Evento organizado pelo Instituto de Estudos Avançados, Polo Ribeirão Preto, da Universidade de São Paulo: http://www.iearp.blogspot.com.br/2012/08/aquecimento-global-e-mudancas.html

2. Aquecimento Global e
Mudanças Climáticas:
Certezas e Incertezas
Tércio Ambrizzi
Departamento de Ciências Atmosféricas
Universidade de São Paulo
Instituto de Estudos Avançados Polo Ribeirão Preto - USP
Setembro/2012

3. QUAIS SÃO AS PROJEÇÕES DO
CLIMA FUTURO?
Photo: Kansas Academy
of Mathematics and
Science

5. COMPOSIÇÃO ATMOSFÉRICA: efeito estufa
Gás Porcentagem Partes por Milhão
Nitrogênio 78,08 780.000,0
Oxigênio 20,95 209.460,0
Argônio 0,93 9.340,0
Dióxido de carbono 0,037 370,0
Neônio 0,0018 18,0
Hélio 0,00052 5,2 Gases “efeito
Metano 0,00014 1,4 estufa”
Kriptônio 0,00010 1,0
Óxido nitroso 0,00005 0,5
Hidrogênio 0,00005 0,5
Ozônio 0,000007 0,07
Xenônio 0,000009 0,09

7. MUDANÇA DA TEMPERATURA GLOBAL E CONTINENTAL
(IPCC 2007)

8. Fontes de Emissões
N2O
AGROPECUÁRIA
20%
CH4
INDÚSTRIAS E MUDANÇAS
QUEIMA DE NO USO
COMBUSTIVEIS DA TERRA
FÓSSEIS CO2
66% 14%
Agradecimento a Carlos Cerri (ESALQ 2009)

9. Fontes de Emissões
Queima Mudança do uso da terra e agropecuária Queima
combustível % das emissões totais
combustível
fóssil fóssil
GEE
Global Brasil
78 25
22 CO2 75
55 CH4 91
80 N2O 94
Agradecimento a Carlos Cerri (ESALQ 2009)

10. Concentração de CO2 atmosférico
Ano de 2008
Concentração de CO2 atmosférico
385 ppm
38% acima do valor pre-industrial
ano ppm ano-1
2000 1.24
2001 1.85
Data Source: Pieter Tans and Thomas Conway, NOAA/ESRL
2002 2.39
2003 2.21
2004 1.61
2005 2.41
1970 – 1979: 1.3 ppm ano-1 2006
2007
1.79
2.17
1980 – 1989: 1.6 ppm ano1 2008 2.28
1990 – 1999: 1.5 ppm ano-1
2000 - 2008: 2.0ppm ano-1
2008: 2.3 ppm ano-1

11. TEMPO DE RESIDÊNCIA DOS GASES NA ATMOSFERA

12. O que são cenários?
Um cenário é:
“Uma descrição de um estado futuro do
mundo, coerente, internamente consistente e
plausível”
 Não é um prognóstico ou uma previsão
 É como uma série de imagens de como poderíamos
ver o mundo no futuro

13. É importante ter em mente que …..
cenários → resposta do → sensibilidade do → cenários de mudança → categoria de
de emissões ciclo de carbono clima global climática regional possíveis impactos
Cascata de incertezas na relação entre emissões e impactos

14. PASSADO E FUTURO DAS CONCENTRAÇÕES DE CO2 AUMENTO DO NÍVEL DO MAR
AUMENTO DA TEMPERATURA VIA MODELOS NUMÉRICOS
(Petit et al., 1999)

15. Para quê tentar entender o que aconteceu no Terciário?
Concentração de gases do efeito estufa
desde a Revolução Industrial:
CO2 (dióxido de carbono) aumentou 30%
CH4 (metano) aumentou 100%

16. Shakun et al 2012 - Nature

18. Projeção do aquecimento regional em 2070, com
relação a 1990:efeitos regionais muito diferenciados
(IPCC 2007)

19. Mudança média anual na precipitação: 2100 relativo a 1990
Deverá haver aumento de precipitação em algumas
(IPCC 2007) áreas, enquanto em outras haverá redução.

20. AUMENTO DE TEMPERATURA NO TEMPO PRESENTE E CENÁRIOS FUTUROS
(IPCC 2007)

21. PBMC, 2012: Sumário Executivo do Volume 1 - Base Científica das Mudanças
Climáticas. Contribuição do Grupo de Trabalho 1 para o 1o Relatório de Avaliação
Nacional do Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas , Rio de Janeiro, Brasil, 34 pp.
(http://www.pbmc.coppe.ufrj.br/pt/)

22. IMPACTOS NAS ZONAS
COSTEIRAS

23. Tendência do nível médio do mar entre 1955 e 2003
Merrifield et al (2009 – JC)
mm/ano
Fonte: IPCC 2007

24. Variação do conteúdo de calor na camada de 0 a 700 m do oceano global (linha
preta). A tendência positiva da ordem de 0,64Wm-2 é um forte indicador do
aquecimento da camada superior do oceano. A linha azul representa a variação do
conteúdo de calor para 0-2000 m, baseada em 6 anos de dados Argo. A taxa de
aumento de 0,5 m-2 sugere que uma parte do aquecimento está acontecendo em
profundidades superiores a 700 m (Tremberth, 2010).

25. Algumas cidades Latino Americanas e do
Caribe estão em risco devido ao aumento
do nível do mar
> 25% da população em zonas costeiras de baixa elevação
Source: UN-HABITAT Global Urban
Observatory 2008

26. Impactos Projetados do aumento
do nível do mar em países
Latinoamericanos e Caribenhos

27. MUDANÇAS CLIMÁTICAS E EVENTOS EXTREMOS

28. No seu 4º relatório em 2007, IPCC
define evento extremo do ponto de
vista físico:
• ‘An event that is rare at a particular place and
time of year. Definitions of “rare” vary, but an
extreme weather event would normally be as
rare as or rarer than the 10th or 90th percentile
of the observed probability density function.
• By definition, the characteristics of what is
called extreme weather may vary from place to
place in an absolute sense...When a pattern of
extreme weather persists for some time, such
as a season, it may be classed as an extreme
climate event, especially if it yields an average
or total that is itself extreme (e.g., drought or
heavy rainfall over a season).’

29. AUMENTO DA PROBABILIDADE DE EXTREMOS
O QUE É UM EXTREMO EM UM CLIMA QUENTE

30. O fenômeno observado é
cíclico ou faz parte de uma
tendência de longo prazo?
1,5
1
0,5
0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
-0,5
-1
-1,5

31. RELAÇÃO ENTRE TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DO MAR E
INTENSIDADE DE FURACÕES NO OCEANO ATLÂNTICO NORTE
Emanuel, 2007

32. Do ponto de vista social: eventos
extremos são aqueles que
provocam Impactos Extremos
• Aqueles que envolvem risco
– mortes, desabrigados, danos materiais
• Tem a ver com a vulnerabilidade e a resiliência
• Vulnerabilidade é a susceptibilidade que tem as
pessoas, suas atividades, posses e infraestrutura às
perdas e danos quando sujeitas a eventos físicos de
diferentes ordens de magnitude.
• Resiliência tem a ver com o tempo de recuperação após
um evento extremo – baseado num processo prévio de
adaptação e num aprendizado de como lidar com
desastres.

33. EVENTOS EXTREMOS E TEMPO DE RECUPERAÇÃO

34. Mais mudanças do que imaginamos…
Concentração de GHG População
Desastres
naturais Uso de água
Mac Donald’s
Veículos

35. VARIABILIDADE CLIMÁTICA OU
MUDANÇA CLIMÁTICA?
IMPACTOS REGIONAIS...
Evento Katrina – Agosto 2005

36. O verão de 2003 foi o mais quente
nos últimos anos na Europa
França: + de
14.000 mortes
Portugal: relacionadas
fogo nas com o calor
florestas
UK e
Alemanha:
atrasos no
sistema de
transporte
ferroviário
(dilatação
dos trilhos)
Luterbacher et al, Science, 2004

37. Alguns eventos extremos ocorridos durante o período de
2007-2010 na América do Sul
Seca no rio Solimões Inundações na Amazonia
Seca no sul da Venezuela (2009)
(2010) (2009)
Chuvas em Alagoas
(2010)
Chuvas Rio de Janeiro
Tempestade Agatha (2010)
Central America (2010)
Inundações
Colombia
(2008)
Onda de frio
Bolivia
(2010)
Chuvas/deslizamentos
Andes
Central Peru (2009)
Chuvas São Paulo (2010)
Chuvas/deslizamentos Ilha Chuvas intensas
Grande (2010) S.Brasil/Uruguai (2009)
Chuvas Vale do Itajaí
Agradec. C. Nobre (2008) Onda de calor Santos (2010)

38. Amazônia
• 6 milhões de km2 de floresta tropical
• 1/3 da biodiversidade do planeta
• chuva abundante (2-3 m anualmente)
• 18% da água doce do globo despejada
nos oceanos
• diversidade biológica, ecossistêmica
e de etnias

41. RONDÔNIA
Area Total desflorestada
(clareiras) é de 730,000 km2
na Amazônia brasileira (18%)
(INPE, 2008)
Mudanças no uso da terra…

42. Distribuição de
grande escala de
aerossóis
provenientes da
queima de biomassa
na América do Sul
Cortesia de Paulo Artaxo

43. Deflorestamento foi
reduzido de 27.000
Km² em 2004 para
7.000 Km² em 2009.
Houve redução de
aerossóis também?
Deforestation in Amazonia 1977-2009 in km² per year
35000
30000 27.000 Km² in 2004
Desflorestation (km² per year)
25000
20000
15000 7.000 Km²
in 2009
10000
5000
0
77/88*
88/89
89/90
90/91
91/92
92/94
94/95
95/96
96/97
97/98
98/99
99/00
00/01
01/02
02/03
03/04
04/05
05/06
06/07
07/08
08/09
* annual average per decade Data from INPE, 2009
Que tipo de politicas publicas são necessárias para manter esta redução?
Cortesia de Paulo Artaxo

44. Estamos assistindo a mais extremos
hidrológicos?
“A Seca da Amazônia em 2005
considerada uma das mais severas em
100 anos”
Seca da Amazônia em 2010 – maior que em 2005 ?

45. Manaus tem 16 bairros alagados e rio fica perto de cheia recorde
KÁTIA BRASIL
DE MANAUS
A cheia do rio Negro, em Manaus (AM), pode bater novo recorde centenário amanhã (16). Hoje, na régua do
porto da capital, o nível do rio chegou a 29,75 metros, 81 centímetros acima da marca de emergência,
provocando transbordamentos em 16 bairros.
Faltam apenas dois centímetros para o nível do rio Negro se igualar ou ultrapassar a enchente histórica
de 29,77 metros, registrada em 2009.
Há 110 anos, a medição do rio Negro é feita no Porto de Manaus. O engenheiro Valderino Pereira da Silva disse
que, desde domingo, as águas estão subindo três centímetros por dia. Segundo ele, a enchente pode se
estender até o mês de junho.
A situação, segundo o Inmet (Instituto Nacional de Meteorologia), é reflexo das fortes chuvas que ocorrem na
região metropolitana de Manaus e, no extremo norte do Estado. A meteorologista Lúcia Gularte afirma que na
capital choveu metade do esperado para o mês de maio, que é de 279,03 milímetros.
No centro de Manaus, as inundações causadas pela cheia do rio Negro atingem pontos turísticos, como o
Relógio Municipal, o prédio da Alfândega, a Feira Manaus Moderna e a praia da Ponta Negra. Parte das avenidas
Eduardo Ribeiro e Sete de Setembro foram interditadas pela prefeitura. Casas de 18.500 pessoas foram
inundadas pelas águas.
Folha de São Paulo – 15/05/2012

46. Catarina: O primeiro furacão no oceano Atlântico Sul?
Estado de
Santa Catarina
“Furação Catarina”, 27 Março de 2004 at 11:04:45 Local Time
Cortesia de Carlos Nobre – CPTEC/INPE

49. Tendencias positivas do numero de ciclones
extratropicais intensos no Hemisfério Sul
(Pezza e Ambrizzi, 2003 – JClim.)

50. Tornados

51. Numero anual de tornados no período de
1915 a 1995 nos Estados Unidos
(Doswell et al 1999)

52. Casos de tornado
registrados por ano
no Brasil

53. Diferença entre as precipitações médias do período
de 1991 a 2004 e do período de 1961 a 1990
(Salati et al, 2007)

54. Balneário Camboriu
2008
Blumenau
2008

55. Região de ocorrência de deslizamentos de
encostas em Santa Catarina em novembro de
2008

57. Enchentes no Rio Paraíba
O Norte – João Pessoa, 05 de fevereiro de 2004
As populações ribeirinhas que
vivem às margens do Rio Paraíba, em cinco
municípios, devem ser transferidas para locais
mais seguros. O governo do Estado teme que
o iminente sangramento da barragem de
Acauã coloque em risco a vida destas
pessoas. Sangra o açude Coremas. Mais de
37 reservatórios transbordaram.
Foto : Marcus Antonius/Secom/PB

58. Eventos de chuvas intensas no
Sudeste do Brasil - São Paulo 2010
Eventos intensos e inundações na cidade de São Paulo, Fevereiro 2010

59. Eventos de chuvas intensas no Sudeste
do Brasil – Rio de Janeiro 2010
Deslizamento de lama soterra a periferia do Rio de Janeiro, mais de 200 pessoas
morreram em abril de 2010.
Mais de 200 pessoas morreram
soterradas por lama próximo ao Rio
de Janeiro. As casas estavam
construídas em solo frágil e não
resistiu a enorme quantidade de
chuva que ocorreu em dois dias
seguidos.

60. São Paulo, 27 de fevereiro de 2011

61. Inundação em São Paulo
INUNDAÇÃO NA CIDADE DE SÃO PAULO
FINAL DO SÉCULO 19
Benedito Calixto 1853-1927
Inundação na Várzea do Carmo
Cortesia de Augusto Toledo de Machado – CTA/CPTEC- INPE
(a obra encontra-se no Museu do Ipiranga)

62. 2200
Clima de São Paulo mudou:
2000
1800 •Aquecimento (aproximadamente 3oC)
•Aumento da precipitação média mensal
1600
mm
•Aumento na frequência e intensidade dos
1400 extremos de precipitação!
1200
1000 Silva Dias, M.A.F., Dias, J.,Carvalho,L., Freitas, E.
800 e Silva Dias, P.L., 2011
1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

63. Projeções de mudanças em chuvas extremas (R10) e impactos
na RMSP-Megacidades (Nobre et al 2010-2011)
R10
2020-2030 2050-60 2080-90

66. PDF – precipitação em SP
mm
Diferença
mm mm
Silva Dias et al (2011)

67. Silva Dias et al (2011)

68. Custos dos Desastres Naturais nos EUA entre 1960 e 2005
Furacões
Inundações
Secas
Tempestades
Severas
Ventos
Fortes
Incêndios

69. O total de chuvas diárias estão se tornando mais
intensas no sul da América do sul?
Índice R10 Índice RX5dia
Tendencia de aumento de chuva indice R10 (numero de dias com chuva acima de 10
mm ) e R5Xday indice (chuvas intensas acumuladas em 5 dias consecutivos em mm
as quais podem causar inchentes) de 1951 a 2002 para I sul da America do Sul em
dias. (Marengo et al., 2008 – a, b).

70. Mundanças previstas na precipitação total e eventos
extremos cenario A1B derivado do modelo regional Eta-
CPTEC 40 km com dados do HadCM3 (relativo a 1961-1990)
Chuva em três períodos
Rainfall Rainfall Rainfall
2010-40 2041-70 2071-2100
(R10-Numero de
dias com chuva
acima de 10 mm)
R10 R10 R10
2010-40 2041-70 2071-2100
Dias consecutivos
secos (CDD-Eventos
esporádicos de seca
CDD CDD CDD
2010-40 2041-70 2071-2100 (Marengo et al 2010)

71. OS MODELOS ESTÃO APTOS
A PREVER OS EVENTOS
EXTREMOS?

72. O mundo, segundo os modelos
climáticos
ANOS 70 ANOS 80
1990 1996
2001 2007

73. Modelos climáticos usados nas avaliações do
IPCC:
FAR (1990),
SAR (1996),
TAR (2001) e
AR4 (2007).
A complexidade dos modelos
vem aumentando e os
cenários são mais
consistentes e aderentes ao
clima atual
Mas… a simulação de
eventos extremos de chuva
ainda precária

75. Bonan, 2008

76. •Modelos no AR5 terão complexidade inédita:
•Efeito do derretimento do permafrost
•Fertilização da biota pelo CO2
•Disponibilidade de nutrientes
•Ciclo biogeoquímico de gases traço
•Aerossóis e nuvens
•Interação das correntes oceânicas com o
gelo…
•Cenários econômicos interativos…

77. Eventos Extremos

78. Região Serrana do Rio de Janeiro
Janeiro 2011: mais de 800 mortos e
500 desaparecidos

79. Acumulado de Chuva entre 00UTC 12 – 00UTC 13/jan/2011
Desempenho com 1 km de resolução espacial
mm
BRAMS 1 km
BRAMS 1 km : NX, NY = 500, 500
300 processos –> 2 ½ h de processamento
24 horas de previsão.
(Maria Assunção Silva Dias 2011)

80. Comparação com rede INMET :
Distribuição Espacial e Quantitativa da Chuva
Cidade/Região Chuva BRAMS 1
Acumulada km
Note a precisão do modelo em capturar o gradiente
(24h, mm)- (24h, mm) de chuva com valores bastante próximos aos
INMET observados pelo INMET.
Nova Friburgo 162,6 158,0
(NF)
Teresópolis (TE) 78,6 88,3
Petrópolis (PE) 7, 8 4,0
(Maria Assunção Silva Dias 2011)

81. Comparação com rede INMET Nova Friburgo – BRAMS
2km 1km
Acumulado 24 h: 162,6 mm Acumulado 24 h: 162,6 mm
Acumulado 24 h: 139,9 mm Acumulado 24 h: 158,0 mm
(Maria Assunção Silva Dias 2011)

82. E QUAL A CONSEQUENCIA
DO AUMENTO DE
TEMPERATURA GLOBAL NA
AMÉRICA DO SUL E BRASIL?

83. IMPACTO NAS GLACIEIRAS DOS POLOS E
MONTANHAS

84. Glacieiras das Patagônia
Glacieiras da Patagônia tem
diminuído em média 1.5 km nos
últimos 13 anos. Tem havia um
aumento de temp. máxima,
1994 mínima e média nas temperaturas
diárias em torno de 1oC no sul da
Patagônia e leste dos Andes.
Reference: Wessels, R., J.S. Kargel, and H.H. Kieffer, 2001.
GLIMS: Documenting the demise of the Earth's glaciers using
ASTER. Eos Trans. AGU, Spring Meet. Suppl., Abstract 31A-
03.
Painter, D., 2001. Melting glaciers signal global warming.
Arizona State University News Release, May 29, 2001.
IPCC, 1998. The Regional Impacts of Climate Change: An
Assessment of Vulnerability. Special Report of the IPCC
2002 Working Group II, R.T. Watson, M.C. Zinyowera, R.H. Moss
and D.J. Dokken, eds. Cambridge University Press,
Photo by Nasa Cambridge, UK.

85. Kinnard, C., Zdanowicz, C. M., Fisher, D. A., Isaksson, E., de
Vernal, A., & Thompson, L. G. (2011). Reconstructed changes in
Arctic sea ice over the past 1,450 years. Nature, 479(7374),
509–512. doi:10.1038/nature10581

86. Diferença entre as temperaturas médias (média,
máxima e mínima) do período de 1991 a 2004 e
do período de 1961 a 1990.
(Salati et al, 2007)

87. Tendências da Temperatura do Ar no Brasil
(Cortesia de J. Marengo)

88. ÍNDICE DE TEMPERATURA MÍNIMA: NOITES QUENTES
VALIDAÇÃO DA REANÁLISE DO NCEP/NCAR
-15 -10 -5 5 10 15 % / 41 yrs
(Fonte: Vincent et al., 2005)
(Fonte: CPTEC)
(Dufek, Ambrizzi e Rocha 2008)

89. Estimativa de cafeeiros danificados
em função da temperatura máxima média
100
90
80
Penalização (%)
70
60
50
40
30
20
10
0
30.0 30.5 31.0 31.5 32.0 32.5 33.0 33.5 34.0 34.5 35.0
Temperatura Máxima Média (°C)

90. Impactos na Agricultura Brasileira são,
em geral, negativos!
Redução da área potencial em função do aumento da
temperatura entre 1 ºC e 5,8 ºC
6000
Milho
Área Pontecial (1000 km2)
5000
Feijão
4000
Arroz
3000
2000 Soja
1000
Café
Arábica
0
Atual T + 1ºC T + 3 ºC T + 5,8 ºC
Aumento na temperatura média
Variação da área potencial de menor risco climático para cultivo de milho, arroz,
feijão, arroz, soja e café arábica no Brasil. O maior impacto relativo ao aumento
de temperatura poderá ser para a soja, com redução de até 60% na área
potencial de plantio. Fonte: Comunicação Pessoal de Eduardo Assad, Embrapa

91. Possíveis conseqüências da mudanca climática nos biomas
brasileiros: savanização da Amazonia?, desertificação do
Nordeste?.
Salazar et al., 2007

92. Conseqüências da mudanças climática
Aumento da temperatura
Elevação do nível do mar
Mudanças nos extremos climáticos Mitigação
Mudanças na precipitação
Impactos nos ecossistemas e
biodiversidade
Retrocesso das geleiras Impactos ambientais
Ecossistemas
Biodiversidade
Produtividade do solo
Pesca
Disponibilidade de água potável
Serviços ambientais
Conseqüências sociais
Segurança alimentar
Trabalho e emprego
Saúde
Adaptação Conflitos sociais
Migração
Pobreza e desigualdade
Economia

93. Impactos da Mudança de clima no Brasil: Relatório
de Clima do INPE (2007)

94. “Investir hoje para um futuro
mais seguro”
• Desenvolver sistemas de alertas precoces
para eventos extremos;
• Aumentar a capacidade das ações
comunitárias, particularmente entre os mais
vulneráveis;
• Implantar as melhores práticas na construção
civil e no tratamento dos recursos hídricos;
• Expandir o uso das informações do tempo e
do clima regionais pelos planejadores e
tomadores de decisão
• Estabelecer ações para enfrentar os
inevitáveis eventos extremos.

95. “Num mundo desigual, as mudanças
climáticas irão aumentar ainda mais
as desigualdades”
M. Parry, co-presidente do IPCC WGII
O Brasil é um país em desenvolvimento
(ainda) com altos índices de pobreza e
desigualdade social, portanto, é
potencialmente vulnerável às mudanças
climáticas

96. INCLINE
INter-disciplinary CLimate INvEstigation
Center
www.incline.iag.usp.br

97. Núcleo de Apoio a Pesquisa de
Mudanças Climáticas (INCLINE)
Como um objetivo geral, o INCLINE irá contribuir para o
melhor entendimento dos complexos sistemas de interações
entre Terra – Ambiente – Homem pelo desenho e
implantação de projeto de natureza interdisciplinar. O
INCLINE agrega especialistas de diversas áreas, fazendo as
necessárias conexões com os formuladores de políticas
publicas e a iniciativa privada. Deste modo, cumprirá a sua
função de contribuir para soluções e alternativas viáveis
para redução das emissões, mitigação dos atuais problemas
enfrentados e apontando novas direções e modelos de
crescimento econômico sustentável.

98. Instituto de Astronomia, Geofísica
Instituto de Física Centro de Energia Nuclear Faculdade de Engenharia de
e Ciências Atmosféricas
na Agricultura – Campus São Carlos
“Luiz de Queiroz” -
Piracicaba
Faculdade de Saúde Instituto Oceanográfico da
Escola Superior de Agricultura
Pública Universidade de São Paulo
“Luiz de Queroz”
Instituto de Geociências
Faculdade de Economia, Administração e
Contabilidade – Universidade de São Paulo
Programa de Pós-Graduação em
Ciência Ambiental –
Universidade de São Paulo

99. www.incline.iag.usp.br
First

100. OBRIGADO PELA ATENÇÃO
Prof. Tércio Ambrizzi – ambrizzi@model.iag.usp.br