Mestrado em
Meteorologia – IAG, 2013
- Thiago Souza Dias Degola: Mestrado em Meteorologia – IAG, 2013
- Maria de Souza Custódio: Doutorado em Meteorologia – IAG, 2013
- José Leandro Pereira Silveira
Campos. Inter-relação da Temperatura da Superfície do Mar no
Oceano Atlântico Sul e Eventos
de Bloqueios Atmosféricos. 2014.
Mestrado em Meteorologia – IAG
CNPq.
- Cristiano Prestrelo de Oliveira. Interação da Oscilação Madden-Julian
com os Distúrbios Ondulatórios de
Leste e sua relação com a Intensificação dos Alísios de Norte da
América do Sul. 2014. Doutorado
em Meteorologia - IAG CAPES.
- Thaize Segura Baroni. Iniciação
Científica. (Graduando em Bacharelado em Meteorologia) - IAG CNPq.
FINANCIAMENTOS
Projeto FINEP - Tempestades:
desenvolvimento de um sistema
dinamicamente adaptativo para
produção de alertas para a região
Sul/Sudeste (ADAPT)
Projeto do Edital Universal (CNPq):
CB-MINING: Mineração de dados
associados a sistemas convectivos
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Lima GRT, Stephany S. A new classification approach for detecting severe weather
patterns. Computers & Geosciences, v. 57, p. 158-165, 2013.
Garcia JVC, Stephany S. D’Oliveira AB. Estimation of convective precipitation mass
from lightning data using a temporal sliding-window for a series of thunderstorms in
Southeastern Brazil. Atmospheric Science Letters, v. 14, p. 281-286, 2013.
Strauss C, Rosa MB, Stephany S. Spatio-temporal clustering and density estimation of
lightning data for the tracking of convective events. Atmospheric Research (Print), v.
134, p. 87-99, 2013.
35
Amazônia
PALAVRAS-CHAVE
Amazônia, desmatamento, clima, aerossóis,
saúde, ciclos biogeoquímicos, LBA
PRINCIPAL PERGUNTA
DE PESQUISA
Qual é o funcionamento da Amazônia
como uma entidade única regional e
como as mudanças no uso da terra e do
clima afetam as suas funções nas áreas
de meteorologia, hidrologia, química da
atmosfera, saúde humana e impactos
climáticos? Estas são as questões básicas
do Programa LBA, iniciado no final da
década de 90 e que e já produziu um
grande legado científico.
DESTAQUE
O esforço em trazer uma nova ferramenta
(modelo LES/PALM desenvolvido pela
Universidade de Hannover, Alemanha),
com o envio de um aluno de doutorado
sanduíche (2012), de uma visita técnica de
Gilberto Fisch (julho 2013) e da realização
de um curso de treinamento para 20
alunos brasileiros (fevereiro 2015).
O clima da Amazônia é muito dependente de algumas das características de sua atmosfera. Entre
seus constituintes mais importante
nesta determinação, pode-se citar
as nuvens e os aerossóis atmosféricos. As partículas de aerossóis
podem influenciar o clima, tanto diretamente pela absorção e reflexão
da luz solar – que é a fonte principal de energia de todos os processos meteorológicos do planeta,
como também de forma indireta,
através das nuvens pela influência
em sua coloração e tempo de vida.
O aumento da concentração de
aerossóis, tanto de origem natural
como antrópica, produz um resfriamento da superfície, bem como o
aumento da cobertura de nuvens.
Entretanto, é difícil quantificar estes efeitos pois eles são complexos
e interagem entre si. Para aumentar este conhecimento da associação atmosfera-aerossóis-nuvens,
são necessárias medidas observacionais e conhecimentos oriundos
de modelagem numérica e ensaios
em laboratórios. O experimento Go
Amazon 2014 (acrônimo de Green
Ocean Amazon) busca investigar
o estado natural de uma área na
Amazônia central e contribuir para
este avanço científico. O INCT
MC/Amazônia está participando
ativamente deste esforço, através
da inserção dos pesquisadores
envolvidos, bem como do apoio
financeiro nas atividades de campo
e reuniões preparatórias.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
36
IF/USP, IAE/DCTA, FIOCRUZ, INPE, INPA,
UFPA, UFRA, UEA, CENA/USP, UFABC
Vista panorâmica do sítio T3 com os instrumentos do AMF
DESTAQUES CIENTÍFICOS
COORDENADOR
PAULO EDUARDO ARTAXO NETO(1)
[email protected]
GILBERTO FISCH(2)
[email protected]
(1) Universidade de São Paulo (USP)
Rua do Matão, Travessa R 187
05508-090, São Paulo, SP, Brasil
+5511 37141516
(2) Departamento de Ciência e Tecnologia
Aeroespacial (DCTA)
Praça Marechal Eduardo Gomes, 50
12228-904, São José dos Campos, SP, Brasil
+5512 39474565
Início do experimento GoAmazon
2014, que é uma cooperação
técnica-científica entre o Brasil-Estados Unidos, que visa conhecer
as características da atmosfera na
região tropical, próxima a cidade
de Manaus. O experimento (foto
0), que iniciou em 01 de janeiro
de 2014 e se estenderá até 31 de
Dezembro de 2105, é composto
de equipamentos/instrumentos
altamente sofisticados, dentro dos
quais pode-se citar o uso do sistema móvel de facilidades ARM (ARM
Mobile Facility) (foto 2). Este inclui
diferentes tipos de instrumentos
(desde equipamentos de medidas
in situ bem como de técnicas de
sensoriamento remoto) para medir
as propriedades das nuvens, a
composição e química de aerossóis,
variáveis meteorológicas (tanto na
superfície como o perfil vertical),
bem como para medições precisas
dos componentes dos balanços de
radiação (incidente e refletida das
radiações solar e terrestre) e de
energia (fluxos turbulentos de calor
sensível, latente e energia armazenada na biomassa e conduzida ao
solo) e que são completadas com
medidas realizadas por um avião
instrumentado G1 (foto 2). O INCT
MC/Amazônia está participando
ativamente deste esforço, através
da inserção dos pesquisadores
envolvidos, bem como do apoio financeiro nas campanhas de campo
e de organização do experimento.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
Gilberto Fisch (pós-graduação em
Meteorologia INPE)
2 alunos de Doutorado e 1 aluno
de Mestrado, versando sobre as
características da Camada Limite
(usando resultados do modelo LES/
PALM e observacionais (entranhamento) e da associação entre o
fluxo de radiação solar e a cobertura de nuvens.
Paulo Artaxo (Pós-Graduação Física/USP e Cliamb/INPA-UEA)
4 alunos de Doutorado e 4 alunos
de Mestrado, versando sobre a presença de aerossóis na Amazônia:
propriedades físico-químicas e óticas, produção, transporte e efeitos
no clima e saúde humana.
Rosa Maria do Nascimento Santos
(UEA)
4 alunos de IC sobre características
da Camada Limite.
Trajetórias dos voos realizados durante o IOP1
FINANCIAMENTOS
Os financiamentos das pesquisas
são, além do INCT MC, oriundas
de projetos individuais e temáticos
aprovados junto ao CNPq, CAPES,
FAPESP, FAPEAM no Brasil e agências externas (DOE-Estados Unidos,
Max Planck-Alemanha, UKMeteorological Office – Reino Unido).
37
PRINCIPAIS EVENTOS
Participação na reunião CONCLIMA,
agosto 2013 em São Paulo
Reunião do Projeto ATTO (novembro
de 2013) e Go Amazon (fevereiro
2014) em Manaus
Trajetórias reversas do escoamento do ar, a partir de dados coletados pelo LIDAR Raman estabelecido em Manaus (AM). Extraído
de Barbosa et al., 2014.
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Arana A, Artaxo P. Elemental composition of the atmospheric aerosol in the central amazon basin. Química Nova (Impresso), v. 37, p.
268-276, 2014.
Barbosa HMJ, Barja B, Pauliquevis T, Gouveia DA, ARtaxo P, Cirino GG, Santos RMN, Oliveira AB. A permanent Raman lidar station in the
Amazon: description, characterization, and first results. Atmospheric Measurement Techniques, v. 7, p. 1745-1762, 2014.
Brito J, Rizzo LV, Morgan WT, Coe H, Johnson B, Haywood J, Longo K, Freitas S, Andreae MO, Artaxo P. Ground based aerosol
characterization during the South American Biomass Burning Analysis (SAMBBA) field experiment. Atmospheric Chemistry and
Physics Discussion (Online), v. 14, p. 12279-12322, 2014.
Cirino GG, Souza RAF, Adams DK, Artaxo P. The effect of atmospheric aerosol particles and clouds on net ecosystem exchange in the
Amazon. Atmospheric Chemistry and Physics (Online), v. 14, p. 6523-6543, 2014.
Sena ET, Artaxo P, Correia AL. Spatial variability of the direct radiative forcing of biomass burning aerosols and the effects of land use
change in Amazonia. Atmospheric Chemistry and Physics (Online), v. 13, p. 1261-1275, 2013.
Neves TTAT, Fisch G, Raasch S. Vertical Heat Flux Analysis over pasture and forest in Amazonia using LES model. Ciência e Natura, v. 35,
p. 252-254, 2013.
Mudanças dos Usos da Terra
PALAVRAS-CHAVE
mudança do uso da terra, arranjos
institucionais, sensoriamento remoto,
modelos computacionais, Amazônia,
desmatamento, agricultura
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Quais são as causas da mudança de uso
da terra no Brasil?
• Qual a contribuição do desmatamento
para as emissões brasileiras?
• Quais podem ser as consequências de
diferentes políticas de uso da terra no
Brasil?
• Como conciliar expansão do agronegócio
com preservação ambiental?
DESTAQUE
Este subprojeto busca entender
as causas diretas e indiretas das
mudanças de uso da terra no Brasil.
Neste sentido, trabalhamos no
desenvolvimento de metodologias
de modelagem, sensoriamento
remoto e análise de padrões de uso
da terra (e na interação entre elas),
para que um entendimento mais
amplo fosse possível.
Alcançamos avanços nas análises
estatísticas, como uma melhor
distribuição dos dados do censo
nas células e inferências espaço-temporais. Avaliamos os cenários
presentes na literatura, observando
que aqueles baseados apenas nos
aspectos econômicos não con-
seguiram capturar as trajetórias
observadas na Amazônia na última
década. Analisamos também as
interações entre o mercado global
de commodities e as políticas
regionais nas reduções de desmatamento desde 2004. Estes estudos
possibilitaram a construção de
modelos que procuraram discutir e
preencher estas lacunas. Cenários
para 2100 foram gerados para a
Amazônia, visando integração com
os modelos de sistema terrestre.
Também foram estimadas, utilizando o INPE-EM, as emissões de CO2
em decorrência das mudanças de
uso da terra para estes cenários.
Geração de cenários de uso da terra para
a Amazônia até 2100 para integração com
modelos do sistema terrestre (Figura 1).
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
38
INPE/CCST (Centro de Ciência do Sistema
Terrestre), INPE/OBT (Coordenação de
Observação da Terra), Universidade de
Indiana, CCST, OBT/INPE, Universidade
de Indiana, Embrapa Monitoramento por
Satélites, UFOP (Universidade Federal de
Ouro Preto).
Figura 1: Cenários de uso da terra até 2100 para integração a modelos do sistema terrestre, em especial ao INLAND/BESM.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
COORDENADORES
GILBERTO CÂMARA
[email protected]
ANA PAULA DUTRA AGUIAR
[email protected]
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
(INPE)
Av. dos Astronautas, 1758
12227-010, São José dos Campos, SP, Brasil
+55 12 32087125
O subprojeto teve contribuições
importantes, tanto na construção
de ferramentas e metodologias
para estudos de mudanças de uso
da terra, quanto no entendimento
dos processos de mudanças em
si. Em termos de ferramentas,
foi publicado um artigo cientifico
sobre o TerraME (www.terrame.org),
ambiente para desenvolvimento
de modelos de interação natureza
sociedade, no qual nossos modelos e estudos são realizados. No
ambiente TerraME em si, ocorreram
evoluções importantes como a
disponibilização do componente de
visualização (OBSERVER), além de
melhorias significativas no suporte
à construção de modelos baseados
em agentes. Avançamos também
na integração dos arcabouços de
modelagem de emissões INPE-EM
(http://inpe-em.ccst.inpe.br/) e de
mudanças de uso da terra LuccME
(www.terrame.org/luccme), ambos
construídos em ambiente TerraME,
e desenvolvemos uma métrica de
validação que utiliza a abordagem
multi-resolução para que se possam
39
Figura 2: Resultados da Tese de Eloi Dalla Nora: o sistema de uso modelado como um sistema aberto, integrado aos mercados globais.
considerar as dependências de
escala nos padrões espaciais.
No âmbito das aplicações, os
principais avanços científicos
foram a finalização de uma tese de
Doutorado integrando o LuccME
a um modelo de equilíbrio geral
computável (MAGNET, baseado no
GTAP), em parceria com a Universidade de Wageningen (Figura 2). O
objetivo deste trabalho foi explorar
as interações entre fatores regionais e globais no desflorestamento
na Amazônia e Cerrado, gerando
cenários para as duas regiões. Por
fim, foram gerados cenários até
2100 para toda a Bacia Amazônica, visando para integração com
modelos do sistema terrestre, em
especial ao INLAND.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
Foi defendido um doutorado cujo
tema foi a interação dos fatores
globais e regionais nas mudanças
de uso da terra na Amazônia e
Cerrado, e um mestrado, que
buscou analisar os erros de
alocação de modelos de uso e
cobertura da terra na Amazônia.
INTERFACE CIÊNCIAPOLÍTICAS PÚBLICAS
Os resultados das estimativas de
emissões por desmatamento são
disponibilizadas operacionalmente
através do site do sistema INPE-EM
para a sociedade. Foram realizadas
oficinas participativas dos cenários da
Amazônia, envolvendo sociedade civil,
setor produtivo e governamental.
FINANCIAMENTOS
As pesquisas destacadas foram
co-financiadas pelos projetos
AMAZALERT (EU) e Climate Change
Research Program - LUA/IAM
Project (FAPESP/CNPq).
PRINCIPAIS EVENTOS
CONCLIMA 2013
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Carneiro T, Andrade P*, Câmara G*, Monteiro AM, Pereira RR. “An extensible toolbox for
modelling nature-society interactions”. Enviromental Modelling and Software, 46:
104-117, 2013.
Lapola D, Martinelli L, Peres C, Ometto J, Ferreira M, Nobre C, Aguiar A*, Cardoso M, Costa
M, Joly C, Leite C, Moutinho P, Sampaio G, Strassburg B, Vieira I et al. “Pervasive transition of
the Brazilian land-use system”. Nature Climate Change 4(1): 27-35, 2014.
Dalla-Nora E, Aguiar A*, Lapola D, Woltjer G. “Why have land use change models for the
Amazon failed to capture the amount of deforestation over the last decade?”, Land Use
Policy, 39, July 2014, pp. 403–411.
Ciclos Biogeoquímicos Globais
PALAVRAS-CHAVE
processos biogeoquímicos, mudanças
climáticas, funcionamento de ecossistemas,
biomas brasileiros
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
Como as mudanças ambientais e climáticas
afetam a ciclagem biogeoquímica em
ambientes da paisagem brasileira?
DESTAQUE
Ressalta-se a produção de um número
especial de Brazilian Journal of Biology e a
disponibilização à comunidade científica
e em futuro breve da base de dados sobre
conteúdo de carbono, nitrogênio e fósforo
em sob diferentes tipos de manejo em
biomas brasileiros.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
40
Universidade Federal do Acre, Embrapa
CPAP, Universidade Federal de Pernambuco,
Universidade Federal do Rio Grande do
Sul, Universidade Estadual do Norte
Fluminense, Instituto Internacional de
Ecologia, Universidade Federal de Juiz de
Fora, Universidade Federal Fluminense,
Universidade Estadual Paulista, Universidade
de Brasília, Universidade de São Paulo, INPE.
COORDENADORES
LUIZ MARTINELLI(1)
[email protected]
MERCEDES BUSTAMANTE(2)
[email protected]
HUMBERTO ROCHA(3)
[email protected]
JEAN OMETTO(4)
[email protected]
(1) Universidade de São Paulo (USP)
Av. Centenário, 303 – CP 96
13400-000, Piracicaba, SP, Brasil
+5519 34294074
(2) Universidade de Brasília (UnB)
Asa Norte
70919-970, Brasília, DF, Brasil
+5561 31072984
(3) Universidade de São Paulo (USP)
Rua do Matão, 1226
05508-090, São Paulo, SP, Brasil
+5511 30914713
(4) Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Av. dos Astronautas, 1758
12227-010, São José dos Campos, SP, Brasil
+5512 32087109
A componente de ciclos biogeoquímicos conduziu seus trabalhos
integrando vários aspectos da temática buscando trazer uma leitura
transversal de diversas componentes da relação ambiente biológico
e físico nos biomas brasileiros,
sobretudo Amazônia, Cerrado, Caatinga, Mata Atlântica e Pantanal. A
estratégia incluiu produção de uma
base de dados nacional, a partir de
levantamentos bibliográficos, do
conteúdo de carbono e nitrogênio
em solo e plantas nestes diferentes
biomas; consulta a pesquisadores
de várias instituições nacionais e a
realização de workshops temáticos,
que levaram a produção de vários
artigos científicos. Na coletânea
de artigos produzidos objetivou-se
apresentar o status atual da ciclagem biogeoquímica em ambientes
como grandes bacias de drenagem,
regiões estuarinas, biomas, e avaliar
o impacto potencial dos cenários
de mudanças climáticas à esta
ciclagem. Os cenários climáticos
regionais considerados nas análises
foram aqueles produzidos dentro do
âmbito do INCT-MC. Esta Componente propiciou o engajamento
de vários estudantes, bolsistas e
pesquisadores de instituições distribuídas nas regiões de estudo.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
Framework com as potenciais
interações positivas e negativas de
variações na precipitação e temperatura na dinâmica biogeoquímica em
bacias de drenagem. Esta framework
pode ser utilizada para outros
ecossistemas com a adequação de
algumas premissas.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
A componente teve 4 alunos de
pós-graduação vinculados ao projeto. Os estudantes trabalharam na
Modelagem da dinâmica, fluxos e
estoque de carbono (C) e nitrogênio
(N) e fósforo em diversos compartimentos do ecossistema; avaliação
da alteraçõao na ciclagem biogeoquímica em diferentes cenários de
mudanças climáticas.
FINANCIAMENTOS
Os pesquisadores associados a
esta componente trouxeram financiamentos pessoais por outros projetos e agências, como a FAPESP.
41
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Ometto JP, Aguiar AP, Assis T, Soler L, Valle P, Tejada G, Lapola DM, Meir P (2014). Amazon forest biomass density maps: tackling 4 the uncertainty in
carbon emission estimates. Climatic Change (on line). DOI 10.1007/s10584-014-1058-7
Lapola DM, Martinelli LA, Peres CA, Ometto JPHB, et al (2013) Pervasive transition of the Brazilian land-use system. Nature Climate Change 4,
27–35. doi:10.1038/nclimate2056
Oceanos
PALAVRAS-CHAVE
Boia Atlas, Atlântico Sul Sudeste, interações
oceano-atmosfera, Vazamento das Agulhas,
Zona de Convergência Atlântico Sul, simulação
de profundidade de termoclima do Atlântico
Equatorial.
PRINCIPAL PERGUNTA
DE PESQUISA
• A região oeste do Atlântico Sul apresenta
alguma alteração em resposta a mudanças
observadas na circulação atmosférica no
hemisfério sul?
• Qual o impacto dessas possíveis mudanças
no clima regional?
Este subprojeto teve como objetivo
o desenvolvimento de plataforma de
observação oceânica similar ao sistema Atlas (Autonomous Temperature Line Acquisition System) utilizado
no Programa PIRATA. A motivação
maior foi a necessidade de um sistema de monitoramento de dados
na interface ar-mar na região oeste
do Atlântico subtropical Sul, para o
entendimento de possíveis mudanças como também como subsídio
a modelos de previsão do tempo e
do clima. Este projeto é fortemente
relacionado com o subprojeto de
desenvolvimento do Modelos Brasileiro do Sistema Terrestre.
DESTAQUE
Em abril de 2013, o primeiro protótipo da boia
foi instalado com sucesso em região localizada
a 700 km do litoral de Santa Catarina (44o S,
28.5o S). A operação foi bem sucedida e a boia
permaneceu operacional até novembro de 2013
A parte profunda do fundeio foi recuperada
em julho de 2014. Três artigos descrevendo o
processo foram publicados. Um deles foi capa da
revista Marine Technology Reporter.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
42
Universidade de São Paulo, INPE e Direção de
Hidrografia e Navegação Brasileira.
COORDENADORES
EDMO CAMPOS(1)
[email protected]
Figura 1: Fundeamento-teste da Guariroba.
PAULO NOBRE(2)
[email protected]
DESTAQUES CIENTÍFICOS
JANICE TROTTE-DUHÁ(3)
[email protected]
1 – Universidade de São Paulo (USP)
Praça do Oceanográfico, 191
05508-120, São Paulo, SP, Brasil
+5511 30916597
2 - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Rodovia Presidente Dutra, km 39
12630-000, Cachoeira Paulista, SP, Brasil
+5512 31869459
3 - Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN)
Rua Barão de Jaceguai, s/nº
24048-900, Niterói, RJ, Brasil
+5521 21893013
Análises dos dados coletados pela
Atlas-B no período de abril/2013 a
julho/2014 mostram intensa variabilidade nos primeiros 300 metros
de profundidade da coluna de água.
Um sensor colocado próximo ao
fundo (~4000 metros) mostra significativa variabilidade no fluxo da
Água Profunda do Atlântico Norte.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
Um bolsista de Pós-Doutorado e
dois alunos de mestrado desenvolveram seus trabalhos no contexto
do projeto.
FINANCIAMENTOS
A dotação orçamentária do subprojeto Oceano do INCT-MC foi de
cerca de R$550 mil. O Desenvolvimento da Atlas-B ficou em mais de
três vezes esse valor. Fundos adicionais foram providos pela Universidade de São Paulo (NAP-MC), CNPq
(Proc. 558039/2009-0) e pela
FAPESP (Proc. 2008/58101-9).
INTERFACE CIÊNCIAPOLÍTICAS PÚBLICAS
O Projeto é também parte das atividades do Núcleo de Apoio a Pesquisa (NAP) em Mudanças Climáticas
da USP e contribui para o estudo de
impactos de alterações da circulação do Atlântico Sul em processos
físicos e biogeoquímicos ao largo do
litoral do Estado de São Paulo.
43
Figura 2: Representação esquemática da Bóia ATLAS-B. O corpo flutuante (“toróide”) é preso ao fundo do oceano por um sistema de cabeamento constituído por um cabo eletromecânico nos
primeiros 500 metros de profundidade e um cabo de nylon especial dos 500m até o fundo (~4000m). Diferentes sensores são afixados no cabo eletromecânico e as informações coletadas são
transmitidas por indução eletromagnética até o “datalogger” na torre montada sobre ocorpoflutuante, na superfície. Esses dados oceanográficos, assim como medidas de propriedades na
interface ar-mar são transmitidas em tempo real, via satélite.
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Cole R, Barreira L e Campos E. Development and Deployment of Brazil’s First Buoy System. Marine Tech. Rep., September 2013, 1-6.
Campos E, Vicentini Neto F e Barreira L. Pilot Deployment of a Brazilian Deep-Ocean Buoy. Sea Tech. Magazine, April 2014, Vol. 55, No.
4, 10-14.
Campos EJD, França CAS, Vicentini Neto F, Nonnato LV, Piola AR, Barreira L, Cole R, Nobre P e Trotte-Duha J. Atlas-B: Development and
Testing of a Brazilian Deep-Ocean Moored buoy for Climate Research. Journal of Shipping and Ocean Technology, 4 (2014), 140-151.
Gases de Efeito Estufa
PALAVRAS-CHAVE
gases de efeito estufa, séries temporais,
emissões de gases estufa.
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Como as concentrações de gases de efeito
estufa na atmosfera serão modificadas por
alterações na utilização do solo, na queima
de biomassa e na utilização de combustíveis
fósseis no Brasil?
• Como as variações climáticas irão influenciar nas fontes e sumidouros destes gases?
O projeto de Gases de Efeito Estufa
(GEE) inicialmente esteve restito ao
monitoramento dos gases de efeito
estufa, em especial o metano,
gás carbônico e óxido nitroso. Os
pontos de coleta iniciais foram em
Maxaranguape, RN, Cachoeira
Paulista, São José dos Campos e no
Pantanal. No decorrer do projeto
iniciamos uma parceira com o INCT
- Antártico para medidas de metano
na região da Ilha do Rei Jorge. Em
janeiro de 2014 tivemos outra colaboração com amostras coletadas
na região Antártica, as quais estão
em fase de análise final. O subprojeto estará participando de reunião
sobre Megacidades a ser realizado
em São Paulo.
DESTAQUE
Desde 2013 o projeto está monitorando o CO2 em uma torre na BEP da
UFMS. Esta operação foi possível com
uma parceria com a UFMS. Um gráfico
com os dados foi disponibilizado na pagina do Centro de Ciência do Sistema
Terrestre – CCST (http://www.ccst.
inpe.br/inct-md/).
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
44
Universidade Federal do Mato Grosso
do Sul – UFMS, Instituto Nacional de
Pesquisas Espaciais – INPE, Universidade de São Paulo – USP
Figura 1: Medias Mensais das concentrações de metano (CH4) gás carbônico (CO2) e óxido nitroso (N2O) obtidas a partir de
coletas realizadas na região de São José dos Campos para o período de agosto de 2012 a dezembro de 2013.
COORDENADOR
PLÍNIO ALVALÁ
[email protected]
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Av. dos Astronautas, 1758
12227-010, São José dos Campos, SP, Brasil
+5512 32086806
Figura 2: Medias Mensais das concentrações de metano (CH4) gás carbônico (CO2) e óxido nitroso (N2O) obtidas a partir de
coletas realizadas no CPTEC/INPE para o período de agosto de 2012 a fevereiro de 2014..
DESTAQUES CIENTÍFICOS
Além do monitoramento realizado no Pantanal, o projeto realizou coletas através de cilindros
especiais na região de São José
dos Campos, SP e no CPTEC/INPE
localizado em Cachoeira Paulista,
SP. Enquanto São José dos Campos
é uma cidade bastante urbanizada,
com varias indústrias de porte, a
coleta no CPTEC tem uma condição próxima a de uma região remota. Está expectativa foi observada
nos dados das concentrações,
com os valores de São José dos
Campos apresentado em geral
maiores valores de concentração
e maiores variações, como pode
ser observado nas medias mensais
apresentadas nos gráficos.
FINANCIAMENTOS
Financiado unicamente pelo INCT
para Mudanças Climáticas.
45
Interações Biosfera-Atmosfera
PALAVRAS-CHAVE
interações biosfera-atmosfera, dinâmica da
vegetação, mapas de uso e cobertura da
terra, dinâmica do fogo na vegetação.
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Qual o estado atual da vegetação e dos
usos da terra na América do Sul?
• Considerando as interações bidirecionais
entre a atmosfera e a cobertura vegetal,
os possíveis impactos das mudanças
climáticas sobre os ecossistemas da
América do Sul serão amplificados ou
contrabalanceados?
DESTAQUE
As mudanças no clima e no uso do solo
podem ter impactos importantes na
Amazônia, com alterações na precipitação
total e no comprimento da estação seca, e
modificações nos valores de biomassa de
florestas e gramíneas. Porém, isoladamente,
a maior concentração de CO2 associado
aos cenários climáticos futuros pode causar
um aumento da biomassa de árvores.
46
O subprojeto Interações Biosfera-Atmosfera do INCT para Mudanças
Climáticas tem como principal
objetivo produzir análises ambientais que consideram as influências
bidirecionais entre a Biosfera e a
Atmosfera, com ênfase na América
do Sul. Para isso, suas atividades
de pesquisa estão concentradas
na utilização de modelos computacionais que simulam a dinâmica
dos ecossistemas e que podem
considerar diferentes cenários do
clima e uso da terra para a região.
A agenda de pesquisa e os resultados deste subprojeto apresentam
também interações importantes
com o desenvolvimento do Modelo
Brasileiro do Sistema Climático Global (MBSCG), a Rede Brasileira de
Pesquisa em Mudanças Climáticas
(Rede CLIMA) e o Programa FAPESP
em Mudanças Climáticas Globais.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
DESTAQUES CIENTÍFICOS
CCST/INPE, Universidade Federal de Viçosa
(UFV)
O uso do modelo de dinâmica da
vegetação INLAND, acoplado ao
modelo climático CPTEC-AGCM,
permitiu avaliar o impacto de
mudanças no clima e no uso da
terra na Amazônia considerando
influências bidirecionais entre a
superfície e a atmosfera. Para isso,
os modelos consideraram o cenário
de aumento na forçante radiativa
climática RCP4.5 especificado pelo
IPCC, e a progressão nos padrões
de desmatamento até o ano de
2050, estimada pelo INPE. Os
resultados indicam que uma grande
parte da Amazônia pode apresentar
mudanças no regime de chuvas
no futuro, com aumento no total
da precipitação e maior comprimento da estação seca. No norte
da região, há também o potencial
de diminuição do total de precipitação acompanhado de períodos
de estação seca mais longos (Fig.
1). Associadas a estas mudanças,
o modelo INLAND estima diminuição na biomassa de florestas em
conjunto com expansão da vegetação de menor porte. Avaliado em
separado, o cenário RCP4.5 indica
potencial de aumento na biomassa
de árvores, causado provavelmente pela estímulo do aumento na
concentração de CO2 associado a
este cenário sobre a fisiologia da
vegetação (Fig. 2).
COORDENADOR
MANOEL CARDOSO
[email protected]
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Av. dos Astronautas, 1758
12227-010, São José dos Campos, SP, Brasil
+5512 31869459
Figura 1: Prováveis mudanças no regime futuro de chuvas na Amazônia. Estimativas de mudanças no total de precipitação (mm/
dia) (a, b) e no comprimento da estação seca (meses) (c, d), considerando apenas mudança climática conforme cenário RCP4.5 (a,
c), e também os efeitos do desmatamento e fogo (b, d).
47
Figura 2: Prováveis alterações na distribuição da biomassa vegetal (kgC/m2). Estimativas de mudanças na biomassa de árvores (a, b) e de gramíneas (c, d), considerando apenas mudança climática
conforme cenário RCP4.5 (a, c), e também os efeitos do desmatamento e fogo (b, d).
FORMAÇÃO DE RECURSOS HUMANOS
Um aluno de iniciação científica está vinculado ao
subprojeto, desenvolvendo atividades relacionadas
ao desenvolvimento e teste de modelos de dinâmica
da vegetação.
INTERFACE CIÊNCIA-POLÍTICAS PÚBLICAS
Os resultados deste subprojeto são relevantes para
tomadas de decisões sobre o uso racional dos recursos
naturais da Amazônia, sugerindo que a combinação
entre os efeitos das mudanças climáticas e do desmatamento podem ter impactos importantes para os
ecossistemas da região.
FINANCIAMENTOS
As atividades de pesquisa destacadas tiveram financiamento com contribuição também do CNPq, FAPESP, e
Rede CLIMA.
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Lapola DM, Martinelli LA, Peres CA, Ometto JPHB, Ferreira ME, Nobre CA, Aguiar ANP, Bustamante MMC, Cardoso MF, Costa MH, Joly CA,
Leite CC, Moutinho P, Sampaio G, Strassburg BBN, Vieira ICG (2013) Pervasive transition of the Brazilian land-use system. Nature Climate
Change, 4, 27–35, doi:10.1038/nclimate2056.
PBMC (2013) Executive summary: scientific basis of climate change - Contribution from Grupo de Trabalho 1 (GT1, acronym for the Working
Group 1) to the Primeiro Relatório de Avaliação Nacional sobre Mudanças Climáticas (RAN1) do Painel Brasileiro de Mudanças
Climáticas (PBMC). Ambrizzi, T., Araujo, M. (eds). COPPE. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, 24 pp. ISBN:
978-85-285-0207-7.
Anderson LO, Valeriano DM, Cardoso M, Shimabukuro YE, Lima A, Aragão LEOC (2013). Impactos das secas na floresta amazônica. In:
Eventos Climáticos Extremos na Amazônia: Causas e Consequências (Ed.: Carlos Nobre, Laura S Borma), p. 145-164. Editora
Oficina de Textos, ISBN: 9788579750786.
Cenários Climáticos Futuros e
Redução de Incertezas
PALAVRAS-CHAVE
projeções de mudanças climáticas, análise
de incertezas, campanha de campo, modelos
climáticos regionais, modelos climáticos
globais, microfísica de nuvens.
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Quais são as principais incertezas
nas projeções climáticas geradas pelos
modelos regionais e globais no Brasil e na
América do Sul?
• Como elas se distribuem geograficamente?
• Como os experimentos de campo
podem ajudar melhorar representações
de processos físicos no modelo regional
Eta CPTEC?
Esta componente considera avaliações de incertezas nas projevoes de
clima e também a companha de campo CHUVA, que tel fornecido dados
que tem sido assimilados nos modelos
do CPTEC INPE e que tem gerado
melhoras nas previsões de tempo.
Neste relatórios vamos a considerar as
incertezas nas projeções dos modelos
do IPCC AR5, já disponíveis no site
www.ipcc.ch, e apesentamos a Figura
1, onde se discute os vieses dos modelos do IPCC AR5 comparados com
os de AR4. Esta componente também
considera a campanha de campo do
projeto CHUVA, que tem sido financiado pelo INCT-MC durante os 3
primeiros anos do projeto. O projeto
CHIUVA tem sido importante pois tem
ajudado a estabelecer o projeto internacional Go Amazon, que esta acontecendo na Amazônia, próximo a cidade
de Manaus. A Figura 2 mostra o
ciclo anual de chuva observada pelo
satélite TRMM na região do estudo do
CHUVA-Go Amazon, e permite detectar que a maior intensidade de chuva
nas estação seca e chuvosa acontece
perto das 14 horas hora local.
• Como isso se traduz em cenários
climáticos mais confiáveis?
DESTAQUE
48
Os modelos do IPCC AR5 tem melhorado
o skill e reduzido os vieses nas simulações
de chuva em algumas áreas da América do
Sul, o que ter permitido avaliar com melhor
confiança as projeções de clima ate 2100.
Em relação ao projeto CHUVA, ainda que o
INCT-MCV não financiou atividade alguma
de este projeto no Ano 4 do projeto,
os resultados estão ajudando muito a
entender melhor como funciona o ciclo de
chuvas na região, e como a presença da
área urbana de Manaus afeta o clima local.
Isso também esta ajudando a grandes
projetos como Go Amazon, financiados
pela FAPESP, e também a melhorar o skill
dos modelos do CPTEC devido a que os
dados gerados pelo experimento estão
sendo assimilados nos modelos do CPTEC.
Figura 1: Viés dos modelos do IPCC AR5 (CMIP5) comparado com os modelos do IPCC AR4 9CMIP3). Viés é definido como a
diferença entre modelo e observação (Torres et al 2014)
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
DESTAQUES CIENTÍFICOS
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES: CCST INPE,
CPTEC INPE, UNIFEI, UFABC, UK Met Office
Hadley Centre, UFPA, UFSM, FUNCEME,
UFPEL, UECE, NASAGPM, Cemaden.
O projeto CHUVA realizará experimentos de campo em sete sítios
com diferentes padrões climáticos,
para estudar os regimes de precipitação no Brasil. Este projeto tem
o objetivo de reduzir as incertezas
na estimativa da precipitação e
progredir no conhecimento dos processos das nuvens, principalmente
das nuvens quentes. A pesquisa a
ser realizada abrangerá estudos de
clima e os processos físicos por
meio de observações convencionais
e especiais para criar um banco de
dados escrevendo os processos de
nuvens dos principais sistemas de
precipitação no Brasil.
COORDENADORES
JOSÉ MARENGO (1) (2)
[email protected]
LUIZ A. T. MACHADO (2)
[email protected]
(1) Centro Nacional de Monitoramento e Alerta
de Desastres Naturais (Cemaden)
Rodovia Presidente Dutra, km 39
12630-000, Cachoeira Paulista, SP, Brasil
(2) Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Rodovia Presidente Dutra, km 39
12630-000, Cachoeira Paulista, SP, Brasil
+5512 31868464
No caso das incertezas nos
modelos do IPCC AR5, a
componente detalha as melhoras
dos modelos usados neste
relatório do IPCC, os que estão
sendo usados no downscaling
com modelos regionais para
estudos de impactos.
FINANCIAMENTOS
Financiado unicamente pelo INCT
para Mudanças Climáticas.
INTERFACE CIÊNCIAPOLÍTICAS PÚBLICAS
Podemos dizer que o INCT contribuiu com resultados científicos que
foram incluídos no Relatório do GT2
do IPCC AR5, particularmente no
Sumário de Tomadores de Decisões
do GT2 e do Capítulo 27-América
49
Figura 2: Distribuição espacial da precipitação acumulada, em mm, na tarde e noite nas proximidades dos rios Solimões, Negro e Amazonas, com dados do TRMM (Machado et al 2014)
Central e do Sul do GT2, onde o coordenador deste subprojeto foi um
dos autores. O sucesso do experimento CHUVA levou à programação
do GO AMAZON, financiado pela
FAPESP, DOE, NSF e NERC. Este
projeto conta com a participação
de mais de 200 cientistas do Brasil
e do exterior.
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Boers N, Bookhagen B, Marwan N, Kurths J, Marengo J. Complex networks identify
spatial patterns of extreme rainfall events of the South American Monsoon System.
Geophysical Research Letters , v.40, p.n/a - n/a, 2013.
Calheiros A, Machado LA. Cloud and Rain Liquid Water Statistics in the CHUVA
Campaign. Atmospheric Research (Print), v.143, p.313, 2014.
Drumond A, Marengo J, Ambrizzi T, Nieto R, Moreira L, Gimeno L. The role of the Amazon
Basin moisture in the atmospheric branch of the hydrological cycle: a Lagrangian
analysis. Hydrology and Earth System Sciences , v.18, p.2577 - 2598, 2014.
Tanaka L., Satiamurty P, Machado LA. Diurnal variation of precipitation in central Amazon
Basin. International Journal of Climatology, v.34, p.n/a - n/a, 2014.
Cenários de Mudanças
Climáticas Para o Século XXI
PALAVRAS-CHAVE
modelagem climática, cenários de
mudanças climáticas, avaliações de
incerteza, aumento da resolução espacial.
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Quais serão as mudanças nos padrões
regionais de precipitação, temperatura
do ar e ventos, bem como extremos de
precipitação e temperatura na América do
Sul, durante o século XXI?
• Quais seriam as áreas mais afetadas (hot
spots) pelos extremos climáticos no futuro
na América do Sul ate finais do Século XXI?
DESTAQUE
Avaliação das projeções dos modelos do
IPCC AR5 para o Brasil, e também estudos
de impactos ja observados das mudanças
de clima nos sistema naturais e humanos,
indicando o aru de confiança na detecção
e atribuição.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
CCST INPE, USP, Univei, Unicamp, Cemaden
O trabalho desta componente
é baseado em análise de dados
observacionais e com projeções de
modelos climáticos para avaliações
de impactos das mudanças de clima no futuro no meio e longo prazo.
Estes cenários estão sendo atualizados, usando os cenários SRES
do IPCC AR4, e atualizando com os
cenários RCPs do IPCC AR5. Estas
novas projeções estão sendo usados em estudos de avaliação de impactos das mudanças de clima de
outras componentes do INCT, por
outros INCTs, por vários projetos
FAPESP e também em estudos de
impactos-vulnerabilidade-adaptação
desenvolvidos pelo MMA e MCTI,
SAE e para a preparação da Terceira
Comunicação do Brasil a UNFCCC.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
O Brasil é um país vulnerável aos
extremos da variabilidade climática
observada no presente, e também
àquela projetada para o futuro
pelos modelos climáticos. Alguns
setores como agricultura, água,
saúde, energia e cidades já sentem
os impactos de mudanças no clima.
50
Outros impactos devem estar ocorrendo em setores ainda não muito
bem conhecidos, porém o fato de
não existir informação de impactos
não significa que de fato eles não
existam. Em relação aos resultados
mostrados pelo IPCC AR5 WG2
para América do Sul (Magrin et al,
2014), a Figura 1 mostra alguns
impactos setoriais atribuídos às mudanças de clima, indicando o grau
de confiança de que estes impactos
estejam associados a mudanças
devido a uma ação natural ou antrópica, para a América Central e Sul.
INTERFACE CIÊNCIAPOLÍTICAS PÚBLICAS
Podemos dizer que o INCT contribuiu com resultados científicos que
foram incluídos no Relatório do GT2
do IPCC AR5, particularmente no
Sumario de Tomadores de Decisões
do GT2 e do Capitulo 27-América
Central e do Sul do GT2, onde eu fui
um dos autores. Estes documentos
tiveram grandes impactos na comunidade cientifica e no debate sobre
mudanças de clima e impactos no
Brasil e na região.
COORDENADOR
JOSÉ MARENGO
[email protected]
Centro Nacional de Monitoramento e Alerta
de Desastres Naturais (Cemaden)
Rodovia Presidente Dutra, km 39
12630-000, Cachoeira Paulista, SP, Brasil
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Rodovia Presidente Dutra, km 39
12630-000, Cachoeira Paulista, SP, Brasil
+5512 31868464
Figura 1: Impactos observados da mudança de clima nos sistemas humanos e naturais e atribuição de causas na América Central
e do Sul (Magrin et al 2014)
O conteúdo da tabela da Figura 1 foi elaborado considerando estudos já publicados de impactos observados, existindo áreas onde
não se tem um conhecimento mais profundo. Nesse caso, alguns dos resultados são baseados em monitoramento de curto período,
e outros, em estudos de longo prazo. Ainda resta conhecer os impactos observados em grandes áreas no longo prazo e nos setores
chaves relevantes a sistemas naturais e atividades humanas. Muitas das mudanças nos sistemas físicos são consequência de
mudanças nas condições de clima, médio e ou extremos, particularmente nos extremos de secas e enchentes.
51
Figura 2: Projeções de mudanças de temperatura (esquerda) e precipitação anual (direita) gerado por um conjunto de 23 modelos globais do CMIP5 para América Central e do Sul, em meados e finais do
Século 21. Os cenários usados são RCP2.6 (baixas emissões) e RCP 8.5 (altas emissões) (Magrin et al 2014).
A Figura 2 mostra as projeções de clima geradas pelo conjunto de modelos do IPCC AR5 (CMIP5) para América Central e do Sul. Se consideram as projeções para os cenários RCP2.6 (baixas emissões)
e RCP8.5 (altas emissões), para meados e finais do Século 21th, para temperatura e precipitação. Observa-se que os aumentos na temperatura do ar são mais intensos na parte continental da região
tropical da América do Sul até 2100. Em termos de mudança de chuva, talvez as sinais mais fortes apontam para aumentos da precipitação no extremo oeste da Amazônia e no sudeste da América do
Sul, e os reduções de chuva seriam mais intensas no leste da Amazônia e no Nordeste do Brasil, assim como no sul do Chile.
FINANCIAMENTOS
Para as atividades dos dois eventos
principais, tivemos uma contribuição significativa do INCT e da
FAPESP PFPMCG para financiar
participantes do INCT nesta conferência (CONCLIMA). Na conferência de adaptação, o INCT ajudou
significativamente na organização
e para financiar a participação de
participantes nacionais e internacionais da conferencia. Além do
INCT, tivemos recursos do PROVIA,
PNUD, Fundação Konrad Adenauer,
IICA, Bando do Nordeste, fundo
Clima, Rede Clima, PNUD.
PRINCIPAIS EVENTOS
CONCLIMA 2013, Setembro 2013,
São Paulo, Brasil-Apresentação dos
resultados científicos dos projetos
FAPESP PFPMCG, Rede Clima e INCT
MC, até 2013 (conferência nacional).
Troca de experiências e resultados dos
projetos, mais de 400 participantes,
muitos estudantes e jovens cientistas.
III International Conference on Climate Change and Adaptation, Maio
2014, Fortaleza, CE. Conferência
internacional sobre mudanças de
clima e adaptação, com a participa-
ção de quase 400 participantes de
46 países. Foram apresentados estudos, avaliações e experiências sobre
adaptação aos extremos de clima e
mudanças de clima, por pesquisadores nacionais e internacionais.
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Mendes D, Marengo J, Rodrigues S, Oliveira M. Downscaling Statistical Model
Techniques for Climate Change Analysis Applied to the Amazon Region. Advances in
Artificial Neural Systems. , v.2014, p.1 - 10, 2014.
Drumond A, Marengo J, Ambrizzi T, Nieto R, Moreira L, Gimeno L. The role of the
Amazon Basin moisture in the atmospheric branch of the hydrological cycle: a
Lagrangian analysis. Hydrology and Earth System Sciences. , v.18, p.2577 - 2598,
2014.
Boers N, Bookhagen B, Marwan N, Kurths J, Marengo J. Complex networks identify
spatial patterns of extreme rainfall events of the South American Monsoon System.
Geophysical Research Letters. , v.40, p.n/a - n/a, 2013.
Agricultura
PALAVRAS-CHAVE
câmaras de topo aberto, mudanças
climáticas, temperatura do ar,
enriquecimento com CO2 e O3,
rendimento de plantas C3 e C4
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Como os componentes de produção são
afetados na determinação da produção de
soja sob alta [CO2]?
• Quais serão as respostas fisiológicas e
de produção aos efeitos do O3, e efeitos
conjugados do CO2 e O3 na produção das
culturas?
DESTAQUE
O destaque principal para esse período
foram os dados experimentais obtidos
através dos experimentos com as
culturas de soja (CO2), trigo (O3) e
pasto (modelagem). Os dados estão
sendo analisados e serão utilizados
para produção de artigos e modelos de
estimativa de crescimento das culturas
para situações futuras.
52
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
Universidade Federal de Viçosa
COORDENADOR
LUIZ CLÁUDIO COSTA
[email protected]
FLÁVIO JUSTINO
[email protected]
Universidade Federal de Viçosa (UFV)
Av. Peter Henry Rolfs, s/n
36570-000, Viçosa, MG, Brasil
+5531 38991903 / 3466 / 1890
O efeito estufa é um dos fenômenos
naturais responsáveis pela manutenção da vida no planeta. Este fenômeno é promovido pela presença de
gases como o dióxido de carbono
(CO2), porém, as [CO2] nas últimas
décadas vêm crescendo rapidamente. Este aumento da [CO2] apresenta estímulos na taxa fotossintética
e, consequentemente, na produção
agrícola. Em geral, a alta [CO2]
produz estímulos nas plantas do
tipo C3, mas em C4. Nas plantas C3,
observam-se incrementos de 30%
na fotossíntese e 15% na produção.
Já em plantas C4, este incremento
fica em torno de 10%.
Os efeitos conjugados de elevadas concentrações de CO2 e O3,
e maiores temperaturas sobre o
crescimento e produção das plantas
precisam ser estudadas mais amplamente para desenvolver conhecimento e estratégias de mitigação a
condições de futuro.
Para o período atual incorporou-se estudos com ação somente de
elevadas [O3] à maneira de ajustar
o método para estudos posteriores
de interação com elevadas [CO2] e
elevadas temperaturas nas culturas
de soja, trigo e pastagens, devido ao
importante papel econômico destas
culturas na agricultura brasileira e
a relevância ambiental dos estudos
com CO2 e O3. Estudos sobre a
interação CO2 x O3 nas culturas agrícolas em ambiente de aquecimento
global ainda são escassos no Brasil.
Resultados de 2013-2014 encontram-se em fase de submissão de
artigos sobre “Resposta dos componentes de rendimento e produção
em soja sob elevada concentração
de CO2 num cenário de mudanças
climáticas”, em finalização “Fotossíntese, partição de fotoassimilados
e produção de dois cultivares de
trigo sob elevada concentração de
CO2” e outro artigo em fase de elaboração “Ação da elevada concentração de O3 sobre redução da área
foliar e partição de assimilados em
trigo”, este último decorrente dos
testes de calibração do sistema de
injeção de O3.
Na metade do segundo semestre
de 2014, foi adquirido um monitor
de ozônio para realizar avaliações
acuradas sobre as concentrações
de O3 a serem aplicadas nos experimentos, visto que as unidades de
medida das concentrações a serem
estudadas são em partes por bilhão
(ppb). O monitor de O3 (TELEDYNE
API Model M465L) foi instalado e
testado em outubro com relação
aos parâmetros de funcionamento.
Tendo em vista que as [O3] aplicadas
às plantas cultivadas como soja e
trigo, podem resultar na morte das
plantas por variações não controladas no sistema de aplicação de
O3, tem-se optado por realizar a
calibração do sistema de injeção de
O3 com uma cultura de pasto (Brachiaria brizantha), de modo a poder
contar com o brotamento rápido
da cultura a cada experimento de
calibração reduzindo o tempo de
ajuste de método.
Para o mês de dezembro está previsto o plantio de mudas de pasto e
a mudança de distribuição da mistura ar+O3 no interior das câmaras.
Quanto à parte de modelagem,
encontra-se em fase introdução de
dados aos modelos DSSAT para validação dos modelos de crescimento
de culturas de soja e trigo, onde os
dados experimentais serão utilizados para a calibração dos modelos
e verificação dos resultados gerados
pelos modelos.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
Com relação ao trabalho com
soja - O aumento da [CO2] mais
elevadas temperaturas podem não
afetar a produção devido à alteração
da relação fonte-dreno, a redução
do número de ramos e vagens
produtivas, o aumento da altura de
plantas. Foi encontrada também
resposta na produtiva de ramos por
posição na planta sendo que 80%
das vagens produtivas foram alocadas nos quatro primeiros ramos
basais e racemos caulinares basais.
A magnitude destas respostas é
genótipo-dependente.
Com relação aos efeitos do O3 e
CO2xO3 mais temperatura - Os ex-
perimentos se encontram no estado
de ajuste de métodos, esperando-se
a montagem do experimento para
primeiro semestre de 2015.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
Até o momento, o projeto envolve:
três estudantes de graduação em
Engenharia Agrícola, que auxiliam
nos trabalhos de campo e da modelagem em DSSAT; um estudante de
mestrado em Meteorologia Agrícola,
que participa do desenvolvimento
de modelo de dinâmica de fluidos
das câmaras de topos aberto, e dois
pós-doutorandos Meteorologia Agrícola, que coordenam o grupo, planejam e conduzem os experimentos
de campo, analisam os resultados e
auxiliam em aulas para a formação
de estudantes do curso de Engenharia Agrícola e pós-graduacão em
Meteorologia Agrícola.
FINANCIAMENTOS
Financiado unicamente pelo INCT
para Mudanças Climáticas. Bolsas
de Pós-doutorado (CAPES-PNPD;
e CAPES-EMBRAPA), Bolsas PIBIC,
PIBITI.
PRINCIPAIS EVENTOS
Congresso Brasileiro de Meteorologia 2014, de 3 a 6 de novembro de
2014 em Recife. Simpósio de Integração Acadêmica SAI-UFV 2014,
outubro de 2014, Viçosa.
A
B
53
PUBLICAÇÕES
SELECIONADAS
C
Leite JGB, Silva JV, Justino FB, Ittersum
MKV. A crop model-based approach
for sunflower yields. Scientia
Agricola (USP. Impresso), v. 71, p.
345-355, 2014.
Grossi MC, Justino F, Andrade CLT,
Santos EA, Rodrigues RA, Costa
LC. Modeling the impact of global
warming on the sorghum sowing
window in distinct climates in Brazil.
European Journal of Agronomy, v.
51, p. 53-64, 2013.
D
E
F
Figura 1: Gerador de Ozônio (A), Controlador do sistema de injeção de O3 nas câmaras (B), cultivares de trigo avaliados sob efeitos
do O3 (C), danos de plantas de trigo por exposição a 100 ppb O3 por 2 horas (D,E), planta de trigo sem tratamento com O3 (F) na
etapa de calibração dos procedimentos para tratamento com O3.
Justino F, Oliveira EC, Rodrigues RA,
Gonçalves PHL, Souza PJOP, Stordal
F, Orsini JAM, Silva TGF, Delgado RC,
Lindemann DS, Costa LC. Mean
and Interannual Variability of Maize
and Soybean in Brazil under Global
Warming Conditions. American
Journal of Climate Change, v. 02,
p. 237-253, 2013.
Recursos Hídricos
PALAVRAS-CHAVE
recursos hídricos, Amazônia, semiárido
brasileiro, modelo de elevação digital de
terreno, modelagem hidrológica.
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Quais seriam os potenciais impactos
das mudanças climáticas sobre o ciclo
hidrológico? As mudanças climáticas
intensificarão os eventos hidrológicos
extremos?
• Quais regiões brasileiras seriam mais
afetadas? Até que ponto as inundações nas
regiões mais chuvosas do Brasil já sofrem
consequências das mudanças climáticas?
• Em que aspectos a governança dos
recursos hídricos, através de suas políticas,
planos e sistemas de gerenciamento,
precisará se adaptar para proporcionar
uma melhor adaptação à variabilidade e às
mudanças climáticas?
• Como gerar estratégias para atender aos
requisitos dessa governança?
DESTAQUE
54
O trabalho desenvolvido resultou na
identificação de efeitos das mudanças
climáticas no ciclo hidrológico e na geração
de um conjunto de projeções hidrológicas em
diferentes bacias brasileiras. Estes resultados
apresentam um conjunto de instrumentos
- base de dados e modelos, que serve para
desenvolvimento de estudos e projetos
voltados para a adaptação e mitigação de
impactos, assim como e execução de obras
de controle de cheias.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
– INPE, Universidade Estadual do Ceará –
UECE, Universidade Federal de Campina
Grande – UFCG, Universidade Federal da
Paraíba – UFPB, Universidade Federal de
Pernambuco – UFPE, Universidade Federal
do Rio Grande do Sul – UFRGS, Universidade
Federal Rural de Pernambuco – UFRPE,
Universidade Federal de Itajubá – UNIFEI,
Universidade Federal de Viçosa – UFV.
COORDENADORES
JAVIER TOMASELLA(1)
[email protected]
JOSÉ ALMIR CIRILO(2)
[email protected]
(1) Centro Nacional de Monitoramento e
Alertas de Desastres Naturais (CEMADEN)
Rodovia Presidente Dutra, km 39
12630-000, Cachoeira Paulista, SP, Brasil
+5512 31868461
(2) Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)
Av. Prof. Moraes Rego, 1235
50740-530, Recife, PE, Brasil
+5581 21267921
Estudos das mudanças climáticas
apontam como um dos principais
problemas a crise da água em
escala global (Vorosmarty, 2002;
Pahl-Wostl, 2002). O Brasil é vulnerável às mudanças climáticas em
relação aos extremos climáticos
– secas e chuvas intensas (Marengo et al., 2008; 2010, Tomasella
et al., 2010), e é extremamente
dependente dos recursos hídricos.
Mais de 90% da matriz energética
brasileira provém da hidro-energia,
com previsão de expandir sua capacidade de geração e, aproximadamente, 50 % da água consumida
destinam-se à produção de grãos e
carne. Portanto, a economia do Brasil é vulnerável ao provável impacto
das mudanças climáticas sobre os
recursos hídricos.
A componente Recursos Hídricos
é fortemente baseada no uso de
modelos de simulação para representação do ciclo hidrológico
e estimativa do escoamento nas
bacias hidrográficas. Os resultados
obtidos, através da aplicação dos
cenários climáticos gerados pelo
subprojeto Cenários de Mudanças
Climáticas para o século XXI, nas
diversas regiões do Brasil permitem estabelecer um quadro dos
impactos nos recursos hídricos
em âmbito nacional. As projectões
hidrológicas obtidas foram utilizadas em estudos de impactos na
produção de energía e em estudos
de incertezas nas projeções de
impactos de eventos extremos.
No que tange aos extremos hidrológicos, foram desenvolvidos trabalhos voltados à alerta de desastres.
A partir da ocorrência de inundação
catastrófica ocorrida em 2010 nas
bacias hidrográficas da mata sul
pernambucana e agreste meridional de Pernambuco/Alagoas foi
iniciada a implantação de sistema
de alerta e controle de cheias nas
bacias hidrográficas dos rios Una
e Sirinhaém, em Pernambuco. O
trabalho consiste em: a) perfilamento a laser para caracterização do
relevo ao longo do estirão dos rios
em seu leito de inundação e das
cidades atingidas pelos eventos; b)
calibração de modelos hidrológicos
e hidrodinâmicos a partir de eventos de cheia ocorridos entre 2000 e
2011; c)integração dos modelos de
simulação com o modelo numérico do terreno e ajuste das áreas
alagáveis simuladas com pontos de
controle efetivamente inundados
nos eventos ocorridos; d)integração
de modelos meteorológicos ao
sistema de simulação para previsão
de eventos futuros.
Entre as atividades da componente
também consta o desenvolvimento do software livre TerraHidro. O
mesmo tem por objetivo o uso de
Sistemas de Informações Geográficas para a obtenção e manipulação
das informações geomorfológicas
das bacias. O software prove uma
rápida interface com os modelos
hidrológicos, facilitando sua implementação na bacia.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
Foram realizadas análises dos
impactos das mudanças climáticas
projetadas pelos modelos atmosféricos na resposta hidrológica em
bacias representativas dos biomas
brasileiros, assim como estudos de
eventos extremos observados e de
seus impactos no médio ambiente.
O Modelo Hidrológico Distribuído
desenvolvido no Instituto Nacional
de Pesquisas Espaciais (MHD-INPE)
foi aplicado em bacias Amazônicas,
obtendo um bom desempenho na
simulação do período histórico
1970-1990 (Fig. 1 e 2). No que se
refere à modelagem hidrológica da
bacia do rio Purus, encontra-se em
fase de finalização a calibração das
sub-bacias 9 a 11 e a preparação
dos cenários futuros a partir da
inclusão, no modelo, de cenários de
mudanças climáticas.
A incorporação de diferentes projeções climáticas, derivadas de diferentes cenários e modelos atmosféricos, na geração das projeções
hidrológicas, permitiu a análises
de incertezas na configuração da
resposta hidrológica sob o impacto
Figura 1: Vazões médias de longo termo simuladas pelo MHD-INPE utilizando dados de modelos atmosféricos em diferentes bacias Amazônicas
das mudanças ambientais globais.
Em geral, existe uma grande dispersão entre as diferentes projeções,
mas a maioria delas apresenta uma
diminuição das vazões medias e
extremas nas bacias amazônicas
(Fig. 3 e 4). Estudos de impactos
na geração de energia em plantas
hidroelétricas projetadas para
funcionar na bacia do Amazonas
mostram um decrescimento na
produção de energia sob os efeitos
das mudanças climáticas.
Visando o controle de cheias em
Pernambuco, foram ajustados modelos para simular ocorrências de
cheias nas áreas mais afetadas por
inundações. O relevo nos estirões
dos rios e perímetros urbanos
cortados por eles foi levantado a
laser, o que auxilia o planejamento
das intervenções a serem realizadas
e os alertas para a ocorrência dos
eventos extremos. A estrutura de
governança é um elemento importante para adaptação às mudanças
climáticas, especialmente na forma
pela qual os princípios institucionais
suportam o processo de adaptação
em diferentes níveis. Além disso, foi
identificado que compreender desa-
fios relacionados com a governança
da água pode contribuir para a
adaptação proativa à variabilidade
climática e, enquanto processo de
aprendizagem, superar tais desafios
pode contribuir para a adaptação
proativa às mudanças climáticas.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
A componente Recursos Hídricos
envolveu nos estudos 9 bolsistas
de Iniciação Científica, 1 Bolsista
PCI-DTI, 2 alunos de Mestrado
Figura 1: Médias mensais das vazões observadas e simuladas pelo modelo MGB-INPE para as sub-bacias de 1 a 8, indicadas
no mapa.
55
Recursos Hídricos
Figura 3: Projeções hidrológicas sob o efeito das mudanças climáticas no final do século nas bacias Amazônicas.
56
Figura 4: Projeções de vazões extremas sob o efeito das mudanças climáticas no final do século nas bacias Amazônicas.
e 4 alunos de doutorado. Eles atuaram na questão do
processo de formação de cheias e suas consequências
sobre o meio urbano; no desenvolvimento e aplicação de
modelos hidrológicos e na geração de projeções hidrológicas e o estudo de impactos das mudanças climáticas,
no estudo de impactos das mudanças climáticas sobre
reservatório de abastecimento de água e sobre a erosão
do solo no semiárido brasileiro e em estudos da governança da Adaptação às Mudanças Climáticas; Injustiça
Ambiental decorrente de eventos extremos.
INTERFACE CIÊNCIA-POLÍTICAS PÚBLICAS
Estudos foram desenvolvidos em parceria com entidades governamentais: Secretaria de Recursos Hídricos
e Energéticos de Pernambuco/Secretaria de Infraestrutura; Agência de Águas e Clima; CPRM. Na região de
Pernambuco, foram implantados os modelos hidrológicos
para auxiliar ações de defesa civil e obras de controle no
estado. Membros do subprojeto assessoram o Ministério Público do Estado da Paraíba e o Comitê da Bacia
Hidrográfica do Rio Paraíba na atual crise da seca 201214, particularmente no gerenciamento do reservatório
Epitácio Pessoa-Boqueirão.
FINANCIAMENTOS
As pesquisas citadas foram financiadas por diversos organismos: CNPq, CAPES, FINEP (CT-HIDRO), Banco Mundial
e União Europeia.
INFRAESTRUTURA
Foi construído o Laboratório de Geoprocessamento, que
dará suporte a muitos projetos relacionados ao INCT e
outros programas.
57
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Rodriguez DA, Chou SC, Tomasella J, Demaria E. Impacts of landscape fragmentation on simulated precipitation fields in the Amazonian
sub-basin of Ji-Paraná using the Eta model. Theoretical and Applied Climatology, p. 1, 2013.
Silva ACS, Galvão CO, Silva GS, Souza Filho FA. Ostrom s institutional design principles and reservoir management: a study on adaptation
to climate variability and change. IAHS-AISH Publication, v. 362, p. 101-106, 2013.
Energias Renováveis
PALAVRAS-CHAVE
energias renováveis, solar, eólica,
mudanças climáticas, energia,
desenvolvimento
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Como acoplar modelos de CFD (sigla em
inglês para Computational Fuid Dynamics)
e LES (sigla em inglês para Large Eddy
Simulations) a modelos de mesoescala
para levantamento de recursos de energia
eólica?
• Quais os efeitos das mudanças climáticas
globais sobre os recursos de energia solar
e eólica?
• Como melhorar o modelo BRASIL-SR para
áreas de elevado albedo ou cobertas de
neve (ex: Andes)? E em regiões desérticas
ou semidesérticas, onde o modelo não é
capaz de identificar pixels com cobertura
máxima de nuvens?
DESTAQUE
58
Durante esse período de avaliação, o
subprojeto destaca o desenvolvimento de
estudos sobre os impactos das mudanças
climáticas globais sobre a intensidade de
ventos extremos no Brasil.
O crescimento da economia
nacional demanda maior oferta de
energia. O Brasil ocupa uma posição privilegiada no que concerne
aos recursos renováveis de energia.
No entanto, segundo o Balanço
Energético Nacional de 2014, a
participação das energias renováveis na geração de eletricidade caiu
em cerca de 11% nos últimos três
anos. O cenário atual da nossa matriz de geração de energia elétrica
tem 71% de energia hidroelétrica
contra 8% de origem na biomassa e
apenas pouco mais de 1% de eólica.
O restante é oriundo de fontes não
renováveis com predominância
das fontes de combustível fóssil.
Devido à prolongada estiagem dos
últimos anos, a geração termelétrica tem crescido ano a ano. Diante
desse cenário, a inclusão de fontes
alternativas de energia visando dar
suporte ao crescimento nacional,
aumentar a segurança energética
nacional e minimizar emissões de
GEE deve ocupar uma pauta importante nos setores de decisão. Esse
subprojeto visa solidificar nosso conhecimento sobre nossos recursos
de energias solar e eólica e estudar
os impactos das mudanças climáticas globais sobre esses recursos de
energia limpa.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
Os estudos sobre o impacto das
mudanças climáticas globais sobre
o regime de ventos no Brasil ocuparam destaque importante nessa
fase do subprojeto, com resultados
publicados ou em fase de publicação. Os resultados do teste de
análise de tendências aplicado às
series temporais de dados de vento
de 42 estações meteorológicas
com períodos que variam entre os
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
CCST/INPE, UFAL, UNIFEI, UENF.
COORDENADOR
ENIO BUENO PEREIRA
[email protected]
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Av. dos Astronautas, 1758
12227-010, São José dos Campos, SP, Brasil
+5512 32086741
Prognóstico da variação relativa (%) da densidade de potencia eólica para o final do século. As setas indicam ajustes do modelo
com base em dados de séries históricas (verde: redução, magenta: aumento)
anos de 1947 e 2014 mostram
a tendência no vento extremo
máximo. 47% das estações indicam
tendências positivas, 19% apresentam tendências negativas e em
aproximadamente 33% das séries
não houve tendências significativas.
Com relação aos ventos extremos
mínimos, pode-se observar que 21%
das observações indicam tendência
positiva na velocidade do vento,
enquanto que 28,5% apresentam
tendência negativa e 50% apresentam tendência não significativa.
Também durante esse período
foram incorporadas melhorias no
modelo de transferência radiativa
BRASIL-SR, visando à publicação da
segunda edição ampliada e melhorada do Atlas Brasileiro de Energia
Solar. Para isso, estão sendo coletadas e validadas imagens digitais do
satélite GOES dos últimos 15 anos.
Adicionalmente, a rede SONDA de
coleta de dados de radiação solar
vem se expandindo e disseminando
os dados através do site público e
gratuito < http://sonda.ccst.inpe.
br/>.
Estação de coleta de dados de radiação solar da rede SONDA http://sonda.ccst.inpe.br/
59
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
Nesse período foi dado andamento
ao desenvolvimento de uma tese de
Doutorado com apoio do INCT, de
Marcel Pizuti Pes, que deverá defender sua tese no INPE no primeiro
semestre de 2015.
Variação sazonal dos totais diários da irradiação solar direta normal incidente com base em 11 anos de dados de satélite
mostrando as áreas potenciais para geração de energia empregando tecnologia solar (em laranja)
PUBLICAÇÕES
SELECIONADAS
Pinto LIC, Martins FR, Pereira EB,
Fisch GF, Lyra RFF. Confiabilidade
nas estimativas do regime do vento
fornecidas pelo BRAMS no estado de
Alagoas: influência do aninhamento
e da resolução horizontal de grades.
Revista Brasileira de Meteorologia,
v. 29, p. 242-258, 2014.
Escobar RA, Cortés C, Pino A, Pereira
EB, Martins FB, Cardemil JM. Solar
energy resource assessment in Chile:
Satellite estimation and ground station
measurements. Renewable Energy,
v. 71, p. 324-332, 2014.
Representação do teste de Mann-Kendall para as tendências nas series temporais de ventos extremos máximos (direita) e
mínimos (esquerda). As setas em vermelho indicam tendência significativa na velocidade do vento, as setas azuis indicam
diminuição na velocidade do vento e os quadrados indicam as estações nas quais o teste apresenta tendência não significativa
ao nível de confiança de 95%.
Biodiversidade - Composição, Estrutura e Função
dos Ecossistemas no Cerrado e Biomas da Mata
Atlântica: Respostas à Mudança Climática
PALAVRAS-CHAVE
fenologia, cerrado, mata atlântica, biodiversidade
funcional, modelos de distribuição de espécies
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Como as mudanças climáticas afetarão a
distribuição e a composição da biodiversidade
no Cerrado e na Mata Atlântica?
• Qual a situação atual, abrangência e qualidade
de dados bióticos e abióticos disponíveis
para modelagem de distribuição de espécies
presente e futura?
DESTAQUE
60
• Desenvolvimento de um workflow científico
de modelagem de nicho ecológico utilizando
ambiente R e pacote DISMO, através da linguagem
de desenvolvimento de scripts em paralelo
(Swift), rodando no cluster computacional de
alto desempenho do Laboratório Nacional de
Computação Científica (LNCC).
• Ampliação do banco de dados com séries
temporais (2000-2012) de evapotranspiração,
produtividade primária e precipitação.
Compilação de dados da vegetação e processos
ecossistêmicos para integração no banco de
dados. Análises preliminares de efeitos de
mudanças climáticas em palmeiras na Mata
Atlântica.
• Construção de banco de dados sobre estoques
de carbono, nitrogênio e fósforo em solos do
Brasil. Mais de 100 artigos compilados entre
1987 e 2014 com informações de mais de 170
sítios, resultando em mais de 3100 entradas.
• No período 2013-2014 procurou-se atualizar
o banco de dados de registros de ocorrência
de palmeiras nativas do estado de São Paulo,
com o objetivo de conhecer sua distribuição
atual para posteriormente realizar exercícios
de modelagem distribuição potencial dessas
espécies considerando possíveis cenários de
mudanças climáticas globais.
Os biomas Cerrado e Mata Atlântica
são hotspots de biodiversidade - áreas
de alta riqueza de espécies e níveis de
endemismo, sujeitas a uma perda rápida
e extensiva dos habitats. A principal
motivação deste subprojeto é avaliar
os impactos potenciais das mudanças
climáticas sobre a distribuição dos
grupos funcionais e sobre o funcionamento destes ecossistemas naturais.
Compilamos informações secundárias
e imagens de satélite para elaborar um
amplo banco de dados. A base de dados
de imagens e informações secundáras,
a princípio para os biomas Cerrado e
Mata Atlantica, hoje expandida para
todo o Brasil. A base de imagens está
disponível, através das plataformas de
pesquisa LAPIG Maps e LAPIG Database, desenvolvidas com o apoio deste
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
Universidade de Brasília, Universidade Federal
de Goiás, Instituto de Pesquisas Espaciais,
Universidade de Taubaté, Jardim Botânico do
Rio de Janeiro, Instituto Nacional de Pesquisas
Espaciais e Universidade de São Paulo (CENA),
Universidade Federal de Sergipe.
COORDENADORES
MERCEDES BUSTAMANTE(1)
[email protected]
JEAN OMETTO(2)
[email protected]
LUIZ MARTINELLI(3)
[email protected]
(1) Universidade de Brasília (UnB)
Asa Norte
70919-970, Brasília, DF, Brasil
+5561 31072984
(2) Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Av. dos Astronautas, 1758
12227-010, São José dos Campos, SP, Brasil
+5512 32087109
(3) Universidade de São Paulo (USP)
Av. Centenário, 303 – CP 96
13400-000, Piracicaba, SP, Brasil
+5519 34294074
Cerrado rupestre Serra Dourada
INCT (www.lapig.iesa.ufg.br).
A análise destes dados oferece
informações sobre a distribuição de
espécies vegetais, seus atributos
funcionais e seu ambiente físico. O
estudo da interação entre vegetação e funcionamento biogeoquímico dos ecossistemas permite
delimitar grupos funcionais. Com
isto, previsões de mudanças na
composição de grupos funcionais
em uma área indicariam alterações
de processos ecossistêmicos.
Tais informações contribuem por
meio da interação com o componente de modelagem do INCT-Clima para caracterizar os biomas
brasileiros e avaliar suas respostas
à mudança climática.
Transição Chapada dos Veadeiros
DESTAQUES CIENTÍFICOS
Organizamos séries temporais
(2000 a 2012) para todo o Brasil
com informações de temperatura,
precipitação, evapotranspiração,
água equivalente em sub/superfície, índice de vegetação, produtividade primária líquida e área
queimada. Tais dados permitem
identificar paisagens funcionais e
caracterizar domínios climáticos e
vulnerabilidades (naturais e antrópicas). Avaliamos padrões de distribuição de espécies de palmeiras
na Mata Atlântica e o efeito das
mudanças climáticas previstas. A
riqueza de espécies de palmeiras
tende a diminuir em áreas baixas e
aumentar em áreas elevadas. Compilamos dados da literatura obtendo
cerca de 228 mil células de dados
de atributos de relevância funcional
da vegetação e características dos
ambientes de ocorrência, como
os estoques e fluxos de N, P e C e
históricos de uso do solo.
Foram incluídas de três novas linhas
de pesquisa: 1.Abordagens funcionais e filogenéticas na estrutura de
comunidades visa entender o papel
de fatores históricos, condições
ambientais e interações bióticas
sobre os padrões de diversidade
taxonômica, funcional e filogenética em comunidades de campos
de altitude; 2. Conservação da
diversidade evolutiva de árvores
da Mata Atlântica visa gerar bases
para a conservação de linhagens de
espécies arbóreas ocorrentes na
Mata Atlântica do estado do Rio de
Janeiro avaliando o risco de extinção dessas espécies, utilizando-se
relações espécies-área; 3.Padrões
de endemismo de grupos taxonômicos selecionados no Estado do
Rio de Janeiro. Visa detalhar uma
das regiões de maior endemismo
do Domínio Atlântico, o Corredor
Mata de galeria Serra Dourada
Central da Serra do Mar e discutir
algumas possíveis causas ambientais para o padrão encontrado.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
• 10 alunos de pós-graduação,
sendo 5 vinculados ao Programa de
Pós-Graduação em Botânica e 5 ao
Mestrado Profissional Biodiversidade em Unidades de Conservação.
• Carla Roberta Gonçalves Reis Fixação biológica do nitrogênio em
manguezais de Franja e de Bacia
do litoral sudeste do Brasil (início
março de 2014).
61
Biodiversidade - Composição, Estrutura e Função
dos Ecossistemas no Cerrado e Biomas da Mata
Atlântica: Respostas à Mudança Climática
62
Caryocar brasiliense
• Fabiano Timóteo de Andrade. Estrutura florestal e avifauna presente
após vinte anos de restauração ecológica em seis áreas compreendidas pela Usina Hidrelétrica da CESP
de Paraibuna, SP. Início: 2011.
Dissertação (Mestrado Profissionalizante - Programa de Pós Graduação
em Ciências Ambientais) - Universidade de Taubaté. Orientador: Simey
Thury Vieira Fisch.
• Ana Carolina de Faria Santos.
Mudança da percepção das comunidades do entorno do Parque
Estadual da Serra do Mar (Núcleo
Santa Virgínia e Núcleo Picinguaba)
acerca da extração do palmito para
a do fruto da Euterpe edulis Mart..
Início: 2013. Iniciação científica
(Graduando em Ciências Biológicas)
- Universidade de Taubaté, Conselho
Nacional de Desenvolvimento Cien-
tífico e Tecnológico. (Orientador:
Simey Thury Vieira Fisch) PIBIC-Universidade de Taubaté.
• Dois alunos de graduação (Sheila
Lopes da Silva e Airton Rener Pestana do Nascimento) cujas atividades
foram finalizadas.
FINANCIAMENTOS
Projeto: FAPERJ - Padrões de endemismo de espécies da flora da
Mata Atlântica com ocorrência no
estado do Rio de Janeiro. Processo
E-26/110.598/2011 - APQ1.
Projeto Universal - Uso de Medidas de
Caracterização de Dados em Pré-processamento e Classificação (Processo
482222/2013-1).
Análise dos padrões de distribuição
das espécies e de formas de vida (her-
báceas, arbustos e árvores): Palmeiras
(Arecaceae) como indicadoras de
mudanças climáticas – pesq. Simey
Fisch (em continuação ao subprojeto “Distribuição da comunidade de
palmeiras no gradiente altitudinal da
Floresta Ombrófila Densa dos Núcleos
Picinguaba e Santa Virgínia do Parque
Estadual da Serra do Mar” vinculado
ao Projeto Temático Biota Gradiente
Funcional, Fapesp – proc. 03/125957, coordenadores Dr. Carlos Alfredo
Joly e Luiz Antonio Martinelli).
Coupling Climate and Vegetation:
bio-indicators - pesq. Simey Fisch,
Subprojeto do Componente 3 – “Case
Study 1: Studies on vulnerability to
climate change and indicators of vulnerability and impacts in the Paraiba
do Sul Valley” do Projeto Temático
FAPESP- IVA “Assessment of Impacts
and Vulnerability to Climate Change
63
Chapada dos Veadeiros
in Brazil and Strategies for Adaptation
Options” (Processo 08/58161-1, coordenador Dr. Jose Antonio Marengo
Orsini - CCST - INPE, SP).
Bolsas MCTI e CAPES (PNPD).
“Uso de dados orbitais de resolução
moderada para a identificação, mapeamento e caracterização da diversidade funcional, biológica e estimativa
da produtividade de ecossistemas
naturais e antropicos do bioma Cerrado”, financiado no âmbito do PRONEX
(CNPq / FAPEG).
Resposta às mudanças climáticas:
uma síntese sobre a estrutura e
funções dos ecossistemas de Cerrado
e da Amazônia brasileira. Agência
financiadora: CAPES –PNPD.
ciadora: CNPq Chamada 2 - Pesquisa
em Redes Temáticas para ampliação
do conhecimento sobre a biota, o
papel funcional, uso e conservação da
Biodiversidade Brasileira.
“Diversidade biológica do Cerrado:
estrutura e padrões” - Agência Finan-
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Pena JCC, Kamino LHY, Rodrigues M, Mariano Neto E, Siqueira MF. Assessing the conservation status of species with limited available
data and disjunct distribution. Biological Conservation , v. 170, p. 130-136, 2014. DOI: 10.1016/j.biocon.2013.12.015. http://www.
sciencedirect.com/science/article/pii/S0006320713004369
Bustamante M. et al. Co-benefits, trade-offs, barriers and policies for greenhouse gas mitigation in the agriculture, forestry and other land
use (AFOLU) sector. Global Change Biology. DOI: 10.1111/gcb.12591. 2014.
Sousa SB, Ferreira LG. Mapeamento da cobertura e uso da terra: uma abordagem utilizando dados de sensoriamento remoto óptico
multitemporais e provenientes de múltiplas plataformas. Revista Brasileira de Cartografia , v. 66, p. 321-336, 2014.
Saúde Humana
PALAVRAS-CHAVE
doenças de veiculação hídrica, poluição
atmosférica, desastres naturais, doenças
transmitidas por vetores, eventos extremos.
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Qual a magnitude do impacto a saúde para
grupos vulneráveis decorrente da exposição à
fumaça de queimadas?
• Qual o impacto de eventos climáticos
extremos, como as cheias da Amazônia e em
Santa Catarina na transmissão de doenças
relacionadas à água?
• Como a população e a mídia vêm se
apropriando das informações sobre
mudanças climáticas e seus impactos sobre
a saúde?
DESTAQUE
No sítio sentinela de Manaus foi observada
uma relação entre níveis extremos das águas
do Rio Negro e a incidência de doenças
como a leptospirose, malária e diarreia.
64
Estudos na Amazônia permitiram a
qualificação e a quantificação do potencial
risco carcinogênico oriundo dos compostos
liberados pelas queimadas.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
FIOCRUZ, SVS-Ministério da Saúde,
Agência Nacional de Águas, Organização
Panamericana de Saúde (OPS), UFRO,
UNEMAT, UFMT, USP, UFF, UFRN, UFPE, INPE,
IBGE, Secretaria de Saúde do Município
de Porto Velho, Fundação de Vigilância em
Saúde do Amazonas.
COORDENADORES
CHRISTOVAM BARCELLOS
[email protected]
SANDRA HACON
[email protected]
Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)
Av. Brasil, 4365
21045-900, Rio de Janeiro, RJ, Brasil
+5521 38653222 / 22702668
As mudanças ambientais e climáticas globais, que vêm se intensificando nas últimas décadas,
podem produzir impactos sobre
a saúde humana com diferentes
vias e intensidades. Algumas
dessas mudanças impactam de
forma direta a saúde e bem estar
da população como a ocorrência
de eventos extremos. No entanto,
na maior parte das vezes, esse
impacto é indireto, sendo mediado
por mudanças no ambiente como
a alteração de ecossistemas, na atmosfera , na biodiversidade e nos
ciclos biogeoquímicos, bem como
as condições de vulnerabilidade
dos territórios e populações.
Alguns importantes estudos foram:
as relações entre a variabilidade do
nível dos rios da Amazônia e a incidência de doenças de veiculação
hídrica; o papel do clima e das cidades na expansão da área de transmissão de dengue; a construção de
modelos preditivos de dengue para
as cidades brasileiras; a ocorrência
de desastres, eventos climáticos extremos e suas consequências sobre
a saúde; e os impactos da poluição
atmosférica gerada por queimadas
no perfil de morbidade e mortalidade da população.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
Os modelos de previsão desenvolvidos pelo grupo permitiram que se
realizassem estimativas de risco de
transmissão de dengue em cenários futuros, e foram utilizados para
avaliar o risco de epidemias durante
a Copa do Mundo de Futebol de
2014. A polêmica levantada na
imprensa internacional refletiu-se
também nas revistas acadêmicas.
A revista Nature publicou um artigo
alarmista sobre a possibilidade de
surtos de dengue durante a Copa,
o que foi contestado por meio de
artigo na revista Lancet Infectious
Diseases. Outro destaque foi para o
artigo publicado na revista Plos-one
(2014) sobre os efeitos agudos de
material particulado e black carbon
das queimadas na função respiratória de crianças (escolares) da
Amazônia brasileira. O artigo recém
publicado (2014) na revista Environmental Research sobre o dano
genético do material particulado e
black carbon na Amazônia brasileira foi o primeiro estudo a iniciar o
entendimento sobre os mecanismos de ação desses poluentes em
células de humanos.
INTERFACE CIÊNCIAPOLÍTICAS PÚBLICAS
Oficinas temáticas definiram os
dados a serem disponibilizados pelo
observatório, suas fontes de dados
e estratégias para integração. Os
indicadores selecionados estão
sendo disponibilizados e subsidiam
estudos acadêmicos e o desenvolvimento de inovações tecnológicas
nas áreas de clima e saúde. Também permitem o acompanhamento
e debate sobre estas mudanças por
parte da sociedade civil.
No site popularização da ciência do
CNPq (veja imagem) estamos adotando a prática de levar aos leitores
uma síntese das pesquisas em
desenvolvimento utilizando uma linguagem simples e objetiva. http://
www.cnpq.br/web/guest/noticiasviews/-/journal_content/56_INSTANCE_a6MO/10157/1811125
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
Os pesquisadores do projeto
participam, nas suas respectivas
instituições, de diversos programas de pós-graduação (ENSP/
Fiocruz, ICICT/Fiocruz, UNEMAT,
INPA, UFPE, INPE entre outros).
Cerca de 8 alunos de mestrado
e 6 alunos de doutorado desenvolveram suas pesquisas e teses
relacionadas a temas do projeto.
Além disso, os dados gerados ou
organizados pelo projeto estão
sendo usados por pesquisadores
de diversas outras instituições,
com acesso livre pelo site do Observatório de Clima e Saúde.
65
FINANCIAMENTOS
PRINCIPAIS EVENTOS
O projeto é principalmente financiado pela Rede CLIMA (bolsas), e
complementarmente pelo Ministério da Saúde e CNPq.
Seminário sobre eventos climáticos
extremos, desastres e emergências em saúde. Realizado em abril
de 2014 no Rio de Janeiro, reuniu
especialistas e gestores do setor
de defesa civil. O seminário discutiu
estratégias de monitoramento dos
efeitos dos eventos extremos sobre
a saúde, mostrando padrões regionais e sazonais de desastres.
INFRAESTRUTURA
O projeto utiliza as instalações do
Laboratório de Geoprocessamento
da Fiocruz e de outras instalações
envolvidas. Recentemente, foi criada uma nova sala do projeto, mais
ampla, para a instalação de equipamentos e móveis.
PUBLICAÇÕES
SELECIONADAS
Barcellos C, Lowe R. Expansion of
dengue transmission area in Brazil:
The role of climate and cities. Tropical
Medicine & International Health.
19(3). 2013.
De Oliveira Alves N, De Souza Hacon S,
De Oliveira Galvão MF, Simões Peixoto
M, Artaxo P, De Castro Vasconcellos P,
De Medeiros SRB. Genetic damage of
organic matter in the Brazilian Amazon:
A comparative study between intense
and moderate biomass burning.
Environmental Research (New York,
N.Y. Print), v. 011, p. 1, 2014.
Hahn MB, Gangnon RE, Barcellos
C, Asner GP, Patz JA. Influence of
Deforestation, Logging, and Fire on
Malaria in the Brazilian Amazon. Plos
One, v. 9, p. e85725, 2014.
Zonas Costeiras
PALAVRAS-CHAVE
vulnerabilidade, análises históricas, avaliação.
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Qual a variabilidade espacial e temporal dos parâmetros
hidrológicos, oceanográficos e ecológicos nas regiões e
ecossistemas costeiros do Brasil?
• Qual a vulnerabilidade das zona costeira à elevação do
nível do mar, erosão e progradação?
• Qual a vulnerabilidade dos ecossistemas costeiros e sua
biodiversidade aos impactos das mudanças climáticas
globais?
DESTAQUE
Os principais resultados gerados pelo subprojeto estão
associados à elaboração de projetos em colaboração com
instituições e grupos de pesquisa internacionais, nos mais
diversos temas da área de mudanças climáticas em zonas
costeiras e aprovação de diversos projetos de pesquisa
submetidos aos editais do CNPq e FAP´s, por pesquisadores
do subprojeto Zonas Costeiras. Os temas dos projetos
estão relacionados com mudanças climáticas, incluindo
a formação de redes de pesquisa e monitoramento. A
criação e/ou fortalecimento de projetos integrados ao
subprojeto, tais como o Sistema de Monitoramento da
Costa Brasileira (SiMCosta) e a Rede de Monitoramento de
Habitats Bentônicos Costeiros (ReBentos) são, por exemplo,
produtos permanentes do subprojeto Zonas Costeiras.
Outros estudos e/ou tópicos que merecem destaque:
66
1) Avaliações e estudos de caso sobre as características
geomorfológicas, litológicas e dinâmicas de diversas regiões
e localidades da costa brasileira, com implicações sobre as
previsões de elevação do nível do mar, mudanças no clima
de ondas e impactos de eventos extremos;
2) Enfoques metodológicos e aplicações de modelos
preditivos para avaliar vulnerabilidades da linha da costa
em regiões do Brasil (litorais do Rio Grande do Sul, Santa
Catarina, Rio de Janeiro e Bahia);3) Aplicações e produtos
da modelagem oceânica dentro dos estudos de impactos
da elevação do nível do mar e de eventos extremos;
4) Variabilidade climática global e regional (modos
climáticos) e seus efeitos sobre a Corrente do Brasil e sobre
os grandes ecossistemas marinhos;
5) Estudos preliminares sobre processos biogeofísicos
e biogeoquímicos e suas relações com o sequestro de
carbono em áreas costeiras do Brasil, incluindo áreas
vegetadas e plumas de grandes rios;
6) Avanços no monitoramento e estudos em corais de
recife, incluindo projetos com experimentação de campo
e laboratório, para testar os impactos da elevação da
temperatura e acidificação dos oceanos sobre estes
ambientes;
7) Avanços nas pesquisas sobre vulnerabilidade das
macroalgas aos impactos da urbanização e mudanças
climáticas, incluindo observações de campo e experimentos
de laboratório testando os efeitos de incremento de
nutrientes, acidificação e aumento da precipitação;
8) Avanços nos estudos sobre socioeconomia pesqueira e
sobre a vulnerabilidade socioambiental das comunidades de
pescadores em regiões estuarinas do Brasil.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
FURG, UFRN, UFSE, UFPB, URPE, UFBA, UFES, UFRRJ, UFRJ,
UFF, USP, UNICAMP, INPE, UNESP, UFPR, UNIVALI, UFSC,
UFRGS, UFPEL, Instituto Costa Brasilis, DHN/ Marinha do
Brasil, SEAP
COORDENADORES
CARLOS ALBERTO EIRAS GARCIA
[email protected]
JOSÉ HENRIQUE MUELBERT
[email protected]
MARGARETH DA SILVA COPERTINO
[email protected]
Universidade Federal do Rio Grande (FURG)
Av. Itália, km 8, Campus Carreiros
96203-900, Rio Grande, RS, Brasil
O subprojeto Zonas Costeiras
caracteriza-se por uma rede
de pesquisa interdisciplinar e
interinstitucional, formada por
mais de 50 pesquisadores de diferentes regiões do país e áreas
do conhecimento. O programa
possui como principal objetivo
avaliar o estado do conhecimento, identificar deficiências,
estabelecer protocolos, coordenar/integrar projetos que
investiguem a vulnerabilidade e
os efeitos das mudanças climáticas em zonas costeiras brasileiras, propondo ações adaptativas
e mitigadoras, em conjunto com
setores organizados da sociedade. As questões científicas
pertinentes, os impactos sobre
a costa e as vulnerabilidades
ecológica, social e econômica,
estão sendo estudadas por
especialistas reconhecidos em
suas áreas de atuação, de modo
a ter repercussão nacional e
internacional.
Os recursos disponibilizados
para o subprojeto Zonas Costeiras foram direcionados para
a manutenção de recursos
humanos (bolsas modalidade
DTI) da Coordenação e grupos
de pesquisa, para financiar a
execução de workshops, para
apoiar visitas e integração entre
pesquisadores, além de auxílio
à participação de bolsistas em
eventos nacionais. Os membros
deste subprojeto disponibilizaram, em contrapartida, seus
grupos de pesquisa, infraestrutura, projetos e financiamentos,
bancos de dados pretéritos,
além de outros bolsistas e estudantes. Portanto, para alcançar
suas metas, as ações de pesquisa do subprojeto Zonas Costeiras foram mantidas pela vontade
e esforço dos seus membros,
junto com a contrapartida de
inúmeros projetos individuais ou
de grupos de pesquisa. Ao longo
de sua existência, os esforços
integrados do subprojeto Zonas
Costeiras têm alcançado boa
parte de seus objetivos e metas,
produzindo resultados satisfatórios e concretos. Entre estes,
destaca-se o grande levantamento sobre o estado da arte
do conhecimento sobre zonas
costeiras no Brasil, incluindo
revisões históricas, análise de
dados pretéritos, estudos sobre
impactos e vulnerabilidades,
além de construção de modelos preditivos (INCT for Climate
Changes 2010, Copertino et al.
2010, Garcia & Nobre 2010).
Desde a criação do INCT para
Mudanças Climáticas em 2008,
o subprojeto Zonas Costeiras
realizou três Workshops, os
quais foram fundamentais para
a integração e desenvolvimento
do grupo, assim como para o
alcance de suas metas. Estes
eventos catalisaram a formação de grupos de pesquisa,
projetos e artigos científicos.
Embora o prazo de vigência do
INCT para Mudanças Climáticas
encerre em dezembro de 2014,
o subprojeto Zonas Costeiras
pretende continuar com seus
grupos de pesquisa e projetos e
dar suporte científico à criação
e/ou fortalecimento de redes de
monitoramento e observacionais
(ex., ReBentos e SiMCosta) e
projetos integrados como aqueles vinculados ao PELD e INCT´s.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
Riscos costeiros
Desenvolvimento, avaliação e
aplicação de metodologias de
análise e quantificação de riscos
costeiros relativos ao aumento
do nível do mar, grandes tempestades e galgamentos oceâ-
67
nicos, assim como projeção de
linhas de costa para quantificação e integração dos perigos
para o litoral brasileiro.
Os principais resultados obtidos por análise de variação
de linha de costa e modelos
mostram que:
(a) Modelos de dinâmica costeira mostram que a distribuição
da força de ondas ao longo da
costa do Nordeste apresenta
valores mais altos em áreas
sem proteção de recifes. Sob
cenários de elevação do nível
do mar, as projeções mostraram
que as maiores diferenças foram
encontradas atrás das linhas
recifais. Sob um aumento do
nível do mar de 0,5 m, a força de
onda aumenta em aproximada-
mente 10 % nas áreas expostas,
e em até 90 % nas áreas atrás de
recifes. Simulações indicam que
o transporte de sedimentos nessas áreas é ampliado, resultando
em expectativa de altas taxas
de erosão e retração da linha de
costa nos trechos controlados
por recifes.
(b) Diante de um cenário de
Zonas Costeiras
aumento do nível do mar em 0,5
m, a expectativa é de que pelo
menos 39,32 km2 da área da
Região Metropolitana de Recife
sejam inundadas. Num cenário
mais crítico de elevação do nível
do mar (1 m), este valor aumentaria para 53,69 km2.
(c) Análises da variação da linha
de costa do norte e leste da
Ilha de Santa Catarina (1957 a
2012) apontam predominância
de retração (-7,43 m ano-1) em
84% das praias estudadas.
(d) Há indícios de erosão nas
praias da costa Sul e Centro
Sul de Santa Catarina, estando
o processo erosivo relacionado
com a supressão ou modificação
das características naturais das
praias e/ou interface dunas.
68
(e) Uma análise histórica dos
ventos mostrou uma tendência
de aumento nos eventos extremos de velocidade do vento
para o litoral Sul do Brasil, ao
longo dos últimos 65 anos
(1948-2012).
Vulnerabilidade oceanográfica
(a) A floração do fitoplâncton em
águas costeiras tropicais é regulada pela dinâmica da profundidade da camada de mistura. Se
os cenários previstos favorecerem o aumento da estratificação
nestes locais, a concentração de
Chl-a deverá diminuir. Se o aprofundamento da camada de mistura e turbulência associada for
o cenário mais provável, então
o fitoplâncton deverá aumentar
ou, no mínimo, se manter no
nível atual.
(b) Mudanças no regime de
ventos e entradas de frentes frias
afetam a composição do fitoplancton, alterando também as
taxas de recrutamento de invertebrados bentônicos, responsáveis
pela estruturação das comunidades em costões rochosos.
Vulnerabilidade dos Ecossistemas e Biodiversidade
(a) No verão 2009/2010, anomalias térmicas de temperatura
alcançaram valores de até 1o
C e os percentuais de colônias
branqueadas nos recifes investigados variaram em torno de 20%
a 40%. Em anos que não ocorreram anomalias térmicas (2011,
2012 e 2013), o percentual de
branqueamento não atingiu 10%.
(b) O coral endêmico brasileiro
(Mussismilia braziliensis), formador das colônias do Banco
de Abrolhos, apresentam uma
alta sensibilidade ao estresse
térmico e, portanto, uma baixa
tolerância às anomalias de
temperatura, sendo vulnerável
às mudanças climáticas globais. O aumento da temperatura da água pode afetar diretamente a extensão linear do
coral, podendo comprometer a
manutenção e a vitalidade dos
recifes brasileiros.
(c) Análises históricas e modelos sobre a distribuição da flora
marinha bentônica indicam
ampliação da distribuição de
táxons tropicais em direção ao
sul. Adicionalmente, experimentos multifatoriais e controlados
evidenciam que a resposta
ecofisilógica das espécies aos
efeitos sinérgicos de elevação
da temperatura, acidificação
e aumento de nutrientes, são
muito distintas das esperadas
aos fatores isolados.
Vulnerabilidade Social
As unidades de conservação
afetam a vulnerabilidade social
de pescadores artesanais em
áreas de manguezais, restringindo tanto o meio de vida atual
quanto as opções de adaptação
futura às mudanças climáticas.
INTERFACE CIÊNCIAPOLÍTICAS PÚBLICAS
Alguns produtos do projeto estão
gerando mapas de risco, com
simulações da linha de costa nos
próximos 5, 10, 25 e 50 anos.
Estes são importantes subsídios
para estudos de adaptação de
zonas costeiras. Os resultados
de análise de vulnerabilidade
ecológica e social são fundamentais para a adequação e integração das políticas de adaptação
às mudanças climáticas, nas
áreas de gestão da pesca e de
conservação da biodiversidade,
contribuindo para promover a resiliência conjunta de pescadores
e ecossistemas costeiros.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
A formação de recursos humanos pelos pesquisadores
do subprojeto Zonas Costeiras
resume-se a 82 alunos de mestrado, 58 alunos de doutorado,
18 pesquisadores de pós-doutorado, 43 bolsistas de Iniciação Cientifica e 13 bolsistas de
Apoio Tecnológico, porém, nem
todos estão correlacionados
com o subprojeto.
FINANCIAMENTOS
As pesquisas são financiadas
essencialmente por outras
fontes, tais como programas
PELD (CNPq), Fundação O
Boticário de Proteção à Natureza, SISBIOTA (CNPq), CAPES,
FAPERGS, FINEP, MMA, MCTI,
Petrobrás e pelo Instituto Inter-Americano para Mudanças
Globais. O INCT financia a organização dos workshops, passa-
gens e diárias para a realização
dos mesmos, manutenção da
secretaria do subprojeto e da
página da internet.
PRINCIPAIS EVENTOS
III Workshop Brasileiro de Mudanças Climáticas em Zonas
Costeiras & III Workshop da
Rede de Monitoramento de
Habitats Bentônicos Costeiros.
Este evento único foi marcado
por uma maior interação entre
o grupo ReBentos (biodiversidade e ecologia) e grupos mais
físicos e geológicos, tanto na
composição das mesas como
na metodologia de grupos de
trabalhos. A participação de
pesquisadores estrangeiros
contribuiu de maneira signifi-
cativa para estimular o debate
de novas áreas e temas, com
propostas de colaboração e formação de grupos de pesquisa.
O portal Mudanças Climáticas
Zonas Costeiras possui todas as
informações detalhadas sobre III
Workshop, além de dar acesso a
informações e documentos do
subprojeto Zonas Costeiras.
69
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Krug LA, Gherardi DFM, Stech, JL, Leão ZMAN, Kikuchi RKP, Hruschka Jr L, Suggett D. The construction of causal networks to estimate
coral bleaching intensity in Brazil, Environmental Modelling & Software, v. 42, p. 157-167, 2013.
Soares HC, Gherardi DFM, Pezzi LP, Kayano MT, Paes ET. Patterns of interannual climate variability in large marine ecosystems, Journal of
Marine Systems, v. 134, p. 57-68, 2014.
Turra A, Cróquer A, Carranza A, Mansilla A, Areces AJ, Werlinger C, Martínez-Bayón C, Nassar CAG, Plastino E, Schwindt E, Scarabino F,
Chow F, Figueroa FL, Berchez F, Hall-Spencer JM, Soto LA, Buckeridge MS, Copertino MS, De Széchy MTM, Ghilardi-Lopes NP, Horta P,
Coutinho R, Fraschetti S, De Andrade NLZM. Global environmental changes: setting priorities for Latin American coastal habitats. Global
Change Biology (Print), v. 19, p. n/a-n/a, 2013
Urbanização e Megacidades
PALAVRAS-CHAVE
vulnerabilidade social, urbanização,
mudanças climáticas, inundações,
deslizamentos de terra, percepção social
das mudanças climáticas, pesquisa de
opinião pública computadorizada.
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Quais são as principais vulnerabilidades
às Mudanças Climáticas nas Regiões
Metropolitanas de São Paulo (RMSP) e Rio
de Janeiro (RMRJ)?
• Como os impactos relacionados às
Mudanças Climáticas (por exemplo,
elevação do nível do mar e eventos
extremos) poderão ocorrer nestas
megacidades?
• Quais são os grupos estão mais expostos
aos perigos das Mudanças Climáticas?
• Quais as diferentes situações de riscos
e vulnerabilidades nas diversas áreas
urbanas do país?
As megacidades se constituem em
local fundamental tanto em termos
de mitigação das mudanças climáticas, tendo em vista sua importância
na concentração da emissão de
gases que provocam o aquecimento global, quanto em termos dos
efeitos das variações climáticas,
através do aumento dos riscos (deslizamentos de terra, inundações,
enchentes, e estiagem) que atingem
toda a sociedade, mas de maneira
mais intensa grupos sociais em
piores condições socioeconômicas,
principalmente no contexto urbano.
Os esforços de pesquisa foram voltados principalmente para apreensão dos diversos aspectos relacionados com as vulnerabilidades que
se configuram em áreas urbanas
frente aos “novos” riscos decorrentes das mudanças climáticas.
DESTAQUE
70
Durante o período 2013-2014 foi realizado
um grande esforço para sistematizar a
discussão sobre segurança humana, tendo
em vista a importância que vem assumindo
a questão dos desastres associados
aos eventos climáticos extremos. Como
resultado do “IV Programa de Estudos
em População e Ambiente: segurança
humana em contexto de desastres” foi
realizado uma série de articulações com
diversos grupos acadêmicos, envolvendo
também diversos agentes nessa ação,
como representantes: da sociedade civil;
das três instâncias da gestão das políticas
públicas; da defesa civil; da assistência
social. O trabalho de articulação desses
diversos agentes foi concretizado em 2014
com a publicação do livro “Segurança
Humana no Contexto dos Desastres”.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
UNICAMP, UFMG, UFRN, UFPR, UnB, PUC
Campinas, UFPA, UFSCar
COORDENADORES
ROBERTO LUIZ DO CARMO
[email protected]
HELOISA SOARES DE MOURA COSTA
[email protected]
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Av. Albert Einstein, 1300, CP 6166
13083-852, Campinas, SP, Brasil
+5519 35215898
DESTAQUES CIENTÍFICOS
Segundo Carmo e Anazawa (2014),
o Atlas Brasileiro de Desastres Naturais indica que houve um aumento
expressivo no número de ocorrências de desastres, totalizando 8.671
ocorrências na década de 1990, e
23.238 na década de 2000.
A distribuição dos danos humanos
para o período considerado (19912010) aponta que a estiagem e
seca são os desastres que mais afetam pessoas (53,41%), por serem
mais recorrentes. Já as inundações
bruscas atingem 21,34% da população do Brasil e causam maior número de óbitos (43,19%), enquanto
que os óbitos por seca e estiagem
representam 10,38%.
A região Sudeste apresenta grande
parte das ocorrências de estiagem
e secas (35%) e inundações bruscas
(32%) do total registrado para o
país. A diversidade de regimes
climáticos da região é decorrente
da variabilidade longitudinal e de
relevo, a maritimidade e continentalidade, além da atuação de sistemas tropicais e extratropicais de
latitudes médias.
O Sistema de Informações sobre
Mortalidade (SIM) e o Anuário de
Desastres Naturais revelaram que
o ano de 2011 concentrou o maior
volume de óbitos decorrentes dos
desastres. O Anuário de Desastres
Naturais de 2012 registrou para o
ano de 2012 um total de 93 óbitos.
O grande volume de óbitos em 2011
deve-se ao megadesastre da região
Serrana do Rio de Janeiro, que deixou 912 mortos, além de 350 pessoas desaparecidas e 45 mil pessoas
desabrigadas. Este evento foi considerado um megadesastre, o maior
da história do país. Já em 2012, o
número de afetados foi maior devido
aos resultados das secas/estiagem
na região Nordeste.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
Do conjunto de participantes no início da pesquisa, houve uma grande
evolução:
- Ricardo Ojima: pós-doutorando no
início, ao longo da pesquisa realizou
concurso e foi contratado pela
Universidade Federal do Rio Grande
de Norte (UFRN);
- Eduardo Marandola Junior: pós-doutorando, realizou concurso e
foi contratado pela Universidade
Estadual de Campinas (UNICAMP);
- Zoraide Amarante Itapura Miranda: pós-doutoranda, realizou
concurso e foi contratado pela
Empresa Paulista de Planejamento
Metropolitano;
- César Augusto Marques da Silva:
realizou doutoramento ligado à
pesquisa do INCT e foi contratado
com professor da Escola Nacional
de Ciência Estatística (ENCE-IBGE);
Ou seja, todos os pós-doutorandos
ligados ao conjunto de projetos que
incluía o INCT assumiram posições
importantes na academia e na
gestão pública.
Da mesma forma, Igor Cavallini Johansen terminou seu Mestrado em
Demografia, e agora cursa o Doutorado em Demografia na UNICAMP.
Francine Modesto dos Santos vai
defender a sua tese de Doutorado
em Demografia no dia 13 de março de 2015, e será
a última estudante do grupo que iniciou trabalho
associado aos temas de pesquisa do INCT para Mudanças Climáticas.
INTERFACE CIÊNCIA-POLÍTICAS PÚBLICAS
Conforme já apontado, como resultado do “IV Programa de Estudos em População e Ambiente: segurança
humana em contexto de desastres” foi realizado uma
série de articulações com diversos grupos acadêmicos,
envolvendo também diversos agentes nessa ação, como
representantes: da sociedade civil; das três instâncias da
gestão das políticas públicas; da defesa civil; da assistência social. O trabalho de articulação desses diversos
agentes foi concretizado em 2014 com a publicação do
livro “Segurança Humana no Contexto dos Desastres”.
FINANCIAMENTOS
Houve uma interface muito grande na utilização de recursos do INCT, subprojeto Megacidades e Rede CLIMA
– sub-rede Cidades. Ao mesmo tempo havia interface
também com o projeto ‘Urban Growth, Vulnerability and
Adaptation: Social and Ecological Dimensions of Climate
Change on the Coast of São Paulo’, financiado pela FAPESP (Processo 2008/58159-7), projeto esse que foi desenvolvido no âmbito do Núcleo de Estudos de População
(NEPO) e do Núcleo de Estudos e Pesquisas Ambientais
(NEPAM), ambos da Universidade Estadual de Campinas
(UNICAMP). Todos esses projetos foram concebidos e
aprovados sob a coordenação do Prof. Daniel Joseph
Hogan. Com a morte precoce do Prof. Hogan, foram necessários rearranjos de equipes e reformulações. Todos
esses projetos foram finalizados em 2014.
71
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Carmo RL, Anazawa TM. Mortalidade por desastres no Brasil: o que mostram os dados. Ciência e Saúde Coletiva (Impresso), v. 19, p.
3669-3681, 2014.
Nawarotzki RJ, Guedes GR, Carmo RL. Affluence and Objective Environmental Conditions: Evidence of Differences in Environmental
Concern in Metropolitan Brazil. Journal of Sustainable Development, v. 7, p. 173-193, 2014.
Carmo RL, Dagnino RS, Johansen IC. Transição demográfica e transição do consumo urbano de água no Brasil. Revista Brasileira de
Estudos de População (Impresso), v. 31, p. 169-190, 2014.
Economia das Mudanças Climáticas
PALAVRAS-CHAVE
análise de impacto, modelagem sistêmica,
modelos computáveis de equilíbrio geral,
economia da mudança climática, análise
econômica espacial, ciência regional.
PRINCIPAL PERGUNTA
DE PESQUISA
• Quais os impactos econômicos das
mudanças climáticas?
• Que regiões e setores serão os mais
afetados pelas mudanças climáticas?
• Qual a trajetória futura de emissões de
gases de efeito estufa (GEE) no Brasil?
• Quais as alternativas de políticas de
controle de emissões de GEE no Brasil?
O subprojeto tem se dedicado
a dois temas principais. Um é o
desenvolvimento de metodologias
aplicadas para análise de impactos
socioeconômicos das mudanças
climáticas no Brasil, com destaque
para a construção de modelos
de equilíbrio geral computável e
simulações de impactos de eventos extremos. O subprojeto tem
desenvolvido também trabalhos na
temática de emissões de gases de
efeito estufa, mercados de carbono
e políticas de controle de emissões.
Também tem trabalhado na interface destes modelos econômicos
com outros temas relevantes na
pesquisa sobre mudanças climáticas, como energia, agricultura,
demografia e saúde. Os pesquisadores do subprojeto são os responsáveis pelas primeiras simulações
de impacto econômico das mudanças climáticas para o Brasil; e
pelas mais relevantes análises de
políticas brasileiras de controle de
emissões de gases de efeito estufa.
• Como as políticas climáticas de outros
países afetam o Brasil?
• Quais os impactos de ações domésticas
de mitigação sobre a economia brasileira?
• Quais os impactos dos biocombustíveis
na mitigação das mudanças climáticas?
DESTAQUE
72
Análises dos impactos de eventos
extremos: uma inundação severa na
cidade de São Paulo, como a observada
em 2008, representaria perdas totais de
R$ 1,4 bilhões de reais, com 68% desse
efeito na cidade de São Paulo, e 32% no
restante do país.
Políticas de mitigação (reduções de
emissões de gases de efeito estufa
no Brasil): a redução de emissões no
Brasil pode ser atingida com pequenos
custos em termos de perda de atividade
econômica, embora metas mais
ambiciosas tenham que ser adotadas a
longo prazo.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
FEA-USP, FEARP-USP, ESALQ-USP,
CEDEPLAR-UFMF, UFJF, UFBA, IPEA-RJ
COORDENADORES
EDUARDO HADDAD
[email protected]
JACQUES MARCOVITCH
[email protected]
Universidade de São Paulo (USP)
Av. Prof. Luciano Gualberto, 908
05508-900, São Paulo, SP, Brasil
+5511 38131444
Figura 1: Política de melhoria da eficiência energética tem apresentado resultados promissores. Foto: Marcos Santos/USP
DESTAQUES CIENTÍFICOS
A política brasileira restritiva ao
desmatamento na Amazônia e nos
Cerrados, capaz de evitar a perda de 68 milhões de hectares de
florestas e cerrados até 2050 deve
gerar perdas econômicas pouco
expressivas, de até 0,15% no PIB.
A produção agropecuária sofreria
perdas de até 1,9% na produção e
de 4% nas exportações. Esses resultados sugerem custos econômicos
pouco expressivos diante dos potenciais benefícios de preservação
ambiental, e devem-se em grande
parte à capacidade de aumento
em produtividade das pastagens
brasileiras e conversão de áreas de
vegetação secundária e subaproveitadas em cultivos agrícolas.
No caso brasileiro, os estudos
apontam que metas ambiciosas de
redução de emissões por meio de
políticas de taxação de carbono,
devem estar associadas a períodos
mais longos de tempo; e metas
menos ambiciosas a períodos mais
curtos, devido à própria estrutura
atual da matriz energética brasileira
intensiva em fontes mais “limpas”.
Os resultados apontados pela política de melhoria da eficiência energética, por seu turno, são promissores. Com a elevação da eficiência
energética a economia passa a
crescer mais, reduzindo suas emissões de GEE, mesmo considerando
alguns de seus custos.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
Uma aluna de mestrado acadêmico em Economia da FEA-RP/USP,
bolsista DTI-C, desenvolveu estudo
73
Figura 2: Política de combate ao desmatamento da Amazônia e Cerrado: custos econômicos para a agropecuária são pouco expressivos, graças aos ganhos de produtividade. Foto: Agência
USP de Notícias
sobre os impactos dos investimentos na produção de petróleo da
camada de pré-sal sobre a economia
e as emissões brasileiras de gases
de efeito estufa.
mudanças climáticas. Doutor
posteriormente aprovado em
concurso para Professor Adjunto
na FEA-UFJF.
Uma tese de doutorado defendida
no Cedeplar-UFMG sobre estratégias de redução de emissões de
Gases de Efeito Estufa na Economia
brasileira. Doutora posteriormente
aprovado em concurso para Professor Adjunto na FEA-UFMG.
INTERFACE CIÊNCIAPOLÍTICAS PÚBLICAS
Uma tese de doutorado defendida
na FEA-USP sobre modelagem
do uso da terra e impactos de
Participação de diversos pesquisadores do subprojeto como
autores principais e colaboradores
no Painel Brasileiro de Mudanças
Climáticas, nos grupos de trabalho
GT3 (Mitigação das Mudanças Climáticas) e GT2(Impactos, Vulnerabilidades e Adaptação).
FINANCIAMENTOS
BNDES (financiamento não reembolsável com recursos do Fundo de
Estruturação de Projetos - BNDES
FEP), CNPq (Universal, Ciências
Sociais Aplicadas, Programa de Cooperação CNPq/MIT, Produtividade
em Pesquisa) e CAPES.
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Haddad EA, Teixeira E. Economic Impacts of Natural Disasters in Megacities: The Case of Floods in São Paulo, Brazil. Habitat
International, 2014.
Estudos de Ciência, Tecnologia
e Políticas Públicas
PALAVRAS-CHAVE
mídias, sociologia, antropologia, percepções,
política, políticas públicas
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Qual é o papel da ciência em processos de
decisão sobre o clima no Brasil?
• Como poderão a ciência e os processos
de tomada de decisão melhorarem para próativamente e efetivamente otimizar políticas
pública sobre clima no Brasil?
• Como é que vários atores entendem e
se relacionam com o tema de mudanças
climáticas?
• Como podemos entender variações
aparentes nos entendimentos de atores
nacionais, e qual é o papel das mídias
nacionais (jornais impressos) nas
discussões e “framings” do tema?
Explorando o papel da ciência e de
“policy networks” (redes de atores)
em políticas públicas de mudanças climáticas no Brasil, o projeto
adotou uma variedade de métodos
quantitativos e qualitativas. Foi
analisado o conteúdo relacionado
às mudanças climáticas em quatro
grandes jornais nacionais de 2002
a 2012, com destaque central nos
anos 2007, 2008 e 2011. Além
disso, entrevistas foram feitas e
respostas colhidas com um questionário, ambos explorando as ações
e as posições de atores chaves nas
discussões nacionais de políticas
públicas do clima. Como resultado, o projeto tem identificado os
atores e os debates mais centrais
nas discussões nacionais sobre as
mudanças climáticas. O projeto faz
parte do projeto Compon (www.
compon.org), o qual coordena
estudos semelhantes em 18 países
no mundo, seguindo uma metodologia padronizado afim de poder
intercomparar diferentes países e
regiões do mundo e assim melhorar
entendimento do desenvolvimento
(ou falta de tal desenvolvimento) de
políticas públicas de clima em nível
nacional e internacional.
DESTAQUE
74
A ênfase tem sido sobre a realização de
coleta de dados e processamento de
dados e a análise de ligações ciênciamídia-políticas relacionadas às mudanças
climáticas, com especial atenção para
a forma como os impactos ambientais
da produção e consumo de carne são
abordados nos três domínios.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais,
Universidade de Brasília , Universidade de
Minnesota e Universidade do Colorado
Fonte: Broadbent et al., “The COMPON Project: Introduction and Comparative Overview”, manuscript submitted to this issue of
Climatic Change.
Figura 1: International Scale in International Comparison.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
COORDENADOR
MYANNA LAHSEN
[email protected]
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Av. dos Astronautas, 1758
12227-010, São José dos Campos, SP, Brasil
+5512 32086840 / 7126
O estudo da cobertura de mudanças climáticas em quatro grandes
jornais brasileiros de 2002-2012
identificou um desajuste profundo entre a causa principal das
emissões nacionais de gases de
efeito estufa e as principais causas
e soluções em foco em debates
públicos e, portanto, em processos
de tomada de decisão. As emissões
naionais provêm centralmente do
uso da terra e têm forte connexão
com a produção de carne. Embora
a ciência foque cada vez mais nos
impactos ambientais negativas do
alto nível de produção e consumo
de carne ao nível internaional, esse
conchecimento crítico quase não
se transmite para o público brasileiro pelos grandes jornais impressos
estudados. O estudo identificou
duas tendências que se destacam
em intercomparação internacional:
um forte foco em processos de
decisão ao nível internacional e
uma relutância em vincular eventos
de desastres naturais à mudança
climática antrópica, em contraste
com as tendências observadas em
outros países, como por exemplo os
Estados Unidos. Os resultados são
analisados em dois manuscritos de
artigos científicos.
75
INTERFACE CIÊNCIAPOLÍTICAS PÚBLICAS
O tabu nacional quanto ao assunto de carne nas mídias nacionais
destaca a necessidade de novas
instituições para incentivar discussões e ações para a sustentabilidade
ambiental, especialmente em áreas
onde há fortes interesses econômicos, políticos e culturais contra uma
mudança do status quo. A inovação
institucional necessária tem que incluir mudança na economia política
das mídias de comunicação.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
Durante este período, uma aluna
de doutorado esteve vinculada ao
projeto.
FINANCIAMENTOS
Este projeto tem recebido poucos
recursos do INCT-MC. A maioria
foi pago com bolsa de pesquisa
do CNPq. No inicio do projeto,
as pesquisas foram apoiados por
uma bolsa do U.S. National Science
Foundation.
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Barnes J, Dove M, Lahsen M, Mathews A, McElwee P, McIntosh R, Moore F, O’Reilly J, Orlove B, Puri R, Weiss H and Yager K.
“Anthropology’s Contribution to the Study of Climate Change.” 2013. Nature Climate Change. Vol. 3, June, pp. 541-544.
Lahsen M. “Climategate: The Role of the Social Sciences.” Climatic Change, 119(3):547-58. DOI: 10.1007/s10584-013-0711-x,
Published online 6 March 2013.
Lahsen M. “Anatomy of Dissent: A Cultural Analysis of Climate Skepticism,” American Behavioral Scientist, 57(6):732-53. Doi
10.1177/0002764212469799. Published online 10 January 2013.
Emissões de Lagos e Reservatórios
PALAVRAS-CHAVE
gases de efeito estufa, séries temporais,
modelagem numérica, frentes frias,
recursos hídricos
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Quais os principais efeitos da passagem
sucessiva de frentes frias sobre os
processos de estratificação e mistura no
reservatório de Itumbiara (GO)?
• Como as propriedades ópticas inerentes
e aparentes modificam a cor da água
durante o ciclo hidrológico no reservatório
de Funil (RJ)?
DESTAQUE
76
Com a aquisição do modelo ELCOMCAEDYM, iniciou-se experimentos
numéricos com o objetivo de simular a
dinâmica e as emissões de carbono por
estes ambientes, e avaliar os impactos das
mudanças climáticas sobre as emissões
de carbono. Atualmente, os reservatórios
Hidrelétricos Itumbiara, no bioma Cerrado,
e Tucuruí, no bioma Amazônia estão sendo
estudados.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
A questão da geração hidrelétrica
e do meio ambiente sempre esteve
repleta de discussões em torno da
viabilidade destes projetos e dos
impactos ambientais negativos
impostos onde se instalavam. No
tocante à emissão de gases precursores do efeito estufa (dióxido de
carbono - CO2; metano - CH4; óxido
nitroso - N20), a hidroeletricidade
sempre esteve cogitada como uma
fonte de energia limpa e renovável,
quando comparada principalmente
com as alternativas termelétricas, que empregam a queima de
combustíveis fósseis na geração de
energia elétrica.
Durante a década de 90, as hidrelétricas passaram a ser investigadas
e conclusões da época afirmavam
que seus reservatórios poderiam
estar também contribuindo para
a intensificação do efeito estufa,
através da emissão de gases biogênicos, produto da decomposição
de material orgânico em sua bacia
de acumulação. Porem, os reserva-
tórios hidrelétricos tem um papel
estratégico no desenvolvimento do
Brasil. A maior parte das atividades
brasileiras esta baseada na energia
hidrelétrica. Assim, pesquisas tem
que ser desenvolvidas para assegurar a segurança energética e hídrica.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
A ocorrência de frentes frias sobre
o reservatório de Itumbiara impacta
a circulação e mistura vertical da
coluna d’água significativamente,
e é responsável por intensificar
o processo de resfriamento
diferencial, gerando correntes de
densidade que exportam água da
região litoral (oxigenada e rica em
nutrientes) para a zona pelágica.
Estes podem ser processos
chave que controlam a evasão de
carbono em reservatórios sujeitos
a passagem de frentes firas.
Adicionalmente, os resultados
obtidos neste estudo indicam
que as mudanças potenciais na
INPE, UFRJ.
COORDENADORES
MARCO AURÉLIO DOS SANTOS (1)
[email protected]
JOSÉ LUIZ STECH (2)
[email protected]
(1) Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Centro de Tecnologia, Bloco C, sala 211
Cidade Universitária – CP 68565
21941-972, Rio de Janeiro RJ, Brasil
+5521 25628763
(2) Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Av. dos Astronautas, 1758
12227-010, São José dos Campos, SP, Brasil
+5512 32086473
Figura 1: Resultados da simulação para o reservatório da UHI: (a-l) evolução da temperatura da superfície da água (WST) ao
longo do outono e inverno de 2010.
77
Emissões de Lagos e Reservatórios
Figura 3: Resultados preliminares da simulação do balanço de carbono no reservatório da UHE Tucuruí utilizando o modelo acoplado ELCOM-CAEDYM.
78
Figura 4: Condição de bloom de algas em Funil (RJ)
Figura 4: Condição de bloom de algas em Funil (RJ)
atividade de frentes frias sobre
a América do Sul, devido a
variabilidade do clima, podem levar
a uma significante alteração das
emissões de carbono por estes
sistemas aquáticos.
No reservatório de Funil foram
desenvolvidos estudos, na área de
bio-óptica, e tiveram como objetivo:
quantificar a concentração de
Clorofila-a no reservatório através
de algoritmos e modelagem
bio-optica; e identificar a
floração de algas, principalmente
cianobactérias (Ficocianina)
utilizando modelagem bio-óptica e
dados de sensoriamento remoto.
Os resultados são importantes, pois
79
Figura 5: Radiômetros da TriOS em operação no reservatório de Funil (RJ).
se sabe que o crescimento dessas
algas tem um impacto na saúde
das pessoas e animais que vivem
nas margens desses corpos d´água,
podendo ser fatal. A floração de
algas e as alterações no índice
trófico nos reservatórios são de
grande importância para a dinâmica
do carbono nestes ambientes.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
1) Caracterização e avaliação da
dinâmica sazonal das propriedades
bio-ópticas do reservatório de
funil com apoio de sensoriamento
remoto, dados in situ e modelos
ópticos.
2) Re-parametrização de um
algoritmo quasi analítico e
estimação de ficocianina para um
reservatório tropical
FINANCIAMENTOS
Houve recursos complementares
de dois projetos financiados pela
FAPESP, no valor aproximado de
R$ 600.000,00. Os recursos foram
utilizados no desenvolvimento de
três dissertações de mestrado e
uma tese de doutorado.
3) Impactos das mudanças
climáticas sobre a emissão
de carbono em reservatórios
hidrelétricos Amazônicos: o caso da
UHE Tucuruí, Pará, Brasil.
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Curtarelli MP, Alcântara E, Rennó C, Stech J. Effects of cold fronts on MODIS-derived sensible and latent heat fluxes in Itumbiara Reservoir
(Central Brazil). Advances in Space Research, v. 52, p. 1668-1677, 2013.
Ogashawara I, Curtarelli M, Souza A, Augusto-Silva P, Alcântara E, Stech J. Interactive Correlation Environment (ICE) - A Statistical Web Tool
for Data Collinearity Analysis. Remote Sensing, v. 6, p. 3059-3074, 2014.
Processos de Combustão
PALAVRAS-CHAVE
sequestro de CO2 , combustão via
recirculação química, CLR, CLC, fatores de
emissão, regeneração de florestas.
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Quais características físico-químicas
de um transportador de oxigênio e quais
parâmetros reacionais são determinantes
para sua utilização em processo CLC ou
CLR?
• Como acontece a regeneração das
espécies arbóreas e sequestro de CO2 nas
áreas atingidas pelo fogo?
• Quais os fatores de emissão dos gases CO2
, CO, CH4 , C2 , C3 e PM2.5 emitidos durante
a combustão de biomassa na floresta
Amazônica?
DESTAQUE
Os resultados mais promissores foram
obtidos com o TO Nb2O5/ɣ- Al2O3, inédito
na literatura e diferentemente de todos os
demais, altamente seletivo ao processo CLR.
80
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
LCP/INPE, PETROBRAS, FEG/UNESP,
EMBRAPA/Acre, UW – Seattle.
O Grupo de Catálise do LCP/INPE
deu continuidade às atividades de
pesquisas que visam utilizar a combustão de gás natural para produzir
energia, sem a emissão para a
atmosfera de gases poluentes, tais
como CO, CO2 e NOx. No estudo,
2 processos estão envolvidos na
combustão de CH4, tomado como
reagente modelo: CLC (Chemical-looping Combustion), o qual leva à
produção de CO2 (capturado subsequentemente) e/ou CLR (Chemical-looping Reforming), que produz
H2 (fonte limpa de energia) e CO
(reagente básico na indústria petroquímica). Os estudos confirmaram
de forma inequívoca que a seletividade a um ou outro desses processos depende fundamentalmente da
escolha do óxido metálico transportador de oxigênio (TO). Outro tema
que envolve o subprojeto é quantificação dos fatores de emissão
dos principais gases provenientes
da combustão de biomassa, tanto
em campo na região da Amazônia,
como em ensaios de Laboratório.
Estes dados servem como parâmetros para se estimar realmente
quanto que o desmatamento da
floresta Amazônica contribui para
o efeito estufa. A regeneração de
florestas também é estudada neste
subprojeto, cujos dados obtidos são
totalmente experimentais.
material contendo o metal nióbio
(Nb), com auxílio das técnicas de
microscopias eletrônicas (varredura
e transmissão em alta resolução) e
EDS do material contendo o metal
nióbio (Nb), análises estas efetuadas na Université Paris VI com a
colaboração dos doutores Gerald
Djéga-Mariadassou e Roberta
Brayner. Pode-se destacar também
a quantificação de poluentes emitidos durante a queima de biomassa
florestal em laboratório.
INTERFACE CIÊNCIAPOLÍTICAS PÚBLICAS
O conhecimento sobre os processos de combustão é fundamental para todos os debates
sobre mudança climática, pois tem
implicações para a economia, meio
ambiente e políticas públicas, em
todas as escalas.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
Duas Dissertações no período: Influência dos parâmetros reacionais
e da composição dos transportadores de oxigênio, aplicáveis aos processos de combustão e reforma do
metano, com recirculação química;
e Quantificação de poluentes emitidos durante a queima de biomassa
florestal em laboratório.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
COORDENADORES
TURIBIO GOMES SOARES NETO
[email protected]
JOSÉ AUGUSTO JORGE RODRIGUES
[email protected]
FERNANDO FACHINI FILHO
[email protected]
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Rodovia Presidente Dutra, km 39
12630-000, Cachoeira Paulista, SP, Brasil
+5512 31869256
Dentre os diferentes óxidos
metálicos investigados no LCP/
INPE, os trabalhos passaram a se
concentrar em dois deles NiO e
Nb2O5. O primeiro deles é o mais
estudado e utilizado em plantas
semi-industriais. Com o objetivo de
identificar a influência da natureza
do suporte, o óxido de níquel, NiO,
foi suportado em duas diferentes
aluminas, obtendo-se NiO no caso
de uma alfa (α) Al2O3), material
seletivo ao processo CLC, e a fase
ativa NiAl2O4, seletiva principalmente ao processo CLR, quando
uma gama (ɣ) Al2O3 foi utilizada
como suporte. A figura 1 apresenta
a morfologia e a composição do
FINANCIAMENTOS
Todos os subprojetos recebem recursos do INCT, o que, em conjunto,
permite manter a infraestrutura do
laboratório e o intercâmbio de pesquisadores (diárias e passagens).
Figura 1: Microscopias eletrônicas de varredura (MEV), transmissão (MET) e EDS do material contendo o nióbio suportado em uma alumina.
81
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Amaral SS, Carvalho Jr. JA, Costa MAM, Soares Neto TG, Dellani R, Leite LHS. Comparative study for hardwood and softwood forest
biomass: Chemical characterization, combustion phases and gas and particulate matter emissions., Bioresource Technology 164
(2014) 55–63.
Amorim EB, Carvalho Jr. JA, Soares Neto TG, Anselmo E, Saito VO, Santos JC. Influence of specimen size, tray inclination and air flow rate
on the emission of gases from biomass combustion., Atmospheric Environment, 74 (2013) 52 – 59.
Redução de Emissões por Desmatamento
e Degradação Florestal (REDD)
PALAVRAS-CHAVE
REDD, desmatamento, Amazônia Brasileira,
mudanças climáticas, desenvolvimento
com baixas emissões.
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Quais os princípios e critérios
necessários para que uma Estratégia
Nacional de REDD seja operada de
maneira unificada no país?
• Qual a interface entre um possível regime
de REDD nacional e o cumprimento das
metas de redução de emissões brasileiras,
estabelecidas pela lei que rege a Política
Nacional de Mudança Climática?
O Brasil consolidou sua posição
de líder mundial nos esforços de
redução das emissões de gases de
efeito estufa oriundas do desmatamento. Desde 2005, mais de 3.2
bilhões de toneladas de gás carbônico deixaram de ser emitidos para
atmosfera por conta da redução
da destruição e queima da floresta
amazônica. Como consequência
deste desempenho, o Brasil avançou no debate sobre o mecanismo
de Redução de Emissões por Desmatamento e Degradação Florestal
(REDD). Previsto no âmbito da
Convenção Quadro da ONU sobre
Mudança Climática, REDD poderá
compensar aqueles países como o
Brasil que empreenderem esforços
de redução de emissões de desmatamento. Com o apoio do INCT, este
subprojeto vem, nos últimos quatro
anos, auxiliando o governo brasileiro, estados amazônicos (Acre, Mato
Grosso e Pará) e a sociedade (Observatório do REDD) no debate e na
construção da Estratégia Nacional
de REDD+ (ENREDD).
DESTAQUE
82
Os resultados obtidos com apoio do
INCT foram importantes na construção
dos critérios a implementação e
operacionalização da ENREDD, atualmente
em construção sob a coordenação do
Ministério do Meio Ambiente. Também
o subprojeto fez uma contribuição
importante para a discussão sobre a
repartição de benefícios de REDD entre
povos indígenas da Amazônia.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
IPAM.
Figura 1: Publicação sobre os benefícios de REDD para povos indígenas tem auxiliado a FUNAI na sua tratativa sobre projetos
de carbono em terras indígenas.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
COORDENADORES
PAULO MOUTINHO
[email protected]
Instituto de Pesquisa Ambiental da
Amazônia (IPAM)
SHIN CA-5, Lote J2, Bloco J2, Salas
304/309
71503-505, Brasília, DF, Brasil
+5561 34682206
Várias importantes publicações
oriundas deste subprojeto foram
destaque, tanto no meio científico,
como também serviram de fonte de
informações para qualificar melhor
o debate do governo brasileiro ao
redor da ENREDD. No período,
foram publicados dois artigos em
revistas científicas e vários materiais (boletins) para a divulgação
dos resultados. Ainda, um livro foi
lançado trazendo, pela primeira vez,
uma visão indígena mais aprofundada sobre a repartição de benefícios
de REDD entre os povos indígenas
da Amazônia brasileira.
INTERFACE CIÊNCIAPOLÍTICAS PÚBLICAS
Os resultados deste subprojeto
continuam auxiliando o governo brasileiro, estados amazônicos (Acre,
Mato Grosso e Pará) e a sociedade
(Observatório do REDD) no debate e na construção da Estratégia
Nacional de REDD+ (ENREDD).
Em especial, a publicação sobre os
benefícios de REDD para povos indígenas tem servido de apoio para os
debates sobre o papel destes povos
na ENREDD e também auxiliado a
FUNAI na sua tratativa sobre projetos de carbono em terras indígenas.
Ainda, as informações geradas pelo
subprojeto têm sido utilizadas na
construção do primeiro sistema de
pagamento por ações de REDD envolvendo assentamentos do INCRA
no âmbito do Programa oficial “Assentamentos Verdes” e promovendo uma interface entre REDD e a
implementação do Código Florestal.
FINANCIAMENTOS
O apoio do INCT-MC, no período,
contou com recursos de contrapartida da Climate and Land Use
Alliance (CLUA), da Embaixada da
Noruega e do Fundo Espanhol para
América Latina e Caribe, através de
apoios diretos ao Instituto de Pesquisa Ambiental da Amazônia.
PRINCIPAIS EVENTOS
O principal evento foi o lançamento
da publicação sobre repartição de
benefícios de REDD entre povos
indígenas, que contou com a
presença da Coordenação Geral
de Gestão Ambiental (CGGAM) da
FUNAI, e com representantes da
Articulação dos Povos Indígenas do
Brasil (APIB) e COIAB (23 maio).
PUBLICAÇÕES
SELECIONADAS
Nery D et al. 2013. Indigenous
Peoples and the Reducing
Emissions from Deforestation
and Forest Degradation (REDD+)
mechanism in the Brazilian
Amazon - Subsidies to the
Discussion of Benefits Sharing
– 1st edition (September 2013) –
Brasília, DF: Instituto de Pesquisa
Ambiental da Amazônia. ISBN 978-8587413-04-8. Available from: http://
bit.ly/IPAM719.
Lapola D et al. 2013. Pervasive
transition of the Brazilian land-use
system. Nature Climate Change 12:
DOI: 10.1038/nclimate2056.
Azevedo, A. et al. 2014.
Cadastro ambiental rural e
sua influência na dinâmica do
desmatamento na Amazônia
Legal. Available from: http://
www.ipam.org.br/biblioteca/livro/
Amazonia-em-Pauta-N-3-Cadastroambiental-rural-e-sua-influenciana-dinamica-do-desmatamento-naAmazonia-Legal/749.
83
Modelagem de Mudanças Climáticas Globais:
Modelo Brasileiro do Sistema Terrestre (BESM)
PALAVRAS-CHAVE
modelagem do sistema climático global,
modelos numéricos, modelo brasileiro do
sistema terrestre (BESM)
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Como projetar as mudanças climáticas
em escala global e regional decorrentes de
ações antrópicas e naturais utilizando-se
de modelos numéricos que consideram as
interações entre os componentes físicos do
sistema terrestre; o oceano, a atmosfera, a
criosfera e a biosfera?
DESTAQUE
Geração de cenários de mudanças climáticas
globais com o modelo BESM, utilizadas
para geração de cenários regionais sobre o
Brasil com o modelo Eta. Artigo de validação
do modelo BESM publicado no Journal of
Climate (Nobre et al. 2013), participação do
Brasil no projeto CMIP5.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
84
CPTEC e CCST/INPE, UFPE, UFV, USP, UNESP,
UFRGS, UNICAMP, UFLA, UFSM, UNIFEI,
UNB, UFMG, INPA, UEA, UERJ, FURG/IO,
FUNCEME, LAMEPE, EMBRAPA, INPA
O subprojeto de construção do
Modelo Brasileiro do Sistema Climático – BESM tem como objetivo
gerar a capacidade de modelagem
do sistema terrestre no Brasil, visando a construção de cenários de
mudanças climáticas globais com
especial ênfase nos processos que
causam variações climáticas sobre
o Brasil. Fruto do trabalho coordenado entre o INPE e diversas
Universidades no Brasil e no exterior, o BESM constitui-se, de fato,
um modelo de desenvolvimento
comunitário nacional com suporte
internacional. Por sua natureza
transversal aos demais projetos
de pesquisa relativos às mudanças
climáticas, a construção do BESM
constitui elemento fundamental
para os projetos voltados desde
a detecção, atribuição, até os
impactos das mudanças climáticas
globais e suas medidas de mitigação e adaptação. Dentre suas mais
relevantes conquistas estão a participação pioneira do Brasil como
nação contribuinte para os cenários globais de mudanças climáticas do projeto CMIP-5, base para a
elaboração do quinto relatório do
IPCC. Além deste, contribuiu com
cenários de mudanças climáticas
para a 3a Comunicação Nacional
de Mudanças Climáticas do Brasil
à Convenção Quadro para Mudanças Climáticas da ONU.
COORDENADORES
PAULO NOBRE(1)
[email protected]
MARCOS HEIL COSTA(2)
[email protected]
(1) Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
(INPE)
Rodovia Presidente Dutra, km 39
12630-000, Cachoeira Paulista, SP, Brasil
+5512 31868425
(2) Universidade Federal de Viçosa (UFV)
Av. P H. Rolfs, s/n
36570-000, Viçosa, MG, Brasil
+5531 38991899
DESTAQUES CIENTÍFICOS
Foi gerada a segunda versão do
BESM, baseada no acoplamento da
versão 4.0 do modelo atmosférico
global do CPTEC com microfísica
de nuvens e modelo de vegetação
dinâmica IBIS, ao modelo oceânico
global do GFDL (MOM4 verão p1).
Foram gerados novos cenários de
mudanças climáticas para os perfiz
de forçante radiativa RCP 8.5 e 6.5
do programa CMIP5.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
Três alunos de pós-graduação
(doutoramento) no INPE, atuando
nas áreas de transferência turbulenta de momento e calor na
interface ar-mar; nos processos de
retroalimentação na interface gelo
marinho-atmosfera; efeito da maré
oceânica na topografia de fundo
para a variabilidade climática de
longo período.
FINANCIAMENTOS
Pesquisa financiada pelos projetos
INCT-MC, Rede CLIMA, FINEP e
Programa FAPESP de Pesquisa em
Mudanças Climáticas Globais –
PFMPCG.
INFRAESTRUTURA
O projeto utiliza a infraestrutura de
supercomputação da Rede CLIMA
e PFPMCG instalada no INPE para
os desenvolvimentos, testes e integrações longas, com mais de dez
mil anos de integrações do BESM
já realizadas.
PRINCIPAIS EVENTOS
Foram realizados dois cursos de
especialização na modelagem da
camada limite planetária atmosférica e sobre microfísica de nuvens,
no CPTEC/INPE, com professores
do NCAR e participação da equipe
de desenvolvimento do BESM além
de alunos de pós-graduação do
INPE e Universidades Brasileiras.
85
Figura 1: Variação da temperatura do ar a 2m (esquerda) e da precipitação pluviométrica (direita) computadas pelo modelo BESM2.4-Ssib para concentração de CO2 atmosférico de 1200 ppmv,
representativo do cenário RCP 8.5 no ano 2100. Fonte: Vinicius Capistrano, comunicação pessoal (2014), artigo em preparação.
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Nobre P, Siqueira LSP, De Almeida RAF, Malagutti M, Giarolla E, Castelão GP, Bottino MJ, Kubota P, Figueroa SN, Costa MC, Baptista Jr M,
Irber Jr L, Marcondes GG. Climate simulation and change in the Brazilian Climate Model. J. Climate, 26, 6716-6732. doi: 10.1175/
JCLI-D-12-00580.1, 2013.
Modelo de Circulação Global do CPTEC
PALAVRAS-CHAVE
Modelo de Circulação Global Atmosférico
(MCGA), desenvolvimento, validação,
esquemas de parametrização, simulações
climáticas
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Qual a habilidade do MCGA CPTEC/INPE
em reproduzir teleconexões atmosféricas,
extremos de precipitação e temperatura, e os
padrões de variabilidade climática?
• Quais são os desenvolvimentos que
necessitam ser realizados no MCGA para
melhorar os resultados quando comparados
com observação, e como devem ser
aplicados?
DESTAQUE
Realização de testes com as novas
implementações e de integrações
climáticas de 30 anos e 5 membros, com a
versão mais recente. Os resultados foram
analisados em relação à climatologia de
variáveis atmosféricas e à variabilidade
climática, os quais serão apresentados em
artigo científico.
86
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais,
Universidade de São Paulo, Universidade
Federal do Ceará, Laboratório Nacional de
Computação.
O MCGA CPTEC/INPE, o qual tem
um núcleo dinâmico e esquemas de
parametrização física tem sido melhorado ao longo dos anos, através
de novas implementações no seu
código, e sua versão mais recente
apresenta uma evolução em relação
à versão inicial. Essas implementações foram realizadas nos últimos
anos, durante o período do projeto
INCT. Os principais objetivos desse
projeto são desenvolver e implementar parametrizações e introduzir
modificações no código do modelo
com o fim de melhorar a representação das variáveis meteorológicas. Este subprojeto tem relação
principalmente com os subprojetos
Modelo Brasileiro do Sistema Terrestre e Interação Biosfera-Atmosfera. Neste período foram realizados
testes com diferentes esquemas de
microfísica, com aplicação de parâmetros de propriedades ópticas,
com a implementação do esquema
semi-lagrangeano para umidade e
com a inclusão da parametrização
de fluxos sobre o oceano e sobre o
gelo. Os principais testes no modo
climático foram a verificação da
sensibilidade à climatologia de precipitação sobre a América do Sul e
à variabilidade climática.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
Foram realizadas 5 integrações de 30
anos com as novas implementações
para análise das condições climatológicas e de variabilidade climática.
Além da climatologia de diversas
variáveis atmosféricas, o modelo
representou bem algumas características do sistema de monção da
América do Sul, como a diferença de
precipitação entre verão e inverno
(Figura 1), a variação sazonal no fluxo
de umidade integrado na vertical
(Figura 2) e o padrão típico de dipolo
de precipitação de verão associado
à Zona de Convergência do Atlântico
Sul. Entretanto índices de extremos
diários mostram uma subestimativa
em representar a intensidade de
precipitação em grande parte da
América do Sul (Figura 3 a,b) e uma
superestimativa dos dias consecutivos secos (Figura 3c,d). Assim, embora o modelo represente bem algumas
configurações climatológicas, as
deficiências notadas na quantidade
de precipitação diária requerem uma
atenção especial nos esquemas
relacionados com precipitação, como
convecção e microfísica de nuvens.
Novas implementações e desenvolvimentos estão sendo realizados para
melhorar esses aspectos.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
Conclusão de trabalho de tese
de doutorado da aluna Renata G.
Tedeschi no tema: As influências
de tipos diferentes de ENOS na
precipitação e nos seus eventos
extremos sobre a América do
Sul- Observações, simulações e
projeções. No estudo foi usado o
MCGA CPTEC/INPE para analisar
a representação dos fenômenos El
Nino e La Nina e a influência destes
na precipitação e extremos sobre a
América do Sul.
Em andamento tese de doutorado
da aluna Kelen M. Andrade no
tema “A influência de telecone-
COORDENADOR
IRACEMA F. A. CAVALCANTI
[email protected]
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Rodovia Presidente Dutra, km 39
12630-000, Cachoeira Paulista, SP, Brasil
+5512 32086027 / 32868478
Figura 1: Southern Annular Mode (SAM) obtido do primeiro modo de Funções Ortogonais Empíricas (a) Dados de reanálise ERA,
(b) MCGA CPTEC/INPE. Apenas a configuração deve ser comparada. Os sinais dependem da série temporal das amplitudes.
xões em sistemas frontais sobre o
Brasil”. A relação com os objetivos
do sub-projeto é o uso do MCGA
CPTEC/INPE para analisar a habilidade do modelo em representar
essas influências.
INTERFACE CIÊNCIAPOLÍTICAS PÚBLICAS
As melhorias que estão sendo
realizadas no MCGA CPTEC/INPE
podem servir de referência para
mostrar a confiabilidade que os
órgãos relacionados com políticas
públicas podem ter nos resultados do modelo em representar a
variabilidade climática, a frequência
e intensidade de eventos extremos
de precipitação e as condições
atmosféricas associadas.
C
A
B
D
FINANCIAMENTOS
Auxílio à pesquisa pelo CNPq.
Figura 2: Fluxo de umidade integrado verticalmente e convergência de umidade (a), (b) MCGA CPTEC/INPE, (c), (d) reanálise
ERA Interim. Painel superior: DJF e painel inferior: JJA.
INFRAESTRUTURA
Está sendo criado um Laboratório
de Modelagem Atmosférica - virtual
(INCT) e físico (INCT e CPTEC) no
CPTEC, para treinamento e realização de experimentos com o MCGA
CPTEC/INPE.
A
C
B
D
PUBLICAÇÕES
SELECIONADAS
Tedeschi, R.G. , 2013. As influências
de tipos diferentes de ENOS na
precipitação e nos seus eventos
extremos sobre a América do SulObservações, simulações e projeções.
Tese de doutorado no INPE.
Figura 2: Fluxo de umidade integrado verticalmente e convergência de umidade (a), (b) MCGA CPTEC/INPE, (c), (d) reanálise
ERA Interim. Painel superior: DJF e painel inferior: JJA.
87
Modelagem Múltiplas Escalas: um Desafio
Para Futuros Esforços em Modelagem
PALAVRAS-CHAVE
variabilidade natural do clima; modelagem
climática; papel da variabilidade natural do
clima na formulação de políticas públicas
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Quais são os mecanismos dinâmicos que
explicam a troca de energia entre escalas
(dinâmica interna e forçantes externas)?
• Quais são as estratégias de modelagem
numérica mais eficientes para modelar a
interação entre escalas?
• Como explorar a incerteza em modelos
climáticos?
DESTAQUE
88
Refinamentos na modelagem acoplada
oceano-atmosfera através de modelos
simplificados de cada componente. O
refinamento da análise ocorreu através
da introdução de parametrizações de
processos físicos associados ao efeito da
convecção úmida. Os resultados levaram
à preparação de um artigo que deverá
ser submetido à publicação no início de
2015 e a ampliação dos estudos sobre
interação entre escalas com o estabelecimento de uma nova linha de trabalho
com o acoplamento entre um modelo
simplificado da estratosfera com um modelo simplificado da troposfera. Pretende-se explorar os mecanismos de conexão
entre a variabilidade solar no espectro ultravioleta, impactos na camada de ozônio
da estratosfera e eventuais conexões com
a troposfera via processos não lineares
associados à ressonância não linear.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
LNCC/MCTI, IME/USP, IAG/USP,
CPTEC/INPE
COORDENADOR
PEDRO LEITE DA SILVA DIAS
[email protected]
Universidade de São Paulo (USP)
Rua do Matão, 1226
05508-090, São Paulo, SP, Brasil
+5511 30914808
Laboratório Nacional de Computação
Científica (LNCC)
Av. Getúlio Vargas, 333 - Quitandinha
25651-075, Petrópolis, RJ, Brasil
+5524 22336000
O clima é um exemplo muito evidente de um fenômeno multiescala na natureza. Uma hipótese
plausível para a melhoria da
qualidade dos cenários climáticos futuros, sob o aumento da
concentração de gases de efeito
estufa, é que esses modelos
devam ter melhor desempenho
na previsão de clima sazonal e
tempo. Por trás desta hipótese
está a noção de interação entre
escalas, isto é, que as escalas
de tempo e espaço menores tenham influência na evolução das
escalas mais longas no tempo
e espaço. A chamada “previsão
sem emendas” (“seamless prediction”) constitui a tendência
na modelagem climática atual.
Neste subprojeto são explorados alguns aspectos teóricos da
interação entre escalas e são
exploradas algumas possibilidades de modelagem numérica
dos processos de interação
entre escalas.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
a. No último relatório foi informada a montagem de um método multiescala para estudar
de forma teórica as interações
não lineares entre o oceano e a
atmosfera através de ressonância onda-onda com um método
perturbativo multiescala. No período referente a este relatório,
houve uma significativa contribuição na análise das interações entre oceano e atmosfera
que envolvem escalas temporais
que vão da intrassazonal (20-60
dias), interanual (2-6 anos) e
decenal/multi-decenal (10-30
anos). A nova contribuição é
o alvo de uma publicação que
está em fase final de preparação (Gutierrez et al. 2015) a ser
submetido ao Journal of Atmospheric Sciences. A nova contri-
buição refere-se aos seguintes
itens: (i) refinamento da técnica
de perturbação assintótica, (ii)
modificações no método de
Riemann para resolver a componente lenta da solução do
modelo que tornou mais explícita a contribuição não linear
dos termos provenientes da
dinâmica e das parametrizações
dos processos físicos. O artigo
Ramirez et al. (2015) estabelece um modelo multiescala no
espaço e tempo que permite
identificar processos climáticos relevantes em 3 principais
escalas: (i) Intradiurna/Sinótica/Intrasazonal, (ii) Sinótica/
Intrasazonal/Interanual-ENSO
e (iii) Intrasazonal/Interanual/
Decenal. No caso (i), a nova
contribuição refere-se ao papel
da interação oceano/atmosfera
pois o mecanismo intrinsicamente atmosférico já havia sido
explorado nos anos anteriores.
b. Do ponto de vista observacional, visando um melhor
entendimento das interações
multiescala na formação/manutenção da estrutura da Zona de
Convergência do Atlantico Sul
(ZCAS), foi publicado o artigo
Jorgeti et al. (2013) no Climate
Dynamics. Esse artigo explora
a relação entre anomalias de
temperatura do mar e a posição
e intensidade da ZCAS.
c. Foi publicado o artigo Ferraz
et al. (2013) que explora incertezas nos modelos de previsão
climática, com ênfase no modelo do CPTEC. Observa-se que
a questão da subestimativa do
sinal da variabilidade intrasazonal contribui significativamente
para o viés negativo na simulação da precipitação da região
Sul do Brasil. Esse trabalho
corrobora, do ponto de vista da
modelagem, alguns resultados
teóricos obtidos no item (a)
acima referentes ao papel da
oscilação intrasazonal.
d. Foi defendida a dissertação
de Mestrado intitulada “Energética dos Modos Normais da Dinâmica Atmosférica Não-Hidrostática” pelo aluno André Seiji
Wakate Teruya, orientado pelo
Dr. Carlos Frederico Mendonça
Raupp no IAG/USP. O trabalho
analisou a energética linear
e fracamente não-linear dos
modos normais de um modelo
atmosférico global, baroclínico,
compressível, não-hidrostático
e incluindo a geometria esférica
da Terra. Os modos normais
correspondem às soluções de
ondas lineares livres das equações governantes do modelo na
presença de um estado básico
em repouso e em equilíbrio
hidrostático. No entanto, para
simplificar a análise matemática,
considerou-se ainda um estado
básico isotérmico. Esses modos
foram determinados, seguindo o
procedimento descrito no artigo
de Kasahara e Qian (2000).
Em seguida, foi computada a
energia total bem como cada
uma de suas componentes para
os modos acústico-inerciais e de
gravidade-inerciais e analisada a
variação dessas energias com o
número de onda zonal. Da energética dos modos, foi possível
concluir que os efeitos não-hidrostáticos são mais acentuados
nos modos gravito-inerciais mais
curtos. Além disso, foi mostrado
que a energia dos modos acústico-inerciais está concentrada
nas energias do tipo elástica e
cinética vertical. Entretanto, a
energia cinética vertical diminui,
enquanto a energia elástica
aumenta com o aumento do
número de onda zonal. Para
aprofundar o estudo sobre a
dinâmica dos modos normais do
modelo em questão, realizou-se
o estudo das interações fracamente não lineares permitidas
pelo modelo. Mais especificamente, foram analisadas as
trocas de energia de um tripleto
ressonante composto por dois
modos acústico-inerciais e um
modo gravito-inercial. Em experimentos numéricos foi possível
mostrar que mesmo os modos
de altíssima frequência (com períodos de oscilação temporal de
aproximadamente 15 segundos)
podem realizar trocas significativas de energia cujo período de
oscilação característico pode
variar de algumas horas até um
período de aproximadamente
vinte dias. Além disso, mostrou-se que essas trocas de energia
modulam as perturbações dos
campos de vento e pressão.
e. Foi defendida a Tese de
Doutorado intitulada Dinâmica
Não-Linear de Ondas de Rossby MHD nos Dínamos Solar
e Terrestre”, do aluno Breno
Raphaldini Ferreira da Silva,
no IAG/USP, orientado pelo Dr.
Carlos Frederico Mendonça
Raupp. Este trabalho reflete o
início de um nova atividade do
grupo referente à análise da
conexão entre a variabilidade
solar e o clima terrestre. Dois
exemplos de dínamos naturais
de grande importância são
o dínamo solar e o dínamo
terrestre. Em comum ambos
os campos magnéticos, do Sol
e da Terra, apresentam uma
complexa variação temporal
em diversas escalas de tempo,
incluindo reversões de polaridade do dipolo magnético.
Estes campos magnéticos
surgem num fluído condutor
em movimento sob ação da
força magnética e da força de
Coriolis. Neste contexto ondas
de Rossby magnetohidrodinâmicas surgem como soluções
das equações que regem estes
dínamos em sua forma linearizada. Mostra-se primeiramente
que ondas de Rossby fornecem
uma explicação para estrutura espaço-temporal do ciclo
solar comumente descrita pelo
diagrama de borboleta, como
o confinamento das manchas
numa faixa que se estende
entre -40° e 40° em latitude,
a migração da atividade solar
em direção ao equador e a
ciclicidade na escala decenal.
No contexto do geodínamo
mostramos que a troca de
energia entre ondas de Rossby,
com a inclusão de forçantes
apropriadas e dissipação, pode
reproduzir diversos aspectos
do processo de reversões do
campo geomagnético. Também
é explorada a possibilidade de
acoplamentos entre conjuntos
de ondas de Rossby (clusters
de ondas), com separação de
escalas, produzirem fenômenos
como modulações na escala
secular nos ciclos solares, incluindo o Mínimo de Maunder,
e as variações na frequência
das reversões do campo geomagnético, incluindo o fenômeno dos superchrons.”
f. Em função dos resultados
da tese de Breno Raphaldini,
descrita no item e””, iniciou-se um novo estudo, no nível
de pós-doutoramento, visando
explorar a possibilidade de um
mecanismo de interação entre
as anomalias de aquecimento na
estratosfera, causadas pelo impacto da variabilidade da emissão de energia do sol na banda
ultravioleta, e as anomalias de
aquecimento na troposfera,
causadas pela convecção úmida
89
Modelagem Múltiplas Escalas: um Desafio
Para Futuros Esforços em Modelagem
na região tropical. O plano de
trabalho de pós-doutoramento
do Dr. Breno Raphaldini inclui:
(i) análise observacional para
identificar potenciais conexões
entre variabilidade solar, ozônio
na estratosfera e propagação da
oscilação intrasazonal na troposfera tropical; (ii) desenvolvimento de um modelo estratosférico
e outro troposféricos, simples e
acoplados não linearmente, para
avaliar o potencial papel de tripletos ressonantes não lineares
com escala temporal da ordem
de décadas ou mais longas.
90
g. Continua o trabalho que objetiva o aumento da escalabilidade
do modelo OLAM. Entretanto,
este trabalho foi prejudicado
no último ano em função das
dificuldades financeiras para
manter a equipe de trabalho.
h. Na linha de trabalhos mais
teóricos sobre a interação entre
escalas na região tropical foi
publicado um artigo no Journal
of Atmospheric Sciences sobre
o impacto da liberação de calor
latente, associado à convecção
tropical, nas características da
propagação de ondas equatoriais (Dias et al. 2013). Nesse
trabalho, através de uma análise
de soluções multiescala, determinou-se a perturbação causada
pelo aquecimento na estrutura
de ondas de Kelvin, mistas de
Rossby-Gravidade etc., que são
geradas por fontes localizadas
de calor na região equatorial.
i. Avaliação do impacto da
discretização das equações do
movimento numa grade icosaédrica na esfera. Este estudo
foi o objeto principal da tese do
Dr. Pedro Peixoto que publicou
o artigo Peixoto & Barros (2014)
no Journal of Computational
Physics sobre a reconstrução de
campos vetoriais para o uso de
métodos semi-lagrangeanos em
grades geodésicas em modelos
aplicados a fluídos geofísicos.
Os resultados representam
uma importante contribuição
na formulação de modelos com
métodos numéricos matematicamente precisos e computacionalmente eficientes para
tratar fenômenos em fluidos
geofísicos que tenham características de interação entre
escalas espaciais.
j. Foi dada continuidade ao trabalho sobre análise do processo da incerteza nas previsões
através de duas iniciativas:
a. Uso do método denominado Influence Sampling Monte
Carlo (ISMC) para avaliar o
papel da não linearidade nas
equações governantes aplicado a um sistema dinâmico
com instabilidade. Foi submetido um artigo sobre o tema no
Journal of Statistical Physics
(Krause e Silva Dias, 2015).
Nesse artigo o esquema ISMC
é aplicado um modelo atmosférico simplificado, baseada
nas equações da água rasa
com uma fonte de massa
parametrizada que representa
o papel das forçantes convectivas na atmosfera. É essa
fonte de massa que dá origem
à instabilidade no sistema.
b. Foi finalizado o trabalho
de tese de doutoramento
da aluna Amanda Sabatini,
no LNCC, orientada pelo Dr.
Pedro Leite da Silva Dias, Dr.
Douglas Augusto e Dr. Helio
Barbosa, com a tese intitulada “Aplicação da Computação
Evolutiva na Previsão Quantitativa de Chuva por Conjunto”.
Nesse trabalho é proposto um
esquema de determinação de
pesos atribuídos aos modelos
previsores de precipitação,
pesos dependentes do horário da previsão e da posição
geográfica, que é comparado com metodologias mais
clássicas, por ex., baseadas
em processos bayesianos. A
tese foi defendida no início de
janeiro de 2015. O trabalho
representa uma contribuição
inovadora com o uso de técnicas de inteligência artificial
baseadas em algoritmos genéticos para extrair informações
úteis dos superconjuntos de
previsões meteorológicas produzidas pelos centros internacionais globais e também por
modelos regionais.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
Doutoramentos: Pedro Peixoto
(IME-USP), finalizado em 2013.
Título: Análise de discretizações
e interpolações em malhas
icosaédricas e aplicações em
modelos de transporte semi-lagrangianos. Orientador: Saulo
Rabello Maciel de Barros. Amanda Sabatini (LNCC/MCTI) - a ser
defendida no início de 2015.
INTERFACE CIÊNCIAPOLÍTICAS PÚBLICAS
O subprojeto não interage diretamente com formuladores de
políticas públicas. Entretanto, o
tema abordado (mecanismos associados à variabilidade natural
do clima) serviram de motivação
para uma série de palestras
sobre o papel da incerteza
científica na formulação de políticas públicas sobre mudanças
climáticas. Os resultados do
subprojeto apontam, claramente, para mecanismos internos de
variabilidade climática que expli-
cam oscilações climáticas com
período da ordem de décadas.
Mais recentemente, o projeto
vem contribuindo com novas
informações sobre os mecanismos que controlam a influencia
da variabilidade solar sobre o
clima terrestre.
no IMPA no Rio de janeiro em
18 de junho de 2013. Foram
realizadas 6 apresentações:
FINANCIAMENTOS
2. Mixing in internal shocks and
the lock-exchange problem –
Paul Milewski (Univ. Of Bath)
• Bolsa de doutoramento CNPq
(Pedro Peixoto) .
• Bolsa de doutoramento de
Amanda Sabatini (CAPES) .
• Recurso do projeto CESTE/
FINEP, coordenado pelo Dr.
Pedro L. da Silva Dias em temas
relacionados com modelagem
multiescala (término em 2014).
PRINCIPAIS EVENTOS
Foi realizado um encontro conjunto do INCT de Matemática e
o INCT de Mudanças Climáticas
1. Upscaling energy from the
diurnal to much longer time
scales in the atmosphere: a nonlinear resonance mechanism –
Pedro L. Silva Dias (LNCC/MCTI
and IAG/USP).
3. On the stability of elementar
stratified shear flows - Ricardo
Barros (IMPA)
4. Topological Derivatives:
Theory and Applications – Andre
Novotny (LNCC/MCTI)
5. Solitary waves in river networks – André Nachbin (IMPA)
6. Pilot-wave hydrodynamics –
John Bush (MIT)
de fenômenos multiescala em
diferentes modelos. As apresentações tornam evidente
que os procedimentos usados
apresentam similaridades mas
existem diferenças importantes.
O encontro permitiu a troca de
experiências entre os pesquisadores e incentivou a exploração
de métodos alternativos para resolver de forma mais robusta a
modelagem da troca de energia
entre escalas pequenas e grandes (ou rápidas e lentas no caso
do tempo). Técnicas baseadas
em transformações conformes,
derivadas topológicas e análise
estatística do comportamento
de sistemas caóticos constituem ferramentas potencialmente robustas que devem ser
aplicadas nos modelos climáticos de baixa resolução.
O ponto comum entre as
apresentações é o tratamento
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Peixoto PS, Barros SRM. On vector field reconstructions for semi-Lagrangian transport methods on geodesic staggered grids. Journal of
Computational Physics (Print), v. 273, p. 185-211, 2014.
Dias J, Silva Dias PL, Kiladis GN, Gehne M. Modulation of shallow-water equatorial waves due to a varying equivalent height background,
Journal of the Atmospheric Sciences, 70,9,2726-2750, 2013.
Ferraz SET, Souto RP, Silva Dias PL, Velho HFC, Ruivo HM. Analysis for precipitation climate prediction on South of Brazil, Revista
Ciência e Natura, 496-500, 2013, Centro de Ciências Naturais e Exatas – UFSM.
91
Tecnologias Observacionais
para Mudanças Climáticas
PALAVRAS-CHAVE
materiais carbonosos, diamante dopado
com boro, nitrato, sensores cerâmicos de
umidade, cerâmica nanoporosa, umidade
ambiental.
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Os eletrodos de diamante podem ser
utilizados como produto de um sensor em
larga escala no mercado?
• Os reatores de tratamento de águas podem
ser viabilizados para o escalonamento em
uso industrial ou doméstico?
DESTAQUES
-degradação eletroquímica de pesticida à
base de carbofurano utilizando reator de
fluxo com quatro eletrodos de diamante
dopados
Considerando a estreita relação entre os recursos naturais e mudanças
climáticas/ambientais, é crescente
interesse para os setores acadêmicos, empresariais, ambientais e de
política pública o desenvolvimento
de novas tecnologias que podem
atuar tanto como sensores como
em processos de limpeza de água
bem como as que permitem realizar
observações de longo prazo de baixo
custo, assim este subprojeto pode
se relacionar aos Subprojetos de:
Mudanças de uso da Terra, Agricultura, Recursos Hídricos, Economia
nas Mudanças Climáticas, Saúde Humana, Ciclos Biogequímicos Globais
e Gases de Efeito Estufa.
As conquista relevantes associadas
às tecnologias desenvolvidas neste
Projeto são o desenvolvimento de
eletrodos de diamante micro/nanocristalinos modificados ou não
aplicados em escala de laboratório
como sensores de fenol, sensores de metal pesado (cadmio e
chumbo), remoção de poluentes
orgânicos, como pesticidas e
corantes, e remoção de nitrato em
reatores eletroquímicos.
Este subprojeto deu suporte ao
desenvolvimento de um sistema de
amostragem de gases e aerossóis
utilizando tubos de adsorção.
-detecção de cádmio em água com limites
inferiores a 1 ppb
-detecção de chumbo em água com limite
de 1 ppb
92
-Implantação de rede de observação de
espécies de nitrogênio.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
(Centro de Ciência do Sistema Terrestre
e Laboratório Associado de Sensores e
Materiais), LAS/LABEMAC (Neidenei Gomes
Ferreira e Mauricio Baldan) e TECAMB
(Maria do Carmo Nono).
Figura 1: Processo de degradação eletroquímica de corante têxtil utilizando eletrodo de diamante dopado em função da
densidade de corrente aplicada.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
• Remoção de mais de 90% do car-
COORDENADOR
MARIA CRISTINA FORTI
[email protected]
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
Av. dos Astronautas, 1758
12227-010, São José dos Campos, SP, Brasil
+5512 32086047
bono orgânico total na degradação
de corante em célula eletroquímica
• Remoção de mais de 90% do carbono orgânico total na degradação
de pesticida em reator eletroquímico de fluxo
• Obtenção de um Limite de Detecção para Cádmio menor que 1 ppb
utilizando eletrodos de nanodiamante dopados (limite água potável
Ministério da Saúde até 5 ppb)
• Obtenção de um Limite de
Detecção para Chumbo de 1 ppb
utilizando eletrodos de nanodiamante dopados (limite água potável
Ministério da Saúde ate 10 ppb)
• Rede de observação de N-reativo
implantada no Estado de São Paulo.
INTERFACE CIÊNCIAPOLÍTICAS PÚBLICAS
A degradação de orgânicos por
processo eletroquímico representa
um tratamento de água em nível
terciário para remoção de poluentes persistentes que não podem
ser degradados por tratamentos
convencionais. As detecções de
cádmio e chumbo atendem o nível
exigido pelos órgãos públicos além
de ser um processo mais fácil e
mais barato.
A
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
Uma iniciação científica em reator
de degradação de pesticida,
um doutorado em degradação
de corante, um doutorado em
degradação de fenol e dois
mestrados em remoção de nitrato.
B
FINANCIAMENTOS
C
O INCT ajudou a alavancar novos
recursos para ampliar/continuar
estudos vinculados ao INCT tais
como: FAPESP Proc 2013/171300; CNPq Proc 475567/2013-7;
CNPq Proc 470132/2013-2 e
FAPESP Proc 2012/06416-1
Figura 2: Imagens das soluções do corante Verde brilhante eletrolisadas em meio de K2SO4 (0,1 mol L-1), utilizando densidades
de corrente de (A) 30, (B) 75 e (C) 100 mA cm-2
93
Figura 3: Curvas de decaimento da concentração do corante Verde Brilhante (λ= 426 nm) em função do tempo de eletrólise nas
diferentes densidades de corrente estudadas (30, 75 e 100 mA cm-2) em função do tempo de eletrólise
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Arantes TM, Sardinha AF, BAldan MR, Cristovan FH, Ferreira NG. Lead detection using micro/nanocrystalline boron-doped diamond by
square-wave anodic stripping voltammetry. Talanta (Oxford), v. 128, p. 132-140, 2014.
Couto AB, Ribeiro MCE, Migliorini FL, Ferreira NG, BAldan MR. A comparative study of copper electrodeposition and
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Cordeiro GS, Rocha RS, Valim RB Migliorini FL, BAldan MR, Lanza MRV, Ferreira NG. Degradation of profenofos in an electrochemical flow
reactor using boron-doped diamond anodes. Diamond and Related Materials, v. 32, p. 54-60, 2013.
Sistemas de Informações para a Redução
de Riscos de Desastres Naturais
PALAVRAS-CHAVE
desastres naturais, sistema de alerta
precoce, deslizamentos, inundações,
vulnerabilidades, áreas de risco
PRINCIPAIS PERGUNTAS
DE PESQUISA
• Como aprimorar o monitoramento da
ocorrência de desastres naturais em
regiões do Brasil, com dias ou horas de
antecedência, e aumentar a capacidade
de gestão de risco, de modo a reduzir
danos materiais e a quantidade de vítimas,
incluindo ações preventivas que permitam a
evacuação da população ameaçada com a
devida antecedência?
DESTAQUE
94
Aprimoramentos da plataforma denominada
Sistema de Alerta e Visualização de
Condições de Risco – SALVAR, que
possibilita integrar, visualizar e manipular
diversas informações em um único ambiente
(dados pluviométricos, hidrológicos,
meteorológicos, geotécnicos, descargas
elétricas e alertas de descargas elétricas
etc.) para melhorias na interface visual,
mineração de redes sociais e futura
emissão de alertas automáticos de
desastres naturais.
INSTITUIÇÕES PARTICIPANTES
INPE/MCTI e CEMADEN/MCTI
Os principais desastres naturais registrados no Brasil são decorrentes
de excesso de água (deslizamentos
em encostas, desmoronamentos,
inundações, enxurradas), ou de falta
d’água (colapso de safras agrícolas
e de sistemas de abastecimento
de água a populações humanas
e animais, causadas por secas
no Nordeste e em outras áreas
susceptíveis, como o Sul). Considerando que os fenômenos climáticos
extremos deflagradores de desastres naturais já estão se tornando
mais frequentes e intensos e esta
tendência se acentuará com as
projetadas mudanças climáticas,
propôs-se inicialmente no subprojeto desenvolver, implementar,
testar e validar duas aplicações
de um sistema semiautomático de
previsões e informações hidrometeorológicas e ambientais em apoio
ao processo de tomada de decisões
para o gerenciamento de desastres
naturais provocados por condições
hidrometeorológicas e climáticas
extremas. Atualmente, considera-se dispor de sistema que permita
que tomadores de decisão avaliem
o impacto dos desastres sobre os
sistemas sociais, econômicos e
ambientais para subsidiar ações
preventivas antecipadas.
DESTAQUES CIENTÍFICOS
COORDENADOR
REGINA CÉLIA DOS SANTOS ALVALÁ
[email protected]
Centro Nacional de Monitoramento e Alertas
de Desastres Naturais (CEMADEN)
Rodovia Presidente Dutra, km 39
12630-000, Cachoeira Paulista, SP, Brasil
Monitoramento contínuo de
condições hidrometeorológicas
e climáticas adversas capazes de
deflagrar processos que produzam
risco iminente de ocorrência de
desastres naturais. Com base em
dados e informações ambientais
in situ e remotas (pluviômetros,
radares meteorológicos, estado da
vegetação, fluviometria, mapeamento de áreas susceptíveis a desastres naturais, etc.) são realizadas
análises dos riscos de impactos de
secas severas, para os municípios
com áreas de risco de desastres
mapeadas. Monitoramento periódico dos impactos de secas severas
no Nordeste do Brasil, a partir de
diagnóstico e análises de situação
de riscos hidrometeorológicos,
considerando informações provenientes de diversas fontes, como
dados da rede de estações meteorológicas (CEMADEN, INPE, INMET
e Centros Estaduais de Meteorologia); dados de balanço hídrico (Programa de Monitoramento Climático
em Tempo Real da Região Nordeste
PROCLIMA/CPTEC/INPE); dados
de sensoriamento remoto (NASA) e
dados de previsão climática sazonal
(CPTEC/INPE e NCEP/NOAA). Tanto os produtos de monitoramento
quanto a previsão são classificados
e agregados a indicadores socioeconômicos para o desenvolvimento
de índices de criticidade da seca,
como o risco agroclimático e o
risco de desabastecimento de água
à população do semiárido.
FORMAÇÃO DE
RECURSOS HUMANOS
Três mestrados (dois concluídos,
um em andamento), três doutorados em andamento.
INTERFACE CIÊNCIAPOLÍTICAS PÚBLICAS
No escopo do desenvolvimento de
um Sistema de Informações para
a Redução de Riscos de Desastres
Naturais, associado à missão do
CEMADEN/MCTI, estão sendo
desenvolvidos pesquisas e produtos
que subsidiam a formulação de estratégias de prevenção e mitigação
dos efeitos dos desastres naturais e
a formulação de ações em todos os
níveis de governo.
FINANCIAMENTOS
O subprojeto proveu uma bolsa de
doutorado para um aluno vinculado
à PG-CST.
Outras pesquisas relacionadas
estão sendo financiadas pelo
Projeto “Assessment of Impacts
and Vulnerability to Climate Change in Brazil and strategies for
Adaptation Options - IVA (FAPESP
2008/58161-1)”.
PRINCIPAIS EVENTOS
Reuniões técnicas realizadas em fevereiro, junho e
agosto de 2014, no âmbito da parceria Japão-Brasil, via
Projeto Gides (executado pelo Ministério das Cidades,
CEMADEN/MCTI, CENAD/MI, Serviço Geológico Brasileiro/CPRM, e cooperação de especialistas japoneses do Ministério da Terra, Transporte, Infraestrutura
e Turismo – MLIT, Agência de Meteorologia do Japão e
outros órgãos de expertise na área através da Agência
de Cooperação Internacional do Japão – Jica). O objetivo
principal é a redução de riscos de desastres geológicos através de medidas preventivas, cujos principais
resultados serão a melhoria dos sistemas de avaliação
e mapeamento de riscos, monitoramento e alerta e também o planejamento urbano para prevenção de desastres. Tais melhorias serão efetivadas após a elaboração
e validação de manuais técnicos que serão aplicados
nos municípios-piloto selecionados (Nova Friburgo e
Petrópolis, RJ e Blumenau, SC).
PUBLICAÇÕES SELECIONADAS
Camarinha PIM, Canavesi V, Alvalá RCS. Shallow landslide prediction and analysis with risk assessment using a spatial model in the
coastal region in the state of São Paulo, Brazil. Natural Hazards and Earth System Sciences Discussions, v. 1, p. 5199-5236, 2013.
95
Comitê
Científico
C. A. Nobre, INPE
(Coordenador)
J. Marengo, INPE
(Vice-Coordenador)
A. Cirilo, UFPE (Recursos Hídricos)
A. P. Aguiar, INPE
(Mudanças dos Usos da Terra)
C. Barcellos, FIOCRUZ
(Saúde – Clima Global e
Mudanças Ambientais e
seus Impactos na Saúde
Humana)
M. Forti, INPE
(Tecnologias
Observacionais para
Mudanças Climáticas)
J. A. Rodrigues, INPE
(Processos de
Combustão)
M. Lahsen, INPE
(Estudos de Ciência,
Tecnologia e Políticas
Públicas)
J. L. Stech, INPE
(Emissões de Lagos e
Reservatórios)
J. Marcovitch, USP
(Economia das Mudanças
Climáticas)
J. Marengo, INPE
(Cenários; Detecção e
Atribuição; Redução de
Incertezas)
C. Garcia, FURG (Zonas Costeiras)
J. Muelbert, FURG
(Zonas Costeiras)
C. Joly, UNICAMP
(Biodiversidade, Estrutura
e Funcionamento de
Ecossistemas)
J. Ometto, INPE (Ciclos Biogeoquímicos
Globais)
E. Campos, USP
(Oceanos)
96
I. Cavalcanti, INPE
(CPTEC - Modelo de
Circulação Geral da
Atmosfera)
E. Haddad, USP (Economia das Mudanças
Climáticas)
E. Pereira, INPE
(Energias Renováveis)
F. Fachini Filho, INPE
(Procesos de Combustão)
F. Scarano, UFRJ
(Biodiversidade, Estrutura
e Funcionamento de
Ecossistemas)
G. Câmara, INPE
(Mudanças dos Usos da Terra)
J. Tomasella, INPE
(Recursos Hídricos)
J. Trotte, DHN (Oceanos)
L. C. Costa, UFV
(Agricultura)
L. Machado, INPE
(Redução de Incertezas
em Modelos e Cenários
Climáticos)
L. Martinelli, USP
(Ciclos Biogeoquímicos
Globais)
M. A. Santos, UFRJ
(Emissões de Lagos e
Reservatórios)
G. Fisch, DCTA (Amazônia)
M. Bustamante, UnB
(Biodiversidade; Ciclos
Biogeoquímicos Globais)
H. Rocha, USP
(Ciclos Biogeoquímicos
Globais)
M. Cardoso, INPE
(Interações BiosferaAtmosfera)
H. S. de Moura Costa,
UNICAMP
(Urbanização e
Megacidades)
M. Copertino, FURG
(Zonas Costeiras)
M. Costa, UFV (Modelo Brasileiro do
Sistema Climático Global)
P. Alvalá, INPE
(Gases de Efeito Estufa)
P. Artaxo, USP (Amazônia)
P. Moutinho, IPAM
(Redução de Emissões
por Desflorestamento e
Degradação Florestal REDD)
P. Nobre, INPE (Modelo Brasileiro do
Sistema Climático Global;
Oceanos)
P. Silva Dias, LNCC
(Modelagem Multiescala)
R. Alvalá, INPE
(Redução de Riscos de
Desastres Naturais)
R. L. do Carmo,
UNICAMP
(Urbanização e
Megacidades)
S. Hacon, FIOCRUZ
(Saúde – Clima Global e
Mudanças Ambientais e
seus Impactos na Saúde
Humana)
S. T. Ferraz, UFSM
(Detecção, Atribuição e
Variabilidade Natural
do Clima)
T. Ambrizzi, USP
(Detecção, Atribuição e
Variabilidade Natural do
Clima)
T. G. Soares Neto,INPE
(Processos de
Combustão)
Secretaria
Executiva
INCT para Mudanças
Climáticas Instituto Nacional de
Pesquisas Espaciais –
INPE
Centro de Ciência do
Sistema Terrestre – CCST
Av. dos Astronautas, 1758
12227-010 – São José
dos Campos, São Paulo,
Brasil
Gestora Executiva
Erica Menero
[email protected]
(12) 3208-7945
PUBLICAÇÕES
SELECIONADAS
A Base Científica
Artigos publicados em periódicos internacionais indexados
Amazônia
ALLAN, J. D.; MORGAN, W. T.; DARBYSHIRE, E.; FLYNN, M. J.; WILLIAMS,
P. I.; ORAM, D. E.; ARTAXO, P.; BRITO, J.;
LEE, J. D.; COE, H. Airborne observations of IEPOX-derived isoprene SOA in
the Amazon during SAMBBA. Atmospheric Chemistry and Physics
Discussion, v. 14, p. 12635-12671,
2014.
ARTAXO, Paulo; RIZZO, Luciana V.; BRITO,
Joel F.; BARBOSA, Henrique, M. J.; ARANA,
Andrea; SENA, Elisa T.; CIRINO, Glauber,
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aerosols in Amazonia and land use change:
from natural biogenic to biomass burning
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98
BELA, M. M.; LONGO, K. M.; FREITAS, S.
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