Variabilidade do clima contemporâneo Mudanças globais Detecção Atribuição de causa Projeções Princípio da precaução Incertezas Variabilidade natural.

Apresentação em tema: "Variabilidade do clima contemporâneo Mudanças globais Detecção Atribuição de causa Projeções Princípio da precaução Incertezas Variabilidade natural."— Transcrição da apresentação:

1 Variabilidade do clima contemporâneo Mudanças globais Detecção Atribuição de causa Projeções Princípio da precaução Incertezas Variabilidade natural Mecanismos de retroalimentação

2 Trends in annual maximum (top), mean (middle) and minimum (bottom) temperature, and rainfall (green bar) over Australia during the period 1910 to Contour interval is 0.5°C per century.

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4 Detecção de mudança do clima (Fonte: IPCC AR4, 2007)
Desvio da temperatura (oC) da média Atribuição de causas Tendência de temperatura (1979–2005) na troposfera 5 km e estratosfera 18 km (Advanced Microwave Sounding Units/NOAA). Fonte: Ramaswamy (2006),Science ; Karl (2006).

5 Atribuição de causas Simulação da temperatura média global. Fonte: Stott (2006), AR4 (IPCC 2007) Concentração de CO2 e O2 (desvio de 21%).Fonte: Canadell (2007), PNAS

6 Atribuição de causas Zonal average change in air temperature due to 2xCO2 for JJA in a model (Schlesinger & Mitchell 1987) The existence of the greenhouse effect has been known about for a long time. In this excerpt from the paper published by the Swedish scientist Arrhenius in 1896, he discusses the mean temperature of the ground being influenced by the presence of heat absorbing gases in the atmosphere. Indeed the notion of heat absorption by gases was put forward even earlier than Arrhenius' time, by scientists such as such as Tyndall and Fourier. So the greenhouse effect may be relatively new to policy makers and the media, but in the scientific community it has been known about, and investigated, for well over 100 years. Time series of global temperature anomalies of the stratosphere (top) and troposphere (lower) based on weather balloons and satellite measurements. Aula 2 – Breve revisão de Climatologia Notas de aulas AGM5724 (Interação Biosfera-Atmosfera, IAG/Usp)

7 Incertezas das projeções do clima
Projeções de vários modelos (2001) no cenário SRES A2 (sem ações de mitigação)

8 Projeções do clima século 21 e Incertezas
Aumento da temperatura e nível do mar Variação da precipitação global (aumento médio ~10%) Aumento da frequência e intensidade dos eventos extremos Projeção mudança temperatura, chuva (Verão) Fonte: AR4 IPCC - Marengo et al. (2006) Previsibilidade intrínseca do sistema climático Variabilidade natural do clima Princípio da precaução

9 Previsibilidade dos modelos numéricos do estado da atmosfera

10 Hipótese de resfriamento do Atlântico Norte
1 Corrente quente e salina dos trópicos para os polos (como Corrente do Golfo que aquece a Europa) 2 Com resfriamento, densidade aumenta e direciona para o fundo do oceano 3-4 Forma-se o cinturão de transporte do oceano 4 Derretimento do gelo dilue a água salina nos polos, que enfraquece a subsidência e o cinturão de transporte, portanto a Corrente do Golfo

11 Incertezas das projeções do clima
Inter-modelos Distribuição espacial e temporal Intrínsecas (Parametrizações, ex. nuvens, Deriva) Variabilidade natural não-simulada (ex. PDO, AMO ...) Fonte: Cook et al (2008)

12 Mecanismos de retroalimentação do sistema climático 1. gelo-albedo 2
Mecanismos de retroalimentação do sistema climático 1. gelo-albedo 2. vapor d’ agua, lapse-rate da temperatura 3. nuvens 4. biogeofísicos

13 Mecanismos de retroalimentação de gelo-albedo
Albedo: gelo e neve gelo oceano Cobertura de gelo do Polo Norte Mecanismo “runaway” gelo-albedo

14 Mecanismos de retroalimentação do vapor d´água
- Mecanismo do lapse-rate da temperatura 1 - mecanismo vapor eficiente : UR = cte efeito maior alta troposfera (R.A. positiva c/ transporte do vapor do topo dos cumulos pelo escoamento de gde escala (embora regionalmente UR poderá variar +/-) 2- mecanismo R.A. acompanhante - O mecanismo de R.A. do lapse-rate da temperatura: perde mais radiação termal para o espaço (R.A. negativa) 2ª hipotese - mecanismo ineficiente : UR reduz

15 Mecanismo de R.A. de nuvens (ou também nuvem-albedo)
Cirrus finas, transparentes à radiação solar mas absorvem radiação termal da superfície, reemitida em grande extensão da atmosfera até a superfície. Efeito dominante: aquecimento Estratiformes, grande extensão horizontal, alto albedo solar e absorção termal pequena. Efeito dominante: resfriamento Ex : oceanos subtropicais com grande ocorrencia. Nuvens de profundidade vertical: Cumulus e Nimbus stratus Efeito reflexão solar em balanço com a absorção termal. Efeito incerto. Outra variantes: 1-conteúdo da fase de água: água líquida tendem a absorver termal, cristais de gelo tendem a refletir radiação solar. 2- nuvens muito altas acentua-se a presença de cristais de gelo, pode prevalecer refletividade solar. 3- nuvens marítimas, mais rasas, pode prevalecer efeito de absorção termal. 4 - Nuvens de formação noturna: pode prevalecer efeito absorção termal

16 Mecanismos de R.A. nos cenários de mudança climática do IPCC
Soden & Held (2006) JClimate

17 Efeitos de escala local : temperatura e umidade do ar
Mecanismo biogeofísico de RA: mudanças de uso da terra Efeitos de escala local : temperatura e umidade do ar Pastagem Maior temperatura máxima Pastagem menorUmidade relativa Floresta Floresta Air temperature Specific humidity deficit Source: Gash et al. (1996)

18 Mecanismo biogeofísico de R.A. : hipótese desmatamento da Amazônia
Simulação desmatamento de grande escala. P reduz, até 650 mm/ano E reduz, até 500 mm/ano Fontes: Nobre (1991); Rowntree (1996);Costa & Foley (2000); Sampaio (2008), outros. Balanço de água Amazonia (mm/ano) P = E Transporte (58%) (42%)

19 Papers em mecanismos de R. A. Adams J. (2007)
Papers em mecanismos de R.A. Adams J. (2007). Vegetation-climate interaction. How vegetation makes the global environment. Springer in association with Praxis Publishing, Chichester, UK, 232pp. Bony S., R. Colman, V.M. Kattsov, R.P. Allan, C.S. Bretherton, J.L. Dufresne, A. Hall, S. Hallegatte, M.M. Holland, W. Ingram, D.A. Randall, B.J. Soden, G. Tselioudis, M.J. Webb (2006). How well do we understand and evaluate climate change feedback processes? Journal of climate, 19: Forster, P., V. Ramaswamy, P. Artaxo, T. Berntsen, R. Betts, D.W. Fahey, J. Haywood, J. Lean, D.C. Lowe, G. Myhre, J. Nganga, R. Prinn, G. Raga, M. Schulz and R. Van Dorland (2007). Changes in Atmospheric Constituents and in Radiative Forcing. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor and H.L. Miller (Eds.). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. Gao C., A. Robock and C. Ammann. (2008). Volcanic forcing of climate over the past 1500 years: an improved ice core-based index for climate models. Journal of Geophysical Research 113, D Hansen J., M. Sato and R. Ruedy (1997). Radiative forcing and climate response. J. Geophys. Res. 102 (D6): Hartmann D.L. (1994). Global physical climatology. International Geophysics series, volume 56. Academic Press, 412 pp. IPCC (2007). Climate Change 2007: The Physical Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Solomon, S., Qin, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Averyt, K.B., Tignor, M., and Miller H.L. (Eds.), Cambridge Univ. Press, Cambridge, U.K. and New York, U.S.A., 996 pp. Koch D., S. Menon, A.Del Genio, R. Ruedy, I.A. Alienov and G.A. Schmidt (2008). Distinguishing aerosol impacts on climate over the past century. Journal of Climate 22, Ramankutty N. and J.A., Foley Estimating historical changes in global land cover: croplands from 1700 to 1992, Global. Biogeochemical Cycles 13, 4: Randall, D.A., R.A. Wood, S. Bony, R. Colman, T. Fichefet, J. Fyfe, V. Kattsov, A. Pitman, J. Shukla, A. Noda, J. Srinivasan, R.J. Stouffer, A. Sumi and K.E. Taylor (2007). Climate models and their evaluation. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. Rotaru M., J. Gaillardet, M. Steinberg and J. Trichet (2006). Les climats passés de la terre. Société Géologique de France, Vuibert, 195pp. Sarmiento G.L and N. Gruber (2006). Ocean biogeochemical dynamics. Princeton University Press, 503pp. Soden B.F. and I.M. Held (2006). An assessment of climate feedbacks in coupled ocean-atmosphere models. J. Climate, 19: Wallace J.M. and P.V. Hobbs (2006). Atmospheric science: an introductory survey (2nd edition). International Geophysics Series 92, Associated press, 484pp. Wang Y.M., J.L. Lean and N.R. Sheeley (2005). Modeling the sun's magnetic field and irradiance since Astrophysical Journal 625, 1,

20 Mudanças de uso da terra – desmatamento e controle climático
Aumento da chuva Redução da chuva Circulação fluvial e formação de cumulos rasos – fenômeno natural satélite Aqua/NASA 19Ago2009 Saad et al 2010

21 Discussão da importância da floresta tropical, temperada, boreal no clima global

22 Desmatamento florestas tropicais P ↓, T↑

23 Desmatamento florestas boreais Neve ↑, T↓

24 Desmatamento floresta temperada
Inverno: neve ↑, T↓ Verão: P ↓ ,T↑

25 T (oC) P (mm/d) Índice de Teleconexão regional/global sobre regiões terrestres Floresta Tropical Forte Floresta Boreal Forte Floresta temperada Moderada Savanna Fraca