Modelagem Climática Referêcia Básica: Schneider, S. H. e Dickinson, R. E., 1974, Reviews of Geophysics and Space Physics, vol. 12, no. 3.

Introdução Clima não é constante; Variações não precisam ser expetaculares como a última era glacial: 20.000 anos atrás, gelo cobria HN até 40oN; Gelo retrocedeu à 10.000 anos. Podem ser de menor intensidade como a ocorrida a cerca de 1.000 anos na Groenlândia: Os vikings exploraram amplamente o Atlântico Norte, pois o clima era ameno; Com o início da pequena idade do gelo, suas colônias foram devastadas. Clima retornou a ser ameno a partir dos anos 1940.

Introdução Flutuações climáticas não são novas, há referências delas na Bíblia e em outros textos históricos, como as secas do Egito; A novidade é o número de pessoas afetadas pelas conseqüências destas variações, como as secas no Egito. Por outro lado, a capacidade da humanidade de aumentar em números e padrões materiais de vida tem dependido da aplicação de tecnologia. E o progresso tecnológico produz poluição: Descarga de químicos = alteração na composição e propriedades radiativas da atmosfera; Uso da terra = alterações nas propriedades radiativas e de captação de água da superfície terrestre; Liberação de energia térmica.

Introdução O problema não é se o clima mudará e sim em que direção e de que causas gerarão estas mudanças. Precisamos saber que quantidade e qualidade de estresse ambiental derivados das atividades antropogênicas será tolerada pelo sistema climático antes deste sistema responder significativamente. É necessário usar ferramentas para construir uma teoria de clima e de mudança climática: os modelos climáticos.

Definição de Clima Clima é o comportamento médio do sitema terra-oceano-atmosfera-criosfera durante períodos relativamente longos, em contraste com as variações diárias que chamamos de tempo. O problema é distinguir claramente entre clima e tempo. Escala de tempo que divide é cerca de três semanas (baseado na previsibildiade do tempo).

Definição de Clima Outra abordagem: sistema interno (atmosfera), com flutuações rápidas e sistema externo , que fornece influences externas que variam lentamente; Clima seria a média de um conjunto (ensemble) de estados internos que está quase em equilíbrio com as mudanças lentas das influências externas. Difícil definir o que é externo e o que é interno: terra seca com temperatura que varia rapidamente é interno, a maior parte do oceano é externo. Mas e as camadas superiores dos ocenos? E a terra coberta por neve?

Definição de Clima Se a escala temporal aumenta: o sistema interno irá incluir, eventualmente, todas as partes dos oceanos, neve e campos de gelo e partes da biosfera, bem como a atmosfera; O sistema externo será aqueles condições desacopladas dos sistema: topografia, distribuição terra e oceano, distribuição da radiação solar incidente; É mais simples utilizar a definição de um estado médio temporal!

Causas Internas e Externas das Mudanças no Clima Mudanças sistema externo: Flutuações da emissão solar; Influência de variações da orbita da Terra; Mudanças no CO2 atmosférico; Mudanças na poeira atmosférica; Mudanças no uso da terra. Por outro lado, é possível deduzir mudanças climáticas de variações temporais naturais sem a presença de influências externas.

Causas Internas e Externas das Mudanças no Clima Mudanças sistema interno: Variações na temperatura da superfície dos oceanos; Decréscimo da salinidade di Atlântico Norte, levando a um aumento da formação de gelo do mar; Quase intransitividade do sistema terra-oceano-atmosfera-criosfera. Lorenz: será que algumas escalas de mudanças de clima não são flutações naturais devido às complexas interações não lineares entre terra, oceanos, atmosfera e gelo polar?

Causas Internas e Externas das Mudanças no Clima Se estatística de longo tempo do sistema climático for independente do estdo inicial, o clima é dito transitivo; Se não existe o equilíbrio, ele é intrnasitivo Se o sistema climático é transitivo para estatísticas de período infinito, mas contem auto-flutuações de período menor, este tipo de clima é chamado de quase-intransitivo. Média de ensemble é igual a média de tempo infinito somente se o sistema climático é transitivo.

Previsibilidade Climática Pinball e ... Duas suposições ...

Sinal,Ruído e Equlíbrio Climático Regimes climáticos... figura 1, 2 e 3 ...

Ingredientes de uma Teoria de Clima Fatores Físicos que afetam o Clima Os determinantes fundamentais do clima do sistema atmosfera-terra são: Entrada de radiação solar; Composição da atmosferas; Características da surpefície terrrestre. Balanço radiativo Terra-Sol Dependência da temperatura da entrada de radiação determina a temperatura média do sistema. Troposfera transparente a radiação solar. Aquece a superfície e evapora água e esta energia é liberada sob foram de calor latente ou sensível.

Fatores Físicos que afetam o Clima Radiação Emergente: varia menos com a latitude; vapor d’água é o principal emissor, logo depende for-temente da temperatura; no nível que a atmosfera é transparente à radiação terrestre, temperatura está aproximadamente igual (a altitudes diferentes); não existe controle geo-métrico. Saldo líquido nos trópicos e déficit líquido nas latitudes altas

Fatores Físicos que afetam o Clima

Mecanismos de Acoplamento Climático Retroalimentção temperatura-radiação Retroalimentação efeito estufa-vapor d’água Retroalimentação temperatura-albedo da neve e cobertura de gelo Acoplamento Temperatura da superfície-nebulosidade Acoplamento dinâmico-radiativo Acoplamento Atmosfera-oceano Acoplamento temperatura superfície-taxa de variação