PBMC - Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas

O Futuro Climático da Amazônia

Relatório de Avaliação Científica

Antonio Donato Nobre, PhD (Curriculum Lattes)

Este relatório de avaliação do futuro climático da Amazônia consiste de uma revisão e síntese da literatura científica, articulada com análises interpretativas das questões mais importantes relacionadas ao assunto.

Sem perder o foco na ciência, trata dos temas com linguagem acessível e aspiração holística, isto é, busca ligar fontes e muitas análises de especialistas em uma imagem coerente do ecossistema Amazônico.

Suas linhas mestras são o potencial climático da grande floresta – fator crítico para todas sociedades humanas –, sua destruição com o desmatamento e o fogo e o que precisa ser feito para frear o trem desgovernado em que se transformaram os efeitos da ocupação humana sobre o clima em áreas de floresta.

O tema é vasto. Por isso é preciso tratá-lo em certa sequência cronológica.

1. O texto começa pelo pano de fundo do fator chave na história geológica: o tapete tecnológico1 da biodiversidade amazônica, que levou dezenas de milhões de anos para formar sua capacidade funcional.

Os processos da vida que operam na floresta contêm complexidade quase incompreensível, com um número astronômico de seres funcionando como engrenagens articuladas em uma fenomenal máquina de regulação ambiental.

2. A seguir, o texto passa à descrição das capacidades da Amazônia no seu estado intocado: o oceano-verde2 da floresta e sua relação com o oceano gasoso da atmosfera, com o qual troca gases, água e energia, e com o oceano azul dos mares, fonte primária e repositório final da água que irriga os continentes. Desde Humboldt3 até hoje, a ciência revelou importantes segredos acerca do poder da grande floresta sobre os elementos que fazem o clima. Aqui exploramos cinco descobertas importantes para a ecohidrologia Amazônica.

Cinco segredos desvendados

O primeiro segredo é que a floresta mantém úmido o ar em movimento, o que leva chuvas para áreas continente adentro, distantes dos oceanos. Isso se dá pela capacidade inata das árvores de transferir grandes volumes de água do solo para a atmosfera através da transpiração.

O segundo segredo é a formação de chuvas abundantes em ar limpo. As árvores emitem substâncias voláteis precursoras de sementes de condensação do vapor d’água, cuja eficiência na nucleação de nuvens resulta em chuvas fartas e benignas.

O terceiro segredo é a sobrevivência da floresta Amazônica a cataclismos climáticos e sua formidável competência em sustentar um ciclo hidrológico benéfico, mesmo em condições externas desfavoráveis. Segundo a nova teoria da bomba biótica, a transpiração abundante das árvores, casada com uma condensação fortíssima na formação das nuvens e chuvas – condensação essa maior que aquela nos oceanos contíguos –, leva a um rebaixamento da pressão atmosférica sobre a floresta, que suga o ar úmido sobre o oceano para dentro do continente, mantendo as chuvas em quaisquer circunstâncias.

O quarto segredo indica a razão de a porção meridional da América do Sul, a leste dos Andes, não ser desértica, como áreas na mesma latitude, a oeste dos Andes e em outros continentes. A floresta amazônica não somente mantém o ar úmido para si mesma, mas exporta rios aéreos de vapor que, transportam a água para as chuvas fartas que irrigam regiões distantes no verão hemisférico.

O quinto segredo desvendado é o motivo pelo qual a região amazônica e oceanos próximos não fomentam a ocorrência de fenômenos atmosféricos como furacões e outros eventos climáticos extremos. A atenuação da violência atmosférica tem explicação no efeito dosador, distribuidor e dissipador da energia nos ventos, exercido pelo rugoso dossel florestal, e da aceleração lateral de larga escala dos ventos na baixa atmosfera, promovida pela bomba biótica, o que impede a organização de furacões e similares. A condensação espacialmente uniforme sobre o dossel florestal impede concentração de energia dos ventos em vórtices destrutivos, enquanto o esgotamento de humidade atmosférica

pela remoção lateral de cima do oceano, priva as tempestades do seu alimento energético (vapor de água) nas regiões oceânicas adjacentes a grandes florestas.

Todos esses efeitos em conjunto fazem da majestosa floresta Amazônica a melhor e mais valiosa parceira de todas as atividades humanas que requerem chuva na medida certa, um clima ameno e proteção de eventos extremos.

3. O relatório continua com a descrição dos efeitos do desmatamento e do fogo sobre o clima: a devastação da floresta oceano-verde gera um clima dramaticamente inóspito. Modelos climáticos anteciparam, há mais de 20 anos, variados efeitos danosos do desmatamento sobre o clima, já confirmados por observações. Entre eles estão a redução drástica da transpiração, a modificação na dinâmica de nuvens e chuvas e o prolongamento da estação seca. Outros efeitos não previstos, como o dano por fumaça e fuligem à dinâmica de chuvas, mesmo sobre áreas de floresta não perturbada, também estão sendo observados.

O dano do desmatamento, assim como os danos do fogo, da fumaça e da fuligem, ao clima, são candentemente evidentes nas observações cientificas de campo. As análises baseadas em modelos atualizados e em nova teoria física projetam um futuro ainda pior. Emerge como fator principal a afetar o clima a grave extensão acumulada do desmatamento amazônico, até 2013 no Brasil em quase 763.000 km2 (área equivalente a 184 milhões de campos de futebol ou três estados de São Paulo).

Tal superfície precisa ainda ser somada à fração de impacto da extensão acumulada da menos falada e menos estudada degradação florestal (estimada em mais de 1,2 milhão de km2).

4. O relatório prossegue relacionando os dois itens anteriores, floresta oceano-verde e desmatamento, no contexto temporal mais estendido: o equilíbrio vegetação-clima, que balança na beira do abismo.

Modelos climáticos ligados interativamente a modelos de vegetação exploram quais são as extensões de tipos de vegetação e as condições climáticas capazes de gerar estáveis equilíbrios vegetação-clima.

Para a Amazônia, esses modelos projetam a possibilidade de dois pontos possíveis e alternativos de equilíbrio: um que favorece a floresta (úmido, atual para a bacia amazônica e histórico) e outro que favorece a savana (mais seco, atual para o Cerrado, futuro para a bacia amazônica).

O ponto preocupante desses exercícios de modelagem é a indicação de que aproximadamente 40% de remoção da floresta oceano-verde poderá deflagrar a transição de larga escala para o equilíbrio da savana, liquidando, com o tempo, até as florestas que não tenham sido desmatadas. O desmatamento por corte raso atual beira os 20% da cobertura original na Amazônia brasileira, e a degradação florestal, estima-se, já teria perturbado a floresta remanescente em variados graus, afetando adicionalmente mais de 20% da cobertura original.

5. A seção final do relatório recomenda um plano de mitigação baseado na reversão radical tanto dos danos passados quanto a das expectativas de danos futuros: um esforço de guerra. As florestas da Amazônia são essenciais para a manutenção do clima, e com ele a segurança das gerações futuras. Felizmente, os avanços nas ciências fazem desta guerra um desafio que pode ser bem sucedido.

Apesar da dificuldade em separar precisamente os efeitos de fundo das mudanças climáticas globais daquelas locais e regionais, não resta a menor dúvida de que os impactos do desmatamento, da degradação florestal e dos efeitos associados já afetam o clima próximo e distante da Amazônia. Já afetam em alto grau hoje em dia e prometem afetar ainda mais seriamente no futuro, a ponto de que a única opção responsável que se coloca é agir vigorosamente no combate às causas.

Como primeira ação, impõe-se a universalização e facilitação de acesso às descobertas científicas, que podem reduzir a pressão da principal causa do desmatamento: a ignorância.

Em segundo lugar, é preciso estancar a sangria da floresta, ou seja, zerar o desmatamento, a degradação florestal e o fogo já, com todos e quaisquer recursos e meios éticos possíveis, no interesse da vida. Ao mesmo tempo, em vista do diagnóstico de que desmatamento e degradação acumulados constituem-se no mais grave fator de dano ao clima, torna-se necessário e inevitável desenvolver um amplo esforço para replantar e restaurar a floresta destruída.

Tal esforço precisa ter perspectiva de médio e longo prazo para culminar com a regeneração da floresta oceano-verde original. Diante disso, as elites governantes podem, devem e precisam tomar a dianteira na orquestração da grande mobilização de pessoas, recursos e estratégias que possibilitem recuperar o tempo perdido.

Na conclusão, ao apontar para a urgência de ações de proteção e restauro da grande floresta, acena com oportunidades reais na viabilidade de trilharmos um novo caminho, onde a floresta protegida e recomposta seja a principal aliada das atividades humanas, dentro e fora da Amazônia.

Notas:

1. Por falta de melhor termo, o uso metafórico do conceito da tecnologia quer indicar uma dimensão natural (não humana) da incrível complexidade e sofisticação existente nos sistemas vivos, que opera automaticamente em nanoescala (bilionésimos de metro), de modo a criar e manter a habitabilidade e conforto ambiental. Nas palavras de Arthur C. Clark “qualquer tecnologia suficientemente avançada é indistinguível da magia.” A tecnologia da natureza é inconcebivelmente avançada.
2. Essa expressão metafórica oceano-verde descreve as características oceânicas desta extensão continental coberta por densas florestas. A importância deste conceito novo e incomum reside na sua sugestão de uma superfície florestal, estendida abaixo da atmosfera, cuja características de vastidão, humidade e trocas pelos ventos se assemelham às dos oceanos reais.
3. Alexander von Humboldt, influente cientista-naturalista alemão que explorou as Américas na virada do século 18 para o século 19, considerado o pai de ciências como geografia, física, meteorologia e ecologia.

 Baixe o documento na íntegra

Mudanças climáticas provocarão ‘impactos irreversíveis’ nos ecossistemas, dizem cientistas

Grupo que elabora relatório do IPCC destaca que os corais são a maior preocupação ambiental

POR RENATO GRANDELLE
Vinte e sete ecossistemas podem sofrer impactos “graves, invasivos e irreversíveis”, que atingirão seres humanos e outras espécies, se não forem tomadas providências imediatas contra o aumento de eventos extremos do clima. A maior preocupação são os corais, cuja presença não é muito marcante no Brasil. O tema marcou as discussões de 500 cientistas reunidos nesta quarta-feira em Copenhague, responsáveis por concluir nesta sexta o último relatório do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC).

Os delegados de 120 países chegaram à Dinamarca no início da semana para cumprir uma árdua missão — cortar pela metade o conteúdo de três documentos, elaborados há mais de um ano. Além do “cientifiquês”, a tesoura também mexe de acordo com a vontade política de cada país. A versão final do relatório terá, no máximo, 50 páginas, e será um reflexo do que a comunidade internacional está disposta a fazer contra as mudanças do clima.

— Precisamos reescrever para sintetizar (os outros documentos). Revisamos linha por linha — descreve Suzana Kahn, vice-presidente do IPCC. — Todas as probabilidades são questionadas. Uma das coisas que considero bizarra é a substituição da palavra “medidas”, que têm conotação política, por “opções”.

TEXTO MAIS OBJETIVO

Segundo Suzana, é necessário abreviar o documento porque “quanto mais informação você passa, menor é o impacto do que se quer ressaltar”.

— Fica tudo muito diluído. Além disso, não há tomador de decisão que leia mais do que poucas páginas.

Até a classificação de “países em desenvolvimento” gera controvérsia. Algumas delegações alegam que o termo, que vem do Banco Mundial, não poderia ser usado como fonte científica. Sua revisão pode repercutir nas negociações do IPCC, já que as nações em desenvolvimento reivindicam metas menos rigorosas para o corte de emissões de CO2.

O relatório final do IPCC pautará as discussões da Conferência do Clima de Paris, em dezembro de 2015. Espera-se que o encontro seja encerrado com um acordo global, em que cada país comprometa-se legalmente a diminuir a liberação de gases-estufa. As emissões destas substâncias devem ser reduzidas entre 40% e 70% até 2050, para que a temperatura média da Terra suba menos do que 2 graus Celsius no fim do século. No cenário atual, ela poderia chegar a 7 graus Celsius até 2100.

Na semana passada, a União Europeia anunciou que reduzirá em 40% suas emissões de gases-estufa até 2030, comparadas aos índices verificados em 1990.

Foto: Corais estão entre os ecossistemas mais ameaçados - Free Photos

Fonte: O Globo

Modelo matemático estima a produção de cana sob diferentes condições climáticas

Por Elton Alisson

Os modelos de estimativa de produtividade agrícola utilizados hoje não conseguiram prever o rendimento da cana-de-açúcar na safra dos canaviais paulistas este ano em razão de uma das piores estiagens já registradas no Sudeste nas últimas décadas.

“Nem o mais pessimista dos cenários de condições climáticas projetados pelos modelos matemáticos chegou perto do que aconteceu na safra da cana-de-açúcar de São Paulo este ano”, disse Edgar Gomes Ferreira de Beauclair, professor da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP), à Agência FAPESP.

“As projeções climáticas para a safra da cana-de-açúcar no estado para este ano indicavam que haveria uma redução da disponibilidade hídrica para a cultura agrícola de cerca de 10% em relação a 2013. Tivemos, contudo, uma queda de mais de 50% de disponibilidade hídrica, dando origem ao pior cenário climático para a cana-de-açúcar cultivada em São Paulo observado nos últimos anos, com muito calor e pouca umidade”, avaliou.

No entanto, um modelo matemático de estimativa do potencial rendimento da cana-de-açúcar baseado em parâmetros climáticos – desenvolvido pelo pesquisador em colaboração com colegas do Centro de Tecnologia Canavieira (CTC) – conseguiu estimar a produtividade final da planta cultivada em São Paulo na safra atual com índice de acerto de mais de 90%.

Criado no âmbito de um projeto realizado com apoio da FAPESP, o modelo foi apresentado por Beauclair no 2nd Brazilian BioEnergy Science and Technology Conference (BBEST), que ocorreu de 20 a 24 de outubro em Campos do Jordão (SP).

“A previsão da produtividade final da cana-de-açúcar para a safra de São Paulo este ano era de 65 toneladas por hectare, em função do déficit hídrico”, disse Beauclair. “O modelo matemático que desenvolvemos conseguiu chegar muito perto dessa estimativa, apontando que a produtividade da planta no estado este ano seria entre 60 e 65 toneladas por hectare”, contou.

De acordo com o professor, o modelo começou a ser desenvolvido no início da década de 1980, quando era pesquisador do Centro de Tecnologia da Copersucar – atual CTC.

O objetivo, na época, era desenvolver um modelo de otimização de safra da cana-de-açúcar. A versão inicial do projeto, entretanto, esbarrava na falta de confiança dos cenários climáticos projetados.

“O modelo matemático desenvolvido na época teve o mérito de ser um dos pioneiros no Brasil, mas carecia de projeções mais confiáveis. Por isso, começamos a buscar um modelo mais crível de previsão para a formação de cenários de produção de cana”, afirmou.

Por meio da pesquisa de doutorado de Maximiliano Salles Scarpari, feita entre 2004 e 2006 e orientada por Beauclair, os pesquisadores chegaram a um modelo de previsão da maturação da cana-de-açúcar da espécie Saccharum spp. com até três meses de antecedência.

Nos últimos anos, com o projeto “Contribuição de produção de bioenergia pela América Latina, Caribe e África ao projeto GSB-Lacaf-Cana-I”, o modelo matemático foi aprimorado e passou a ser capaz de prever a produtividade de um canavial por hectare durante uma determinada safra.

Para fazer essas estimativas, o modelo se baseia em dados da produtividade do canavial na safra anterior e em indicadores de radiação solar e de déficit hídrico para a safra atual, obtidos a partir de previsões meteorológicas e de balanço hidrológico feitas pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) para diferentes regiões do país.

“Quanto maior a radiação solar e menor o déficit hídrico durante uma safra, maior será a produtividade da cana-de-açúcar plantada”, disse Beauclair.

“Com base nesses dois indicadores – que são cruciais para a cana –, o modelo consegue prever a produtividade de um canavial tanto em pequena como em larga escala”, afirmou.

Testes de projeções

De acordo com Beauclair, o modelo foi testado para estimar a produtividade de um canavial com 2 mil hectares na região de Pirassununga, no interior de São Paulo, durante as safras dos últimos cinco anos.

No teste, foram levantados dados de maturação, idade do canavial, solo, variedades de cana utilizada, florescimento da planta e aplicação de maturadores, além do tipo de manejo adotado.

“Essas variáveis são relativamente fáceis de ser avaliadas e, combinadas com dados climáticos, podem dar uma boa perspectiva do que vai acontecer”, disse Beauclair.

“Os modelos existentes hoje solicitam muitas variáveis, como a taxa de fotossíntese de um canavial, que é difícil de um produtor obter para realizar o planejamento de uma lavoura. Nosso modelo utiliza variáveis mais simples”, comparou.

Com técnicas de pesquisa de programação linear – em que as alternativas de aumento da produção em diferentes cenários climáticos são comparadas e testadas por recursos matemáticos e computacionais –, o modelo possibilitou planejar o manejo da lavoura para atingir os objetivos de produção, mantendo os mesmos parâmetros de variedade de cana e maturadores utilizados na safra anterior.

“Uma premissa do modelo desenvolvido é que, quanto mais dados do sistema de produção de uma área analisada e quanto menor a alteração dos parâmetros de uma safra para a outra, maior será a precisão da estimativa.”

“Considerando que os parâmetros de produção dos canaviais de São Paulo seguidos na safra atual não mudarão na próxima, é possível prever a produtividade da cana no estado com relativa precisão”, afirmou.

O modelo está sendo utilizado agora no âmbito do projeto Bioenergy Contribution of Latin America & Caribbean and Africa to the Global Sustainable Bioenergy Project (Lacaf-Cana), apoiado pela FAPESP no âmbito do Programa de Pesquisa em Bioenergia (BIOEN), para realizar a previsão de produção de cana-de-açúcar em Moçambique e Colômbia.

Iniciado em 2013, o projeto tem o objetivo de analisar as possibilidades de produção de etanol de cana-de-açúcar nesses dois países e também na Guatemala e na África do Sul.

“As condições climáticas e de solo de Moçambique e da Colômbia são muito diferentes das do Brasil”, avaliou Beauclair.

“Em Moçambique, o regime hídrico e climático são semelhantes ao do Cerrado brasileiro; o país precisará de irrigação para cultivar cana. Já a Colômbia tem uma outra condição hídrica, com situações de encharcamento, muitas vezes”, comparou.

De acordo com o pesquisador, o modelo faz projeções de diferentes cenários climáticos, sendo um primeiro mais otimista, o segundo intermediário e o terceiro mais pessimista.

A ideia, segundo ele, é que o modelo seja disponibilizado publicamente e possa ser adaptado a outras plantas usadas na produção de biocombustíveis, que não somente a cana-de-açúcar.

“Em princípio, o modelo pode ser adaptado para fazer estimativas de produção de qualquer cultura de biomassa”, afirmou.

O artigo Physiological model to estimate the maturity of sugarcane (doi: 10.1590/S0103-90162009000500006), de Scarpari e Beauclair, pode ser lido na revista Scientia Agricola. 

Foto: Agência FAPESP

Fonte: Agência FAPESP

Modelo matemático para diluir agrotóxicos diminui risco de contaminação ambiental

Por Diego Freire

A mais recente edição da Spanish Journal of Agricultural Research, revista científica do Instituto Nacional de Investigación y Tecnologia Agraria y Alimentaria do Ministério de Economia e Competitividade espanhol, traz um modelo matemático capaz de estimar o volume de água cinza necessário para diluir misturas de agrotóxicos na água e minimizar os riscos ao ambiente aquático. A novidade foi desenvolvida por pesquisadores da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa).

O termo “água cinza” é usado para se referir à água residual de diferentes processos, desde a que foi utilizada no banho até a da produção industrial. Na agricultura, é um dos componentes da pegada hídrica, a soma de todo o consumo de água envolvido na produção, incluindo a verde, vinda da chuva e contida no solo, a azul (da irrigação) e a cinza, que assimila a carga de pesticidas e fertilizantes.

O artigo A mathematical model to estimate the volume of grey water of pesticide mixtures, de Lourival Paraíba, Ricardo Pazianotto, Alfredo Luiz, Aline Maia e Claudio Jonsson, da Embrapa Meio Ambiente, em Jaguariúna (SP), apresenta cálculos com valores de concentrações letais de diversos agrotóxicos em organismos indicadores da qualidade hídrica, como algas, peixes e microcrustáceos, chegando aos volumes de água necessários para diluir a carga dos pesticidas e minimizar os riscos para a vida aquática e o homem.

O desenvolvimento do modelo contou com apoio da FAPESP na pesquisa “Alterações Bioquímicas, Hematológicas e Acúmulo em Tilápia pela Exposição a Misturas de Herbicidas da Cultura Canavieira”, fornecendo subsídios teóricos para a estimativa da água cinza de herbicidas usados em cultivos de cana-de-açúcar para a produção de açúcar e álcool.

Para os pesquisadores, a contaminação das fontes de água doce naturais está resultando em um passivo ambiental elevado que põe em perigo os ecossistemas terrestres. Além disso, o crescimento da produção agrícola por conta da expansão da produção global de recursos de energia biológica evidencia o risco de escassez de água. “Em qualquer sistema agrícola sustentável, para a manutenção da vida em todas as suas dimensões, é necessário manter a qualidade de água doce”, disse Paraíba.

O modelo da Embrapa calcula os valores adequados para diluição de agrotóxicos sem prejuízo à água.

Tradicionalmente, para fazer esses cálculos é necessário conhecer a carga de pesticidas usada no cultivo e os limites máximos de resíduos na água. Mas nos cultivos agrícolas brasileiros são utilizados vários pesticidas cujos limites permitidos em água não estão definidos. Além disso, o procedimento clássico não considera em seus cálculos o efeito dessa água residual em organismos aquáticos.

O modelo matemático desenvolvido pelos pesquisadores da Embrapa estima o volume de água cinza que deveria ser necessário para proteger as espécies aquáticas sensíveis e indicadoras da qualidade da água do ambiente, de acordo com critérios estabelecidos pela União Europeia.

Foram consideradas as características físico-químicas ds pesticidas, as doses recomendadas e as concentrações que causam efeitos letais em 50% da população de organismos aquáticos indicadores da qualidade da água.

Dessa forma, foi proposto um método numérico que estima o volume total de água necessário para diluir concentrações de misturas do conjunto total de pesticidas utilizado em um cultivo agrícola.

Além de estimar o volume de água que seria necessário para diluir, ao mesmo tempo, todos os pesticidas que poderiam ser encontrados, o modelo também inclui um indicador numérico que exprime o volume de água cinza que seria produzido por cada pesticida.

De acordo com Paraíba, esses valores poderiam ser informados nas embalagens dos pesticidas, orientando o produtor sobre quais são os volumes de água cinza decorrentes da utilização do produto.

“Isso possibilitaria a redução desses volumes. Seria como o que faz o Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro), ao indicar o consumo de energia de uma lâmpada ou de um eletrodoméstico”, exemplificou.

Como exemplo do modelo matemático, o artigula publicado na Spanish Journal of Agricultural Research traz uma lista dos 17 principais pesticidas utilizados na cana-de-açúcar e a estimativa do volume de água necessário para diluir no ambiente a mistura deles. A íntegra pode ser lida em revistas.inia.es/index.php/sjar/article/view/4059.

O trabalho dos pesquisadores da Embrapa foi premiado em primeiro lugar no Congresso Brasileiro de Ecotoxicologia 2012, promovido pela Sociedade Brasileira de Ecotoxicologia, filiada à Society of Environmental Toxicology and Chemistry. 

Fonte: Agência FAPESP