Efeitos do derretimento de gelo no modelo acoplado oceano-atmosfera GISS: resposta da APAN Marília Harumi Shimizu.

Apresentação em tema: "Efeitos do derretimento de gelo no modelo acoplado oceano-atmosfera GISS: resposta da APAN Marília Harumi Shimizu."— Transcrição da apresentação:

1 Efeitos do derretimento de gelo no modelo acoplado oceano-atmosfera GISS:
resposta da APAN Marília Harumi Shimizu

2 Effects of Glacial Meltwater in the GISS Coupled Atmosphere-Ocean Model: Part I: North Atlantic Deep Water Response David Rind et al. – Journal of Geophysical Research Atmospheres 106 (D21) – Nov. 2001

3 I - Introdução

4 Redução na produção da APAN
I - Introdução Oscilação da produção da Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) durante a era glacial e o Holoceno Evidências de foraminíferos bentônicos (Curry et al., 1998, Zahn et al., 1997) e dados de Cd/Ca (Boyle and Zeigwin, 1987) Redução na produção da APAN Descarga de água doce no Atlântico Norte Derretimento glacial (Broecker et al, 1985) Instabilidades nas lâminas de gelo Associação com eventos de resfriamento glacial Redução do transporte de calor pelas correntes oceânicas Estabilização das geleiras e redução da descarga de água doce Elevação da salinidade da água e retomada da produção da APAN

5 Descarga de até 0.6 Sv (Schiller et al, 1997)
I - Introdução Estudos com MCGs oceânicos ou modelos mais simples (Weaver and Hughes, 1994; Rahmstorf, 1995) Resposta rápida da APAN à variação da salinidade Simulações com modelos acoplados oceano-atmosfera com descarga de 0.1 Sv (Manabe and Stouffer, 1997; 2000) Resposta gradual da APAN, com interrupção total em 500 anos Descarga de até 0.6 Sv (Schiller et al, 1997) Interrupção da APAN em centenas de anos Manutenção improvável da descarga de água doce por período tão longo

6 I - Introdução - Objetivo
Parte I: Resposta do modelo acoplado oceano – atmosfera GISS (Goddard Institute for Space Studies) à descarga de água doce no Atlântico Norte Parte II: Resposta da Água Antártica de Fundo e do Hemisfério Sul Questão: Uma descarga adicional de água doce leva a uma redução rápida da produção da APAN?

7 II- Experimentos Numéricos

8 II- Experimentos Numéricos
Modelo acoplado oceano – atmosfera Resolução horizontal: 4º x 5º Alguns processos calculados com resolução melhor (convecção e advecção de calor e sal) Resolução vertical: 9 níveis na atmosfera e até 13 níveis no oceano (Russell et al. 1995, 2000) Superfície livre 3 versões do modelo STAND: produção realista de APAN, sem uso de fluxos de correção WEAK: fraca produção de APAN FLUX: fluxos de correção de salinidade, aumento da produção de APAN

9 I I- Experimentos Numéricos
Rodadas Controle 2x St. Lawrence, 0.03 Sv 4x St. Lawrence, 0.06 Sv 8x St. Lawrence, 0.12 Sv 32x St. Lawrence, 0.53 Sv LTC(1) e LTC(2) – derretimento + precipitação, outras regiões além de St. Lawrence (Estreito de Hudson), 0.15 Sv Tempo de integração 160 anos, com spin-up de 23 anos das condições iniciais observadas (Levitus, 1994)

10 I I- Experimentos Numéricos

11 III- Resultados

12 Função de Corrente de Massa para o Atlântico Norte em 50ºN e 900m
III- Resultados - Resposta da APAN Função de Corrente de Massa para o Atlântico Norte em 50ºN e 900m Controle Tendência do modelo para redução Estabilidade não é mais importante do que outros fatores: magnitude da circulação, fluxos de correção, etc.. 8 x St. Lawrence Enfraquecimento da função de corrente

13 Interrupção da produção da APAN
III- Resultados - Resposta da APAN % da variação da função de corrente em 52ºN e 900m como função do tempo Interrupção da produção da APAN

14 III- Resultados - Resposta da APAN
Relação entre % da variação da função de corrente em 52ºN e a descarga de água doce y = A(x) y = % da variação da função de corrente x = descarga de água doce em St. Lawrence y = B(t) t = duração da descarga de água doce y = C(v) v = volume da descarga de água doce Maior % de redução da APAN associada com: Maior magnitude Maior duração Maior volume

15 III- Resultados - Resposta da Salinidade
Variação da salinidade na superfície para STAND Redução da salinidade: St. Lawrence e NE Efeito intensificado com o aumento da descarga de água doce 32 x St. Lawrence: efeito em todo HN WEAK e FLUX Maior variação da salinidade: maior variação da função de corrente e menor transporte de salinidade

16 32x St. Lawrence - Controle
III- Resultados - Resposta da Salinidade Variação da precipitação e da evaporação (mm/dia) para 32x St. Lawrence - Controle Redução da evaporação maior do que redução da precipitação: decréscimo da salinidade Efeito: 30% da descarga de água doce

17 32x St. Lawrence - Controle
III- Resultados - Resposta da Salinidade Variação temporal da salinidade na superfície 32x St. Lawrence - Controle Salinidade diminui continuamente com o tempo

18 III- Resultados - Resposta da Salinidade
Variação temporal da salinidade na superfície LTC(1) - Controle Menor redução da salinidade

19 III- Resultados - Resposta da Temperatura
Variação da temperatura do ar à superfície para STAND Resfriamento: região do Atlântico Norte Trópicos: pequena variação e tendência para aquecimento WEAK e FLUX Maior resfriamento: associação com maior redução da APAN

20 32x St. Lawrence - Controle
III- Resultados - Resposta da Temperatura Variação temporal da temperatura do ar à superfície 32x St. Lawrence - Controle Após 160 anos: resfriamento na maior parte do globo

21 III- Resultados - Resposta da Temperatura
Variação temporal da temperatura do ar à superfície LTC(1) - Controle Efeito confinado às altas latitudes do HN

22 32x St. Lawrence - Controle
III- Resultados - Resposta da Temperatura Variação do oceano/gelo em função do tempo para o Mar da Noruega 32x St. Lawrence - Controle Resposta rápida em função da redução da produção da APAN TSMs menores e crescimento da cobertura de gelo marinho Descarga de água doce interrompido a partir do ano 160: recuperação lenta LTC(1) - Controle Menor variação Resposta pequena do gelo marinho

23 32x St. Lawrence - Controle
III- Resultados - Resposta da Temperatura Variação da temperatura do ar à superfície (ºC) para a Groelândia 32x St. Lawrence - Controle Após 150 anos (interrupção da produção da APAN): resfriamento de 7ºC Ano 160: pequena elevação da temperatura LTC(1) - Controle Resfriamento moderado

24 III- Resultados - Resposta do Transporte Oceânico
Transporte de energia para o norte no Atlântico Redução do transporte de calor para o pólo no Atlântico Norte

25 III- Resultados - Resposta do Transporte Oceânico
Transporte de calor oceânico Redução do transporte de calor para o pólo no oeste do Atlântico Norte

26 III- Resultados - Resposta do Transporte Oceânico
Correntes oceânicas superficiais Redução das correntes do NE do Brasil, da Flórida e do Golfo

27 III- Resultados - Resposta Global Radiativa
Características radiativas para 32x St. Lawrence para

28 IV- Conclusões

29 IV- Conclusões A produção da APAN decresce linearmente com o volume da descarga de água doce em St. Lawrence A interrupção da produção da APAN ocorreria em 350 anos, considerando-se um fluxo realista de 0.15 Sv Após a interrupção da produção da APAN e da descarga, não há o reinício da circulação da APAN dentro de várias décadas O resfriamento não é rápido e ocorre em todo HN A revigoração da APAN e o rápido aquecimento não ocorre depois que a descarga de água doce é interrompida