PBMC - Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas

Extremos climáticos devem ocorrer com mais frequência e intensidade em São Paulo

Por Elton Alisson

A variação climática observada na Região Metropolitana de São Paulo nos últimos anos – caracterizada por chuvas intensas concentradas em poucos dias, espaçadas entre longos períodos secos e quentes – deve se tornar tendência ou até mesmo agravar nas próximas décadas.

As conclusões são de um estudo realizado por pesquisadores do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) e do Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (Cemaden), em colaboração com colegas das Universidades de São Paulo (USP), Estadual de Campinas (Unicamp), Estadual Paulista (Unesp), de Taubaté (Unitau) e dos Institutos Tecnológico de Aeronáutica (ITA) e de Aeronáutica e Espaço (IAE), entre outras instituições e universidades do Brasil e do exterior, no âmbito do Projeto Temático “Assessment of impacts and vulnerability to climate change in Brazil and strategies for adaptation option”, apoiado pela FAPESP.

Resultados do estudo foram descritos em artigos publicados na revista Climate Research e contribuíram para a elaboração do Atlas de Projeções de Temperatura e Precipitação para o Estado de São Paulo, uma publicação interna do Inpe lançada em 2014, também resultado de projeto.

“Estamos observando na Região Metropolitana de São Paulo um aumento na frequência de chuvas intensas, deflagradoras de enchentes e deslizamentos de terra, distribuídas entre períodos secos que podem se estender por meses", disse José Antônio Marengo Orsini, pesquisador do Inpe e atualmente no Cemaden.

“Os modelos climáticos projetam que esses eventos climáticos extremos passarão a ser cada vez mais comuns em São Paulo e em outras cidades do mundo e podem até mesmo se intensificar, se forem mantidos o atual ritmo de urbanização e de emissão de gases de efeito estufa”, disse o pesquisador, que coordenou o estudo.

Os pesquisadores analisaram a variabilidade do clima da região metropolitana nos últimos 80 anos por meio de dados diários de chuva referentes ao período de 1933 a 2011 fornecidos pela estação meteorológica Água Funda, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da Universidade de São Paulo (USP). Do período de 1973-1997, foram utilizados também dados de outras 94 estações meteorológicas espalhadas pela região.

As observações indicaram um aumento significativo, desde 1961, no volume total de chuva durante a estação chuvosa, que pode estar associado à elevação na frequência de dias com chuva pesada e à diminuição de dias com precipitações leves na cidade.

Enquanto os dias com chuva pesada – acima de 50 milímetros (mm) – foram quase nulos nos anos 1950, eles ocorreram entre duas e cinco vezes por ano entre 2000 e 2010 na cidade de São Paulo.

Ilha de calor

De acordo com Marengo, as alterações no regime de chuvas em São Paulo podem ser decorrentes da variabilidade climática natural, mas podem também estar relacionadas ao crescimento da urbanização, em especial nos últimos 40 anos, que contribuiu para agravar os efeitos da “ilha de calor” na cidade.

Com o aumento da urbanização, o solo da região – antes exposto e com vegetação remanescente da Mata Atlântica – foi sendo cada vez mais coberto por materiais como asfalto e concreto, que absorvem muito calor e não retêm umidade.

Com isso, durante o dia o clima fica muito quente e, à noite, o calor acumulado é liberado para a atmosfera. A umidade relativa do ar da cidade é reduzida e a evaporação de água do solo para a formação de nuvens é acelerada, segundo explicou Marengo.

“O aumento da taxa de evaporação faz com que mais água do solo seja extraída, deixando-o totalmente seco, como tem acontecido nas regiões dos reservatórios que abastecem a região metropolitana de São Paulo”, disse o pesquisador. “Isso pode contribuir para aumentar o deficit hídrico da cidade”, avaliou.

Projeções climáticas

A fim de avaliar possíveis tendências e alterações no padrão de chuvas extremas até 2100, os pesquisadores fizeram projeções de mudanças climáticas de diferentes regiões do Estado de São Paulo, incluindo a região metropolitana, usando uma técnica chamadadownscaling.

A técnica combina o modelo climático regional Eta-CPTEC, desenvolvido pelo Inpe, com os modelos globais HadCM3 e HadGEM2, criados no Reino Unido e usados pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC, na sigla em inglês), para fazer projeções de curto, médio e longo prazo, com uma resolução espacial de 40 quilômetros.

“Ela permite fazer previsões climáticas mais detalhadas de regiões do Estado de São Paulo, como o Vale do Paraíba ou a Serra do Mar, que não aparecem em um modelo climático global”, explicou Marengo.

O modelo foi rodado pelos pesquisadores com base no cenário 21 SRES A1B de emissões de gases de efeito estufa até 2100, usado pelo IPCC.

Nesse cenário climático, considerado intermediário, as emissões de gases-estufa poderão atingir 450 partes por milhão (ppm) e causar um aumento na temperatura global da ordem de 3 ºC até 2100.

Os pesquisadores realizaram simulações para os períodos de 2010 a 2040, 2041 a 2070 e 2071 a 2100, tendo como base o período climatológico de 1961 a 1990, adotado como padrão para projeções climáticas pela Organização Mundial de Meteorologia.

Os resultados das projeções indicaram que aumentará a frequência e a intensidade de chuvas extremas na região metropolitana de São Paulo e nas regiões norte, central e leste do estado nas próximas décadas.

Por outro lado, as projeções também sugeriram um aumento significativo na frequência de veranicos nessas mesmas regiões, sugerindo que as chuvas extremas serão concentradas em alguns dias e ocorrerão entre períodos de seca mais longos, explicou Marengo.

“As projeções mostram que haverá um aumento dos riscos de enchentes, inundações e de delizamentos de terra na região metropolitana de São Paulo e nas regiões norte, central e leste do estado”, disse o pesquisador.

“As pessoas que moram nessas regiões deverão experimentar um aumento maior de temperatura, assim como mudanças no regime de chuva e secas mais prolongandas”, afirmou.

Vulnerabilidade climática

Segundo Marengo, uma das razões pelas quais essas regiões do estado poderão ser mais atingidas pelas variações climáticas é o fato de terem maior densidade populacional.

Além delas, as regiões do Vale do Paraíba, da Serra do Mar, da Baixada Santista e de Campinas também deverão sentir mais os efeitos das variações climáticas, indicou Marengo.

“Os impactos sociais e econômicos do aumento da temperatura, secas mais prolongadas e mudanças no regime de chuva nesses locais deverão ser maiores”, estimou.

“No caso da região oeste de São Paulo, por exemplo, onde a densidade populacional é menor, os impactos serão relativamente menores, mas também ocorrerão.”

A projeção de aumento da mancha na região metropolitana de São Paulo até 2030, justamente nas áreas mais vulneráveis às consequências das mudanças climáticas, deverão agravar ainda mais o risco de desastres naturais, avaliou o pesquisador.

“Os deslocamentos populacionais causados pelas mudanças climáticas não serão só rurais, porque há mais pessoas vivendo nas cidades do que no campo hoje”, estimou Marengo.

“Se fenômenos recentes, como a seca em São Paulo, mostram que não estamos preparados para enfrentar os problemas relacionados às mudanças climáticas, os resultados do estudo reforçam que esses problemas só tendem a piorar e que é preciso considerar possíveis estratégias de adaptação”, disse Marengo.

O artigo contendo resultados dos estudos Observed and projected changes in rainfall extremes in the Metropolitan Area of São Paulo (doi: 10.3354/cr01160), de Marengo e outros, pode ser lido na revista Climate Research em http://www.int-res.com/abstracts/cr/v61/n2/p93-107/

E o artigo “Rainfall and climate variability: long-term trends in the Metropolitan Area of São Paulo in the 20th century” (doi: 10.3354/cr01241), de Obregón e outros, pode ser lido na mesma revista em http://www.int-res.com/abstracts/cr/v61/n2/p93-107/

Foto: Chuvas pesadas concentradas em poucos dias, espaçadas entre longos períodos secos, podem tornar-se comuns no estado nas próximas décadas, aponta estudo coordenado pelo Inpe (imagem: Phelipe Janning)

Fonte: Agência FAPESP

Sai o primeiro relatório do Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas

Lançado em três volumes, relatório se parece, em formato, conteúdo e método, com o do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC).

Por Tasso Azevedo

Um esforço de quatro anos envolvendo 360 pesquisadores das universidades e centros de pesquisa brasileiros produziu o Primeiro Relatório de Avaliação Nacional (RAN1) do Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas (PBMC).

O relatório, cuja versão completa foi lançada em três volumes na semana passada, se parece muito, em formato, conteúdo e método, com o relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) e traça um quadro das mudanças climáticas em curso no Brasil e seus impactos, indica nossas vulnerabilidades e as necessidades de adaptação e aponta caminhos para o Brasil contribuir para a mitigação por meio do crescimento de baixo carbono.

O RAN – ou pelo menos o seu sumário executivo – deveria ser leitura obrigatória nas faculdades e universidades, nos escritórios de engenharia, arquitetura, construção e agronomia, nos hospitais e consultórios médicos, nos ministérios e secretarias de energia, planejamento, economia, agricultura e meio ambiente e por todo interessado em políticas públicas de longo prazo para o bem-estar e a sustentabilidade do país.

As mudanças climáticas atingem todas as regiões do Brasil, com implicações econômicas, sociais, ambientais, políticas e culturais marcantes e com consequências para a evolução de praticamente todas as profissões.

Os extremos climáticos estão desafiando séries históricas de várias décadas, tanto em temperatura do ar como em precipitação, ventos, períodos de seca, umidade do ar e outras dezenas de aspectos. Perguntas como onde, quando e que variedade plantar de café ou milho ou qual o nível sustentável de captação de água de um reservatório estão cada vez mais difíceis de responder com base nessas séries históricas estacionárias. Os cenários apresentados pelo RAN 1 e pelo IPCC mostram que precisamos considerar séries não estacionárias, mesmo levando em conta todas as suas incertezas.

Os engenheiros, economistas, biólogos e toda sorte de profissionais têm de passar a considerar – de forma sistemática – os cenários de mudanças climáticas no processo de planejamento, implementação, manutenção e restauro de infraestrutura, serviços e sistemas produtivos no Brasil.

A leitura atenta destes relatórios e o aprofundamento do conhecimento das várias áreas apontadas pelos pesquisadores como impacto das mudanças do regime de chuvas sobre a produção de energia e a oferta de água para agricultura e para o consumo humano são condição fundamental para reduzir a vulnerabilidade e ampliar a resiliência do Brasil diante das mudanças do clima.

Para acessar cada um dos três volumes do Primeiro Relatório de Avaliação Nacional (RAN1) do PBMC, clique nos links abaixo:

Volume 1: Base científica das Mudanças Climáticas

Volume 2: Impactos, Vulnerabilidades e Adaptação

Volume 3: Mitigação das Mudanças Climáticas

Artigo extraído do Blog do Clima (Planeta Sustentável), tendo sido publicado originalmente no jornal O Globo, em 28/01/2015.

Fonte: Instituto Ethos

Pesquisa geoquímica aprimora modelos climáticos

Por José Tadeu Arantes

Qual o impacto das oscilações naturais de longa e média durações na configuração climática? Como evoluiu, nos últimos 50 mil anos, aquela que é atualmente a maior floresta do mundo? Em que medida os dados do passado validam as projeções para o futuro?

Perguntas como essas compuseram o pano de fundo do projeto de pesquisa “Variabilidade do sistema de monção da América do Sul dos últimos três milênios integrando registros lacustres, espeleotemas e marinhos”, coordenado por Francisco William da Cruz Junior, do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo (IG-USP), e por Renato Campello Cordeiro, do Instituto de Química da Universidade Federal Fluminense (IQ-UFF). O projeto foi apoiado por acordo de cooperação entre a FAPESP e a Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj).

A pesquisa fez reconstituições do clima e do ambiente de milhares de anos atrás, no território que hoje é o Brasil, investigando o fundo de lagos e cavernas. Segundo Cruz, da USP, esse tipo de pesquisa, que investiga o chamado “paleoclima”, poderá ajudar os climatologistas atuais. “Hoje em dia, são bem conhecidos os ciclos de alta frequência, como os do El Niño e La Niña, que se repetem em intervalos de dois a sete anos. Mas existem ciclos naturais mais longos, que duram várias décadas, séculos ou até mesmo milênios, e há uma limitação estatística para detectá-los, pois nossas séries temporais não são extensas o suficiente, uma vez que dependem da idade das estações de coleta”, disse.

Conforme os autores, a pesquisa abrangeu um intervalo de tempo muito maior do que os 3 mil anos referidos no título do projeto. O trabalho realizado por Cruz foi analisar amostras de cavernas (espeleotemas), mais especificamente de estalagmites, que foram datadas pelo método de decaimento radioativo do urânio para o tório e depois submetidas a análises geoquímicas. Já a pesquisa de Cordeiro utilizou perfis sedimentares lacustres – o lodo parcialmente endurecido dos fundos dos lagos – e fez a datação das diversas seções dessas colunas mediante o método do carbono 14.

Uma das constatações foi a de que a Floresta Amazônica adquiriu a exuberância que a caracteriza hoje em época extremamente recente, nos últimos 4 mil anos.

Amostras de cavernas

No caso dos espeleotemas, como se trata de material inorgânico – carbonatos infiltrados pelas águas das chuvas e depositados nas cavernas –, não pôde ser aplicada a técnica mais conhecida do carbono 14, que é efetiva apenas para amostras orgânicas.

“Medindo-se as concentrações de urânio e de tório, por meio do espectrômetro de massa, é possível estimar, pela relação entre os dois valores, a idade da amostra, com uma margem de erro de apenas 1%”, disse Cruz.

Uma vez datadas, as amostras foram submetidas a análises geoquímicas. A composição química de cada secção do material correlaciona-se com as condições ambientais prevalentes no período de formação da camada.

“É difícil traduzir composição química em milímetros de chuva por ano. Mas é possível detectar oscilações de precipitações, caracterizando períodos mais ou menos chuvosos, e, com base nisso, construir um mapa de distribuição de chuvas em escala continental”, detalhou Cruz.

Segundo o cientista, o indicador mais seguro, no caso de suas amostras, é a razão dos diferentes isótopos do oxigênio – como a razão entre o oxigênio 18, que é raro, e o oxigênio 16, o mais abundante. Essa relação possibilitou determinar, inclusive, a procedência das precipitações, se foram geradas pela umidade proveniente da Amazônia ou do Atlântico, por exemplo.

Sedimentos de lagos

“O estudo do paleoclima me fez rever alguns conceitos da Ecologia”, lembrou Cordeiro. “A Ecologia opera com a ideia de clímax, de que o ecossistema atinge um apogeu de complexidade, a partir do qual começa a declinar. No entanto, a ciência paleoclimática mostra que os sistemas mudam em estrutura e funcionamento em função do clima, estando sempre em equilíbrio com as mudanças climáticas.”

“Os sistemas florestais amazônicos, tais como os conhecemos hoje em relação às suas biomassas, são um produto da relativa estabilidade climática dos últimos 4 mil anos. Nesse período, a biomassa aumentou de forma significativa e com crescente acumulação de carbono até os dias atuais, compondo hoje o mais importante bioma em estoques e captura de carbono da biosfera terrestre. Esse patrimônio encontra-se, agora, fortemente ameaçado pela ação humana”, disse o professor da UFF.

De acordo com Cordeiro, o nível dos lagos existentes na Amazônia apresentou um movimento descendente no período que vai de 50 mil a 18 mil anos atrás. E muitos lagos secaram entre 25 mil e 18 mil anos, em função da última era glacial, quando o regime hidrológico global diminuiu com a retenção de água nas geleiras.

Depois, entre 15 mil e 8 mil anos atrás, o clima voltou a ficar mais úmido. E, entre 8 mil e 4 mil anos, ocorreu novamente um período de diminuição da umidade, chamado de “fase seca do Holoceno Médio”.

“Nessa fase, o clima foi extremamente variável, com épocas nas quais a floresta cresceu e outras em que sofreu intensos distúrbios, com a ocorrência de muitos incêndios. A partir de 4 mil anos – com períodos secos intercalados menos intensos que o do Holoceno Médio –, o clima tornou-se consistentemente mais úmido. Em especial nos últimos 400 anos, a floresta registrou um aumento expressivo em sua biomassa. Nas amostras mais recentes, percebemos o impacto da presença humana pelo grande aumento de partículas carbonizadas”, disse Cordeiro à Agência FAPESP.

“A taxa de sedimentação varia de lago para lago. Uma coluna de 1 metro pode ter até 40 mil anos em um caso e apenas 100 anos em outro. Se a taxa de sedimentação for elevada, a amostra apresentará alta resolução temporal. Por outro lado, se a taxa de sedimentação for baixa, um mesmo comprimento de coluna, embora com menor resolução, possibilitará mergulhar muito mais profundamente no passado. Temos registros da Lagoa da Pata, que fica na Amazônia, perto da linha do Equador, quase na fronteira com a Venezuela, nos quais uma coluna de 1,20 metro nos permitiu recuar até 50 mil anos”, disse.

O cálculo da taxa de sedimentação é simples, ao menos do ponto de vista conceitual. Basta dividir a distância entre duas seções da coluna pelo intervalo de tempo compreendido entre suas respectivas idades, estimadas por meio do carbono 14. O quociente é expresso em centímetros por ano.

Mas o objetivo da pesquisa, que continua a ser desenvolvida por Cordeiro após o fim do projeto FAPESP-Faperj, é bem mais ambicioso. Consiste em colher a coluna de sedimentos, datar as diferentes seções e investigar, em cada seção, indicadores correlacionados com as condições ambientais. “Cada coluna demanda cerca de dois anos de trabalho”, comentou.

O conjunto dos indicadores engloba a granulometria (o tamanho dos grãos encontrados informa sobre a hidrodinâmica do meio), a geoquímica inorgânica (a partir da composição mineral é possível determinar as fontes dos sedimentos) e a geoquímica orgânica (por exemplo, se a vegetação existente em torno do lago no período considerado era de tipo florestal ou de gramínea), entre outros fatores.

“Trabalhamos em cooperação com pesquisadores que estudam a composição dos grãos de pólen depositados nos sedimentos. Se há pólens de vegetação arbórea, isso informa que o clima era mais úmido naquela época. Ao passo que pólens de gramíneas e outros vegetais adaptados a condições de estresse hídrico indicam um clima mais seco. E pólens de espécies cultivadas sinalizam a intervenção humana”, explicou Cordeiro.

Outro indicador bastante utilizado pelo pesquisador é a quantificação de partículas carbonizadas. São indícios de momentos nos quais a floresta sofreu distúrbios relacionados com a ocorrência de climas mais secos ou com a intervenção humana. “Cruzando dados geoquímicos com os dados de pólens, é possível interpretar se as queimadas foram eventos espontâneos ou resultados da ação humana”, acrescentou.

O passado desvendando o futuro

Tanto no caso dos espeleotemas de Cruz como dos perfis lacustres de Cordeiro, é a integração de uma grande massa de dados que possibilita construir cenários sobre o clima do passado. E, com base nisso, fornecer aportes valiosos para os modelos atuais.

“Nossa expectativa é determinar padrões naturais, para que aqueles que trabalham com modelos possam diferenciar tais ocorrências daquelas causadas por fatores antrópicos e entender o acoplamento de uma coisa com a outra”, resumiu Cruz.

“Começamos estudando os efeitos de fenômenos de longa duração, como os Ciclos de Milankovich, já bem descritos na literatura, que resultam de diferentes processos astronômicos [como a variação da distância Terra-Sol causada pelas interações gravitacionais da Terra com outros planetas e o Sol, gerando ciclos de precessão de 23 mil e 19 mil anos ]”, afirmou o pesquisador.

“Depois, transitamos para ciclos de variação climática mais curtos, de poucos milhares de anos, de séculos e de décadas, como a Oscilação Multidecadal do Atlântico [Atlantic Multidecadal Oscillation ou AMO], gerada por mudanças na circulação oceânica. O desafio é chegar a ciclos cada vez mais curtos, com alta recorrência na atualidade”, continuou.

“Em uma série temporal muito curta, a atual seca que aflige a região Sudeste do país tende a ser considerada um evento singular. Mas, com a incorporação de dados paleoclimáticos e a composição de séries mais longas, talvez possam ser detectados outros períodos de seca severa há centenas de anos. E, a partir disso, estimar o quanto a intervenção humana está magnificando os eventuais ciclos naturais.”

Os dados fornecidos pelo estudo do paleoclima podem contribuir não apenas para o aprimoramento dos modelos climáticos, mas também para a gestão ambiental. Isso fica claro, por exemplo, em uma linha de pesquisa desenvolvida atualmente por Cordeiro na Amazônia, que investiga a correlação entre as variações climáticas e a acumulação de carbono nos lagos de várzea.

“Hoje, sabemos razoavelmente bem quanto carbono há na floresta em pé e quanto carbono existe nos solos. Foram publicados também, por colegas, dois trabalhos importantes sobre o transporte de carbono pelos rios amazônicos rumo ao mar. Mas ainda temos poucos estudos sobre a acumulação de carbono nos lagos de várzea”, disse.

“Dos 6 milhões de quilômetros quadrados da Amazônia, cerca de 800 mil quilômetros quadrados correspondem a áreas inundáveis: é razoável supor que a acumulação de carbono nas várzeas constitua um fator muito importante em relação à dinâmica na biosfera desse elemento fundamental para o equilíbrio climático do planeta”, disse Cordeiro.

Estimar o montante dessa reserva torna-se especialmente urgente diante da perspectiva de construção de um numeroso conjunto de barragens na Amazônia.

“O impacto poderá ser muito grande, pois as barragens, caso sejam concretizadas, mudarão fortemente o regime hidrológico, praticamente extinguindo os sistemas de várzeas, que no conjunto atuam como importante compartimento acumulador de carbono”, alertou Cordeiro.

Foto: divulgação FAPESP

Fonte: Agência FAPESP

One for the Record Books: 2014 Officially Hottest Year

By Brian Kahn

It’s official: 2014 has taken the title of hottest year on record. That ranking comes courtesy of data released Monday by the Japan Meteorological Agency (JMA), the first of four major global temperature recordkeepers to release their data for last year.

The upward march of the world’s average temperature since 1891 is a trademark of human-influenced global warming with 2014 being the latest stop on the climb. All 10 of the hottest years have come since 1998.

The average temperature was 1.1°F above the 20th century average according to JMA’s data. That edges 1998, the previous warmest year, by about 0.1°F.

One big difference between 2014 and 1998 is that the latter was on the tail end of a super El Niño, which has the tendency to spike temperatures. In comparison, 2014 was the year of the almost El Niño.

Instead, record warmth in other parts of the Pacific as well as the hottest year on record in Europe were some of the main drivers in fueling the heat. Joe Romm of Climate Progress also notes that heat in Australia early in the year and California’s hottest year further contributed to the heat.

Seasonal temperatures also paint a picture of a planet that didn’t get a break. Spring, summer and fall were all record-setting hot. Last winter was the only season not to set a record, and even that was still the sixth-warmest winter.

JMA is one of the four major groups that use both ground measurements and satellites to compute the planet’s average temperature. The other three include NASA and the National Oceanic and Atmospheric Administration in the U.S. and the Hadley Center in the U.K. There are subtle differences in how they analyze temperature data, but there’sgenerally broad agreement, particularly the upward trend in temperatures over the past century.

The other groups are expected to release their data in the coming weeks and confirm that 2014 was indeed the hottest year on record. And some scientists think it could get even hotter sooner. Strong trade winds in the Pacific have likely had a dampening effect on the global average temperature by essentially allowing the ocean to store more heat, but those winds are expected to weaken in the near future as part of a natural fluctuation. 

From: Climate Central