Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE Centro de Ciência do Sistema Terrestre – CCST Mudanças climáticas no Brasil: progressos desde o IPCC AR4.

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1 Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE Centro de Ciência do Sistema Terrestre – CCST Mudanças climáticas no Brasil: progressos desde o IPCC AR4

2 IPCC E SUA INFLUÊNCIA GLOBAL IPCC - FAR (1990) Impacto para definição do conteúdo da UNFCCC (Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima) IPCC SAR(1995) Decisivo para as disposições do Protocolo de Kyoto IPCC TAR(2001) Colocou atenção nos impactos das mudanças climáticas e necessidade de adaptação IPCC AR4(2007) Estabeleceu base sólida para um acordo pós Protocolo de Kyoto

3 OBSERVAÇÃO O aquecimento do sistema climático é inequívoco [...] DETECÇÃO E ATRIBUIÇÃO O aumento observado nas temperaturas médias globais desde meados do século 20 é devido, em grande parte, ao aumento observado nas concentrações antropogênicas de gases de efeito estufa. PROJEÇÃO Os GEE teriam causado mais aquecimento, induzindo muitas mudanças no sistema climático global durante o século 21. COMPROMISSO DE LONGO PRAZO O nível de comprometimento antropogênico possivelmente não alteraria o aquecimento e a elevação do nível do mar durante séculos, devido às escalas de tempo associadas aos processos de clima e aos feedbacks, mesmo que gases de efeito estufa fossem estabilizados.

4 Se colocarmos trilhões de dólares (ou euros, ou reais ou pesos), poderemos resolver o problema do aquecimento global? Já atingimos algum ponto de irreversibilidade do Sistema Climático?

5 “Pontos Críticos” do Sistema Terrestre Desparecimento do Gelo Ártico no Verão Derretimento das Geleiras da Groelândia Colapso da Floresta Amazônica Acidificação dos Oceanos Extinção de Espécies

6 500 Gt C 2000-2100 500 Gt C 2000-2100 Alterações climáticas Alterações climáticas Emissão Concentração Forçamento Radiativo Forçamento Radiativo Temperatura 450 ppm 2oC2oC 2oC2oC Cortesia: Suzana Khan Ribeiro, MMA Equivale a 5 Gt C/ano em média no Século XXI Emissão global atual = 9,5-11,5 Gt C/ano 2 o C é o limite para termos alterações climáticas ainda suportáveis ou adaptáveis ;

7 Richardson, K. et al., 2009. Climate Change. Global Risks, Challenges and Decisions Synthesis Report. Copenhagen 2009, 10-12 March. www.climatecongress.ku.dkwww.climatecongress.ku.dk Limitar Aquecimento global a 2 C Trajetórias das emissões relacionasdas ao uso de energia para atingir a estabilização das concentrações de GEE na atmosfera e o porcentual de probabilidade que esta determinada concentração limite o aquecimento global a 2 C. Pico de emissões antes de 2020 e redução para quase zero até 2100

8 As dimensões éticas das Mudanças Climáticas Globais Há uma questão de ética e justiça: as pessoas que vão sofrer as conseqüências mais graves das Mudanças Climáticas Globais são aquelas que menos contribuiram ao problema Países desenvolvidos já emitiram 350 Gt C Reduções absolutas de emissões (METAS) Países em desenvolvimento só emitiram 150 Gt C Reduzir ritmo de crescimento de emissões

9 Cenário Internacional das Negociações de Clima Para limitar o aquecimento global a 2 o C, o mundo só poderá emitir mais 500 bilhões de toneladas de C até o final do século. Países desenvolvidos terão que cortar emissões radicalmentente Reduções absolutas de emissões (METAS) Proposta do Brasil: Até 2020, países desenvolvidos devem cortar pelo menos 40% das emissões em relação a 1990 Países em desenvolvimento utilizasrão a maior parte desta cota Reduzir ritmo de crescimento de emissões

10 Tem ocorrido aceleração nas alterações climáticas regionais em zonas vulneráveis? Perguntas Científicas Emergentes: Rápida perda de gelo de vários anos no Ártico Kwok et al. 2009

11 Grandes camadas de gelo nas regiões polares, como Groenlândia, estão estáveis? Perguntas Científicas Emergentes: Tem ocorrido extensiva dinâmica de desbaste nas margens da Groenlândia e da Antártida Pritchard et al. 2009

12 Irreversibilidade da perturbação CO2 Nosso entendimento sobre irreversibilidade e brusca mudança no sistema climático é robusto? Perguntas Científicas Emergentes Plattner et al. 2008 Solomon et al., 2009 Leste da América do Sul Aquecimento Irreversível Concentraçao de CO 2 de Pico (ppmv) Concentraçao de CO 2 de Quase-Equilíbrio (ppmv) Elevação do Nível do Mar Irreversível (expansão térmica somente) Range Observado de Maior Seca

13 Mudança de Cobertura de Nuvens com incremento de 2xCO 2 atual Qual é a incerteza associada aos processos de feedback das nuvens? Perguntas Científicas Emergentes Clement et al. 2008

14 Monção Global: o modo dominante de variação anual nos trópicos Há um entendimento claro dos fenômenos climáticos e suas freqüências e amplitudes? Perguntas Científicas Emergentes Índice de precipitação de Monção (variação anual relativa) Wang and Ding, 2008

15 Impactos das Mudanças Climáticas no Brasil “A agricultura e geração de energia no Brasil podem ser afetadas pelas mudanças climáticas”

16 Anomalas de chuvas (%) (Anual) [(2071-2100)- (1961-90)] Anomalias de Temperatura (C) Anual [(2071-2100)- (1961-90)] Seco Quente B2 A2 Cenários Climáticos Produzido pelo INPE

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18 A2- Dias com chuvas acima de 10 mm + + Cenário A2: Dias Secos Consecutivos + + Increase in the frequency of extreme rainfall events for 2071-2100 relative to 1961-90 in western Amazonia and southern Brazil-Northern Argentina Increase in the frequency of consecutive dry days in eastern Amazonia, Northeast Brazil west central Brazil

19 Eventos extremos (Hidrologia) Eventos mais intensos de precipitação (muito provavelmente) Aumento de inundação, avalanche, e danos em áreas mais baixas Incremento da erosão do solo Áreas urbanas alagadas estendidas Incremento dos dias secos nos verões sobre as latitude médias continentais aumentando o período seco (provável) Diminuição do rendimento das colheitas Diminuição da quantidade e qualidade da água Incremento do risco de fogo em florestas

20 Aumenta o Número de Noites Quentes Presente (1961-1990) Futuro: Cenário A1B Diminui o Número de Noites Frias

21 1961-1990 2071-2100 fontes: Javier Tomasella (INPE), Enéas Salati (FBDS) Impacto possível na disponibilidade de água no Nordeste Déficit Hídrico Maior! Déficit Hídrico Menos água Para agricultura!

22 MUDANÇAS CLIMÁTICAS, MIGRAÇÕES E SÁUDE: CENÁRIOS PARA O NORDESTE BRASILEIRO, 2000-2050 (Barbieri et al. 2008)

23 - 23 -AECOCOPPE/UFRJ 3.Possível mudança nas direções de propagação das ondas devido a alterações na circulação atmosférica, semelhante ao que já acontece em eventos de El Niño: Principais Efeitos do Aquecimento Global no Mar que afetam Zonas Costeiras Adaptação e Vulnerabilidade da Zona Costeira às Mudanças Climáticas a.Tendência de realinhamento da linha de praia, criando sérios problemas em enseadas urbanizadas, e.g. Copacabana, Ipanema-Leblon, etc. (efeitos persistentes) Tendência de realinhamento do litoral devido a mudança na direção de propagação das ondas Fonte: P. Rosman, COPPE-UFRJ

24 Região Metropolitana do Rio de Janeiro 1 milhão de pessoas em risco de aumento do nível do mar e ressacas! Type Of Impact Tourism Contamination Infrastructure Mangroves and Loss of Beaches Adaptation Strategies Coastal Defenses Sanitation Warning Systems Sand Replenishment Áreas de Ricos

25 Clima e Endemias Esquistossomose Leptospirose Dengue Isoterma de 22 o C Chuvas no verão Baixas temperaturas Arroz Baixa amplitude de temperatura Chuvas constantes Cortesia: Christovam Barcellos, FIOCRUZ, 2008

26 Mudanças Climáticas e a |Mata Atlântica - 30% - 65% A BC Ocorrência potential no presente Ocorrência projetada em 2050 Cenário de Baixas Emissões Ocorrência projetada em 2050 Cenário de Altas Emissões Fonte: Colombo 2007, Using GARP. Área potencial migra para leste do Sudeste e Sul

27 Zoneamento para milho Clima atual A2, 2020 A2, 2050 A2, 2070 B2, 2050 B2, 2070 B2, 2020 Adequate and producing Adequate Non adequate Non adequate and producing Protected areas Aquecimento Global e a nova Geografia da produção agrícola no Brasil (Assad et al. 2008)

28 Irrigação Necessária Baixo Risco Climático Irrigação Recomendada Risco de Geadas Risco de Temp. Elevadas Alto Risco Climático Fonte: E. Assad, Embrapa Café Arábica Zoneamento Atual Cenário para 2070

29 Mudanças na disponibilidade de energia hidroelétrica para 2050 Mudanças climáticas e segurança energética no Brasil: Nas bacias do Nordeste e Centro oeste (Parnaíba, São Francisco e Tocantins- Araguaia), reduções na geração de energia são conseqüências nas reduções nos volumes e água transportados pelos rios até a UHE. De todos eles, a bacia do São Francisco parece ser a mais afetada pelas mudanças climáticas. A redução na geração de energia pode chegar ate 7%. Schaeffer et al. 2008

30 Criado oficialmente em 07/08/08 MISSÃO Prover conhecimentos necessários para melhorar e assegurar a sustentabilidade do Planeta Terra, em especial nos aspectos concernentes ao Brasil. FOCO Expandir a capacidade científica, tecnológica e institucional do Brasil em Mudanças Climáticas Globais, com o objetivo de ampliar o conhecimento sobre o fenômeno, identificar os impactos sobre o país e subsidiar políticas públicas de enfrentamento do problema nos planos nacional e internacional.

31 Exemplos de iniciativas para gerar e analisar mais dados científicos: Rede CLIMA Recursos Hídricos UFPE, Recife 7 Desenvolvimento Regional UnB, Brasília 7 Zonas Costeiras FURG, Rio Grande 22 Biodiversidade e Ecossistemas MPEG, Belém 5 Cidades Unicamp, Campinas 18 Agricultura EMBRAPA, Campinas 19 Energias Renováveis COPPE / UFRJ, RJ 19 Saúde FiIOCRUZ, RJ 9 Economia das Mudanças Climáticas USP, São Paulo 6 Modelagem Climática INPE, SJC / CP 17 139 GRUPOS DE PESQUISA 76 INSTITUIÇÕES Expandir a capacidade de P&D do Brasil em Mudanças Climáticas Globais, para identificar impactos e subsidiar políticas públicas de adaptação e mitigação

32 3º Inventário Brasileiro de Emissões de Gases de Efeito Estufa A Rede CLIMA participará de forma ativa na elaboração do 3 o Inventário. Eixos Temáticos: - Usos da Terra (INPE) - Agricultura (EMBRAPA) - Energia (COPPE) - Resíduos (CETESB) O 3 o Inventário cobrirá o período de 2004-2008 e Será concluído até 2011.

33 INCT para Mudanças Climáticas Avanço do conhecimento sobre mudanças climáticas de importância para a América do Sul 400 pesquisadores, 76 instituições nacionais, 14 instituições internacionais

34 Estrutura de pesquisa do INCT para Mudanças Climáticas

35 Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas Produzirá relatórios periódicos sobre o estado do conhecimento sobre mudanças climáticas no Brasil à semelhança dos relatórios do Painel Intergovernamental de Mudança de Clima (IPCC). O primeiro relatório será publicado em meados de 2012. Conselho Diretor Comitê Cientíico Escritório de Apoio Técnico Grupos de Trabalho: Base Científica, IAV, Mitigação

36 Capacidade Brasileira de Modelagem do Sistema Climático e de Gerar Cenários de Mudanças Climáticas Brasil desenvolve modelagem climática regional e gera cenários climáticos futuros para a América do Sul Nos próximos 4 anos, irá desenvolver Modelo Brasileiro do Sistema Climático Global Participação do Brasil na geração de cenários climáticos para o Quinto Relatório de Avaliação do IPCC (IPCC AR5)

37 Circulação Atmosférica e Radiação Continente e Oceano IPCC – FAR - 1990 Impacto para definição do conteúdo da UNFCCC (Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima )

38 Circulação Atmosférica e Radiação Atividade Vulcânica Emissão Circulação Oceânica Gelo Marinho Sulfatos Continente e Oceano IPCC – SAR - 1996 Decisivo para as disposições do Protocolo de Kyoto

39 Circulação Atmosférica e Radiação Atividade Vulcânica Emissão Circulação Oceânica Circulação de Retorno Gelo Marinho Sulfatos Aerossóis Hidrologia Profundidade do Solo Continente e Oceano Ciclo de Carbono IPCC – TAR - 2001 Colocou atenção nos impactos das mudanças climáticas e necessidade de adaptação

40 Circulação Atmosférica e Radiação Atividade Vulcânica Emissão Circulação Oceânica Circulação de Retorno Gelo Marinho Sulfatos Aerossóis Hidrologia Profundidade do Solo Continente e Oceano Física do Solo Ciclo de Carbono Química da Atmosfera IPCC – AR4 - 2007 Estabeleceu base sólida para um acordo pós Protocolo de Kyoto

41 Circulação Atmosférica e Radiação Atividade Vulcânica Emissão Circulação Oceânica Circulação de Retorno Gelo Marinho Sulfatos Aerossóis Hidrologia Profundidade do Solo Continente e Oceano Física do Solo Dinâmica da Vegetação Uso da Terra Ecologia Marinha Biogeoquímica Permite Interação com CO 2 Ciclo de Carbono Química da Atmosfera IPCC - AR5

42 2000 2050 2100 Previsão de longo termoPrevisão Decadal PILARES PARA AS PROJEÇÕES DO AR5 Grandes Fenômenos: Monção ENOS e outros

43 CENÁRIOS SOCIO- ECONÔMICO População PIB Energia Industria Transporte Agricultura... CENÁRIOS DE EMISSÕES Gases do Efeito Estufa (CO 2, CH 4, N 2 O,...) Aerossóis e gases quimicamente ativos (SO 2, CP, CO, NO x, COVs) Uso e cobertura da terra CENÁRIOS RADIATIVOS FORÇADOS Concentraçõe s atmosféricas Ciclo de Carbono, incluindo fluxos de oceano e terrestre Química da atmosfera... CENÁRIOS DE MODELOS CLIMÁTICOS Temperatura Precipitação Umidade Umidade do solo Eventos extremos... ESTUDOS DE VULNERABILI- DADES, IMPACTOS e ADAPTAÇÕES Zonas costeiras Hidrologia e recursos de H2O Ecossistemas Segurança do alimento Infraestrutura Saúde Humana Moss et al. NATURE 2010 Cenário Sequencial

44 Cenários Climáticos Curto (2035) Longo (2100+) Modelagem climática regional Padrão de métodos de dimensionamento Integração do Clima e Cenários Sócio- econômicos Cenários Integrados Padrões de métodos (clima) Downscaling do clima e cenários sócio- econômicos... Novas pesquisas e avaliações Estudos de vulnerabilida des, impactos e adaptações Feedbacks das mudanças climáticas Desenvolvi- mento do modelo... Características Gerais Amplo leque de simulações até 2100 Forma de forçamento radiativo ao longo do tempo Vias Representatividade da Concentração (RCP) [4 caminhos representativos] Gases do efeito estufa Gases com efeito de de curta duração e aerossóis Uso e cobertura da terra F O R Ç A M E N T O R A D I A T I V O Novos Cenários Sócio-econômico e de Emissões; História da Vulnerabilidade Adaptação Mitigação Estabilização Superação... Concorda c/ RCP Independe da RCP 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Cenário Paralelo Moss et al. NATURE 2010

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46 4 Caminhos Representativos do RCP RCP8.5 (IIASA/MESSAGE) Forçante Radiativa: >8.5Wm -2 em 2100 Concentração (ppm): >1370 CO 2 -equiv. em 2100 Comportamento: Elevação RCP6.0 (NIES/AIM) Forçante Radiativa:  6Wm -2 estabiliza depois de 2100 Concentração (ppm):  850 CO 2 -equiv. Comportamento: Estabiliza e não ultrapassa RCP4.5 (PNNL/MiniCAM) Forçante Radiativa:  4.5Wm -2 estabiliza depois de 2100 Concentração (ppm):  650 CO 2 -equiv. Comportamento: Estabiliza e não ultrapassa RCP2.6 (PBL/IMAGE) Forçante Radiativa: Pico de <3Wm -2 em 2100 e então declina Concentração (ppm): Pico de  490 CO 2 -equiv. antes de 2100 e então declina Comportamento: Pico e declina. Moss et al. NATURE 2010

47 Quadro geral do CMIP5 (2008-2013) (CMIP = Coupled Models Intercomparison Project) Projeto de Intercomparação de Modelos Acoplados A summary of the CMIP5 Experimental Design Taylor, K. E., R. J. Stouffer and G. A. Meehl, 2009: http://www-pcmdi.llnl.gov/

48 É um projeto experimental de modelagem em mudanças climáticas (2008-2013) Promove um conjunto padrão de simulações, a fim de: Avaliar quão realista são os modelos na simulação de um passado recente Fornecer projeções de mudanças climáticas futuras em duas escalas de tempo Compreender alguns dos fatores responsáveis pela diferenças de modelo Não é ditada pelo IPCC são formulações da comunidade científica que estuda o clima Serão analisadas no IPCC-AR5, os experimentos concluídos até final de 2010 Formulação Geral do CMIP5

49 Avaliar o quanto os modelos são realistas na simulação do passado recente Entender alguns dos fatores responsáveis pelas diferenças nas projeções dos modelos, incluindo a quantificação de alguns feedbacks fundamentais como os que envolvem nuvens e o ciclo de carbono. Objetivo da padronização

50 Fornecer projeções de mudanças climáticas futuras em duas escalas de tempo: Objetivo da padronização Experimento de Previsão Decadal Até ~2035 Simulações inicializadas com o estado ou anomalias observadas do oceano e gelo marinho Experimento de Longo Termo Até 2100 e séculos seguintes Inicializadas a partir do final de simulações decadais e o período histórico feitas com um GCM atmosférico /oceânico evoluindo livremente Núcleo

51 Experimento de Previsão Decadal Até ~2035 Informação Regional Previsão Decadal NÚCLEO: Previsibilidade do sistema climático Habilidade do modelo na previsão decadal 1º NÍVEL: Impacto dos métodos de inicialização Impacto da qualidade do oceano estado inicial Impacto das erupções vulcânicas TSM Prescrita: Computação de alto desempenho (resolução alta, química, etc.) Períodos de tempo: 1979-2008 + 2026-2035 Apenas para modelos atmosféricos Explorar o impacto da alta resolução Efeitos regionais da mudança climática Qualidade do ar implicações das alterações climáticas Eventos extremos

52 30 anos de previsão Inicializa em 1960, 1980, 2005 Vulcão OFF Vulcão ON Núcleo 10 anos de Hindcast Inicializa em 1960, 70, 80,... Assimilação de dados Taylor, 2009 Experimento de Previsão Decadal

53 Experimento de Previsão de Longo Termo Núcleo 1º Nível 2º Nível

54 Experimento de Previsão de Longo Termo

55 Aumento de 1% de CO2, 4xCO2 mudança radical... - Análise dos Processos/Feedbacks da nuvem - Ciclo de Carbono Feedbacks / loop-cutting - Diagnosticar Forçamento Radiativo

56 Experimento de Previsão de Longo Termo Rodadas Históricas -Conjuntos Detecção de atribuições -Natural -GEE -Outros Paleoclima -Mid-Holoceno (6.000 a.) -Eras passadas (20.000 a.) -Último Milênio

57 Experimento de Previsão de Longo Termo Projeções - 2006-2100 e extendida até 2300 - RCP2.X (Pico em 2050 e forte mitigação) - RCP4.5 e 6.0 (estabiliza perto de 2100) - RCP8.5 (GEE continua a aumentar)

58 Início simulações - 2009/2010 Início da disponibilidade dos resultados - meados de 2010 Tempo limite para os resultados serem considerados no IPCC - final de 2011 IPCC - Artigos científicos submetidos - 31 JULHO 2012 IPCC - Artigos científicos aceitos - 15 MARÇO 2013 IPCC AR5 aceite pelos governos - SETEMBRO 2013 Cronograma do CMIP5

59 1. Novo processo de cenário para AR5 IPCC Minimizar erros sistemáticos com a introdução do Forçamento Radiativo Processo paralelo a partir de Vias de Representatividade da Concentração (RCPs) que integra cenários socioeconômicos e climáticos. 2. Prevsões Decadais A previsibilidade Decadal está ainda numa fase de investigação. Eventualmente útil como valor inicial de alta resolução para estudar conjuntos de eventos extremos. 3. Algumas idéias do IPCC sobre Multi-Model Métricas para ranking ou pesos distintos nos AOGCMs será usada para relatar o clima atual e futuro. Considere-se uma grande variedade de cenários climáticos: Ensemble AOGCM, projeções em downscaled, mudanças no processo e as mudanças históricas. Resumo

60 http://cmip-pcmdi.llnl.gov/cmip5/

61 O uso da terra Desenvolvimento Insustentável Regiões Brasileiras mais afetadas Fatores Socioeconômicos O Carbono na natureza O desmatamento Destruição rápida, recuperação lenta Principais consequências do desmatamento O papel da pecuária As queimadas As consequências das queimadas AS queimadas no Brasil SITUAÇÃO NO BRASIL