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Intera o entre Nuvens, Chuvas e a Biosfera na Amaz nia

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MikeCarlo
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Intera o entre Nuvens, Chuvas e a Biosfera na Amaz nia

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Presentation Transcript


    1. Interao entre Nuvens, Chuvas e a Biosfera na Amaznia Maria Assuno F. Silva Dias Departamento de Cincias Atmosfricas IAG/USP Bom dia a todos. E um prazer estar aqui para contar para vocs um pouco do que o LBA, quais so os principais resultados de pesquisas, e basicamente eu vou comear falando um pouco sobre por que nos preocupamos com as nuvens e chuvas na Amaznia.Bom dia a todos. E um prazer estar aqui para contar para vocs um pouco do que o LBA, quais so os principais resultados de pesquisas, e basicamente eu vou comear falando um pouco sobre por que nos preocupamos com as nuvens e chuvas na Amaznia.

    2. Esse diagrama mostra as mudanas climticas que ocorreram na Terra desde 80 milhes de anos atrs, quando a temperatura era 6 graus C acima da temperatura nos dias atuais (o zero indica os dias atuais). Uma viso catastrfica aparece quando olhamos mais ou menos 500 anos a frente: rapidamente, em 500 anos, o nvel de temperatura retornaria ao nvel que estava na atmosfera a 80 milhes de anos atrs. Isso basicamente por causa do efeito estufa, o aumento do CO2. Esse diagrama mostra as mudanas climticas que ocorreram na Terra desde 80 milhes de anos atrs, quando a temperatura era 6 graus C acima da temperatura nos dias atuais (o zero indica os dias atuais). Uma viso catastrfica aparece quando olhamos mais ou menos 500 anos a frente: rapidamente, em 500 anos, o nvel de temperatura retornaria ao nvel que estava na atmosfera a 80 milhes de anos atrs. Isso basicamente por causa do efeito estufa, o aumento do CO2.

    3. Nos ltimos 400 000 anos a atmosfera esteve num nvel de CO de 260-290 ppm. Agora, nos ltimos anos, estes nveis esto aumentando rapidamente, alcanando medidas em 370 ppm e, se continuar nesse ritmo, podero ser alcanados nveis de carbono de 80 milhes de anos atrs. Nestas concentraes so previstos os eventos catastrficos como o derretimento das calotas polares, elevao dos nveis do mar, etc.Nos ltimos 400 000 anos a atmosfera esteve num nvel de CO de 260-290 ppm. Agora, nos ltimos anos, estes nveis esto aumentando rapidamente, alcanando medidas em 370 ppm e, se continuar nesse ritmo, podero ser alcanados nveis de carbono de 80 milhes de anos atrs. Nestas concentraes so previstos os eventos catastrficos como o derretimento das calotas polares, elevao dos nveis do mar, etc.

    4. Balano de Radiao no Sistema Terra Atmosfera Por que isso? Vamos lembrar um pouco do que ns sabemos do efeito estufa: no balano de radiao do sistema Terra atmosfera, o efeito estufa representa algo pela absoro do gs carbnico, vapor dgua e nesse balano tem um outro efeito muito importante que o quanto da radiao refletida por nuvens. Isso daqui representa uma sensibilidade muito grande para o sistema Terra atmosfera porque numa situao mdia, 20% da radiao que chega do sol vai para o espao. Ento se aumentar a quantidade de nuvens ou se diminuir essa quantidade ns temos uma diferena de energia chegando para a vida terrestre.Por que isso? Vamos lembrar um pouco do que ns sabemos do efeito estufa: no balano de radiao do sistema Terra atmosfera, o efeito estufa representa algo pela absoro do gs carbnico, vapor dgua e nesse balano tem um outro efeito muito importante que o quanto da radiao refletida por nuvens. Isso daqui representa uma sensibilidade muito grande para o sistema Terra atmosfera porque numa situao mdia, 20% da radiao que chega do sol vai para o espao. Ento se aumentar a quantidade de nuvens ou se diminuir essa quantidade ns temos uma diferena de energia chegando para a vida terrestre.

    5. Feedback positivo/negativo? Maior temperatura ? mais vapor dgua ? 1) maior efeito estufa ? maior temperatura 2) mais nuvens ?maior reflexo de energia solar (aumenta albedo planetrio) ? menor temperatura E, medida que a temperatura aumenta, aumenta a quantidade de vapor que ns podemos ter no ar. Aumenta tambm a possibilidade de formao de nuvens e a reflexo dessa radiao para o espao. E a ns temos duas possibilidades: o maior efeito estufa levando a uma maior temperatura e mais nuvens, refletindo mais, o qu referido como albedo planetrio a quantidade de radiao que volta para o espao, levando a uma menor temperatura. Esses dois efeitos competem entre si e a pergunta : quem que vai ganhar ?E, medida que a temperatura aumenta, aumenta a quantidade de vapor que ns podemos ter no ar. Aumenta tambm a possibilidade de formao de nuvens e a reflexo dessa radiao para o espao. E a ns temos duas possibilidades: o maior efeito estufa levando a uma maior temperatura e mais nuvens, refletindo mais, o qu referido como albedo planetrio a quantidade de radiao que volta para o espao, levando a uma menor temperatura. Esses dois efeitos competem entre si e a pergunta : quem que vai ganhar ?

    6. Alguns resultados ... Impacto das chuvas na Amaznia no clima global impactos do desmatamento no clima regional impactos das queimadas no clima regional Com as pesquisas realizadas dentro do LBA, ns temos alguns resultados, que vo na direo de tentar entender a evoluo das nuvens e da chuva nesse contexto onde h alteraes de temperatura e alteraes no uso da terra. Eu vou falar um pouco do impacto das chuvas da Amaznia no clima global, do desmatamento no clima regional e das queimadas no clima regional.Com as pesquisas realizadas dentro do LBA, ns temos alguns resultados, que vo na direo de tentar entender a evoluo das nuvens e da chuva nesse contexto onde h alteraes de temperatura e alteraes no uso da terra. Eu vou falar um pouco do impacto das chuvas da Amaznia no clima global, do desmatamento no clima regional e das queimadas no clima regional.

    7. Nesta figura ilustrando o ms de janeiro, as regies em azul so as regies onde est chovendo muito. Elas so chamadas de fontes tropicais de calor. So trs principais : Amrica do Sul, frica e Indonsia.Nesta figura ilustrando o ms de janeiro, as regies em azul so as regies onde est chovendo muito. Elas so chamadas de fontes tropicais de calor. So trs principais : Amrica do Sul, frica e Indonsia.

    8. Efeito global da variao diurna de uma fonte de calor tropical na Bacia Amaznica aps 5 dias - Raupp & P. Silva Dias, 2002 O interessante que observando somente o efeito da fonte tropical na Amaznia, colocando isso dentro de um modelo e vendo o que est acontecendo no resto do mundo, aparece um trem de ondas no outro hemisfrio mostrando que o efeito da fonte tropical de calor na Amaznia no s um problema local, mas pode ter efeitos inter hemisfricos. Isto chamado de teleconexes.O interessante que observando somente o efeito da fonte tropical na Amaznia, colocando isso dentro de um modelo e vendo o que est acontecendo no resto do mundo, aparece um trem de ondas no outro hemisfrio mostrando que o efeito da fonte tropical de calor na Amaznia no s um problema local, mas pode ter efeitos inter hemisfricos. Isto chamado de teleconexes.

    9. Variabilidade interanual e interdecadal das chuvas na Amaznia Marengo, 2003 No entanto, tudo isso est relacionado tambm com a variabilidade natural da atmosfera. Por exemplo, nos ltimos 60 anos, como que vm variando as chuvas na Amaznia? H na verdade duas regies mais ou menos homogneas: seriam a parte noroeste e a parte sudeste que funcionam como uma gangorra. Uma hora chove mais numa e menos na outra, e isto est ligado com a variao global de temperatura dos oceanos e at as influncias externas.No entanto, tudo isso est relacionado tambm com a variabilidade natural da atmosfera. Por exemplo, nos ltimos 60 anos, como que vm variando as chuvas na Amaznia? H na verdade duas regies mais ou menos homogneas: seriam a parte noroeste e a parte sudeste que funcionam como uma gangorra. Uma hora chove mais numa e menos na outra, e isto est ligado com a variao global de temperatura dos oceanos e at as influncias externas.

    10. Alteraes no regime de chuvas na Amaznia tem impactos regionais e globais. Desmatamento e queimadas afetam o regime de chuvas na Amaznia. Journal of Geophysical Research Atmospheres Setembro de 2002 Edio Especial LBA M. Silva Dias et al De uma forma geral, as alteraes no regime de chuvas na Amaznia tm impactos regionais e globais. E ns vamos agora olhar para o desmatamento e as queimadas como mecanismos que podem afetar as chuvas, e que podem portanto ter um efeito global. Este tema bastante explorado numa edio do Journal of Geophysical Research (setembro/2002), dedicado especialmente ao projeto LBA.De uma forma geral, as alteraes no regime de chuvas na Amaznia tm impactos regionais e globais. E ns vamos agora olhar para o desmatamento e as queimadas como mecanismos que podem afetar as chuvas, e que podem portanto ter um efeito global. Este tema bastante explorado numa edio do Journal of Geophysical Research (setembro/2002), dedicado especialmente ao projeto LBA.

    11. Para chegar a todos os resultados do LBA, uma complexa infra-estrutura de tcnicas de campo vm sendo utilizadas na coleta de dados. Alguns exemplos so ilustrados aqui: uma torre do Projeto LBA na Floresta da Reserva Biolgica do Jaru em Rondnia, e ao fundo uma rea desmatada.Para chegar a todos os resultados do LBA, uma complexa infra-estrutura de tcnicas de campo vm sendo utilizadas na coleta de dados. Alguns exemplos so ilustrados aqui: uma torre do Projeto LBA na Floresta da Reserva Biolgica do Jaru em Rondnia, e ao fundo uma rea desmatada.

    12. As torres so fundamentais para analisar a interao entre a atmosfera e a biosfera. Elas so totalmente instrumentadas, tanto abaixo da copa das rvores, como acima tambm.As torres so fundamentais para analisar a interao entre a atmosfera e a biosfera. Elas so totalmente instrumentadas, tanto abaixo da copa das rvores, como acima tambm.

    13. Assim como nas florestas, as medidas tambm so feitas em regies desmatadas.Assim como nas florestas, as medidas tambm so feitas em regies desmatadas.

    14. So feitos todos os tipos de medida de concentrao de gases e de radiao.So feitos todos os tipos de medida de concentrao de gases e de radiao.

    15. Bales de diversos tipos so usados para monitorar as caractersticas trmicas, de velocidade e direo dos ventos.Bales de diversos tipos so usados para monitorar as caractersticas trmicas, de velocidade e direo dos ventos.

    16. Por exemplo, um balo cativo sobe e desce fazendo medidas.Por exemplo, um balo cativo sobe e desce fazendo medidas.

    17. Um radar meteorolgico faz o mapeamento de toda a chuva num raio de 200 quilmetros.Um radar meteorolgico faz o mapeamento de toda a chuva num raio de 200 quilmetros.

    18. Avies so instrumentados para fazer medidas in loco das diversas caractersticas associadas atmosfera, s nuvens e sua relao com a biosfera.Avies so instrumentados para fazer medidas in loco das diversas caractersticas associadas atmosfera, s nuvens e sua relao com a biosfera.

    19.

    20. Material particulado (aerossis) como Ncleos de Condensao de Nuvens CCN Cloud Condensation Nuclei Nuvens Quentes (apenas gua lquida) grande concentrao de CCN ? competio pelo vapor dgua disponvel ? gotas pequenas ? pouca chuva Nuvens Frias ( gua lquida e gelo) efeitos no lineares Voltando a explorar um pouco mais nossos resultados, vamos falar de CCN sigla para cloud condensation nuclei, que significa ncleos de condensao de nuvens. So pequenas partculas suspensas no ar que tambm so chamadas de aerossis, e que funcionam como uma semente para formao de gotinhas. Quando tem muitos aerossis, o vapor de gua se reparte em muitas gotinhas pequenas, e se as gotinhas so pequenas, elas no caem. Quando tem poucas, elas podem cair. As nuvens quentes so aquelas que tm apenas gua lquida. As nuvens frias so as que tm gua lquida e gelo.Voltando a explorar um pouco mais nossos resultados, vamos falar de CCN sigla para cloud condensation nuclei, que significa ncleos de condensao de nuvens. So pequenas partculas suspensas no ar que tambm so chamadas de aerossis, e que funcionam como uma semente para formao de gotinhas. Quando tem muitos aerossis, o vapor de gua se reparte em muitas gotinhas pequenas, e se as gotinhas so pequenas, elas no caem. Quando tem poucas, elas podem cair. As nuvens quentes so aquelas que tm apenas gua lquida. As nuvens frias so as que tm gua lquida e gelo.

    21. As nuvens frias so as chamadas cumulonimbus, que tm gelo, fortes ventos, circulaes de ar muito intensas e muitos relmpagos. Com todo este movimento, transferem rapidamente as caractersticas qumicas, fsico-qumicas da superfcie para nveis mais altos da coluna vertical.As nuvens frias so as chamadas cumulonimbus, que tm gelo, fortes ventos, circulaes de ar muito intensas e muitos relmpagos. Com todo este movimento, transferem rapidamente as caractersticas qumicas, fsico-qumicas da superfcie para nveis mais altos da coluna vertical.

    22. As cumulonimbus tm esse aspecto quando observadas de baixo. So aquelas nuvens pesadas que anunciam grandes temporais, muito caractersticas da regio Amaznica.As cumulonimbus tm esse aspecto quando observadas de baixo. So aquelas nuvens pesadas que anunciam grandes temporais, muito caractersticas da regio Amaznica.

    23. As nuvens cumulos so nuvens menores, pequenas. Quando elas se formam em atmosferas limpas elas chovem pouco, uma chuva mansa; e quando elas se formam em regies poludas elas no chovem nada. As nuvens cumulos so nuvens menores, pequenas. Quando elas se formam em atmosferas limpas elas chovem pouco, uma chuva mansa; e quando elas se formam em regies poludas elas no chovem nada.

    24. Este o aspecto das nuvens cumulus, revelando um aspecto muito mais inofensivo.Este o aspecto das nuvens cumulus, revelando um aspecto muito mais inofensivo.

    25. As pirocumulos so aquelas nuvens que se formam em cima de queimadas, elas tambm no chovem, e normalmente no tm relmpagos. As pirocumulos so aquelas nuvens que se formam em cima de queimadas, elas tambm no chovem, e normalmente no tm relmpagos.

    26. Aqui, ilustrando, temos uma queimada em Alta Floresta com uma nuvem imensa se formando em cima dela. Aqui, ilustrando, temos uma queimada em Alta Floresta com uma nuvem imensa se formando em cima dela.

    27. Para as nuvens quentes, os cumulos, quando aumenta a poluio, a chuva diminui, um resultado j conhecido na rea de meteorologia h muitos anos.Para as nuvens quentes, os cumulos, quando aumenta a poluio, a chuva diminui, um resultado j conhecido na rea de meteorologia h muitos anos.

    28. Para as nuvens frias, os cumulonimbus, ns estamos obtendo resultados que so ainda bastante contraditrios. Dependendo da situao, o aumento da poluio provoca um aumento ou uma reduo de chuva. Ento, esta uma rea que precisa de muita pesquisa porque o processo bastante complexo. Para as nuvens frias, os cumulonimbus, ns estamos obtendo resultados que so ainda bastante contraditrios. Dependendo da situao, o aumento da poluio provoca um aumento ou uma reduo de chuva. Ento, esta uma rea que precisa de muita pesquisa porque o processo bastante complexo.

    29. Efeito das Chuvas na Concentrao de Aerossis Um outro efeito o que as chuvas tm sobre a concentrao de aerossis. Aqui por exemplo, ns temos setembro de 2002, quando a atmosfera tinha uma concentrao de aerossis muito alta, na ordem de at 200 microgramas por m. Neste dia, assinalado pela flechinha, passou uma chuva.Um outro efeito o que as chuvas tm sobre a concentrao de aerossis. Aqui por exemplo, ns temos setembro de 2002, quando a atmosfera tinha uma concentrao de aerossis muito alta, na ordem de at 200 microgramas por m. Neste dia, assinalado pela flechinha, passou uma chuva.

    30. A chuva pode ser vista pelo radar a chuva passa, varre toda a regio e limpa a atmosfera, ento tem uma relao bastante simbitica entre os dois, entre a concentrao e a existncia das nuvens.A chuva pode ser vista pelo radar a chuva passa, varre toda a regio e limpa a atmosfera, ento tem uma relao bastante simbitica entre os dois, entre a concentrao e a existncia das nuvens.

    31. Impacto da cobertura vegetal nas nuvens Um outro aspecto o impacto da cobertura vegetal.Um outro aspecto o impacto da cobertura vegetal.

    32. Usando uma regio de Rondnia, classifica-se a superfcie em floresta e no floresta.Usando uma regio de Rondnia, classifica-se a superfcie em floresta e no floresta.

    33. Atravs do radar possvel saber exatamente onde est chovendo em cada pontinho desse, que representa 1 x1 km de superfcie. Atravs do radar possvel saber exatamente onde est chovendo em cada pontinho desse, que representa 1 x1 km de superfcie.

    34. Estao Chuvosa 1999 Radar Total de Chuva Mensal F - Floresta; NF No Floresta E - Elevado; NE- No Elevado Fazendo um clculo para comparar floresta com no floresta, a diferena para um total mensal da ordem de 20 %.Fazendo um clculo para comparar floresta com no floresta, a diferena para um total mensal da ordem de 20 %.

    35. Durieux, Machado & Laurent, 2003 The effect of deforestation on cloud cover... Outra maneira de detectar isto comparar regies em que houve desmatamento, que so esses D, que esto no arco do desmatamento, com as regies que tm um R e so de referncia. Elas so prximas, tm o mesmo tipo de topografia, s que na figura de baixo vocs vem a diferena de desmatamento na parte de cima sem desmatamento e na parte de baixo com desmatamento. So reas de 250 x 250 km.Outra maneira de detectar isto comparar regies em que houve desmatamento, que so esses D, que esto no arco do desmatamento, com as regies que tm um R e so de referncia. Elas so prximas, tm o mesmo tipo de topografia, s que na figura de baixo vocs vem a diferena de desmatamento na parte de cima sem desmatamento e na parte de baixo com desmatamento. So reas de 250 x 250 km.

    36. Estao seca Estamos descobrindo com nossos resultados que nas regies desmatadas se formam mais nuvens cumulos tarde e menos cumulonimbus noite, na estao seca.Estamos descobrindo com nossos resultados que nas regies desmatadas se formam mais nuvens cumulos tarde e menos cumulonimbus noite, na estao seca.

    37. Estao Chuvosa J na estao chuvosa, mais nuvens cumulonimbus se formam sobre regies que incluem as reas desmatadas.J na estao chuvosa, mais nuvens cumulonimbus se formam sobre regies que incluem as reas desmatadas.

    38. Estao seca - dia Qual seria a explicao? Durante o dia na estao seca, o solo quente e seco da regio desmatada forma bastante turbulncia, formam-se circulaes que trazem ar das regies de floresta para as regies sem floresta, aumentando a formao de nuvens. No entanto, estas nuvens na estao seca esto numa atmosfera poluda, ento elas no chovem.Qual seria a explicao? Durante o dia na estao seca, o solo quente e seco da regio desmatada forma bastante turbulncia, formam-se circulaes que trazem ar das regies de floresta para as regies sem floresta, aumentando a formao de nuvens. No entanto, estas nuvens na estao seca esto numa atmosfera poluda, ento elas no chovem.

    39. Estao chuvosa Na estao chuvosa um pouco diferente: a maior parte das nuvens de atmosfera limpa, as nuvens pequenas chovem, mas tambm se formam cumulonimbus, as tempestades que so tpicas da Amaznia, e elas se formam sobre floresta. S que a floresta fica sombreada. As regies desmatadas tem mais sol, isso esquenta muito a superfcie. Ento, o ar que vai entrar para dentro das nuvens muito mais quente. Isso deixa a nuvem muito mais produtiva em termos de chuva.Na estao chuvosa um pouco diferente: a maior parte das nuvens de atmosfera limpa, as nuvens pequenas chovem, mas tambm se formam cumulonimbus, as tempestades que so tpicas da Amaznia, e elas se formam sobre floresta. S que a floresta fica sombreada. As regies desmatadas tem mais sol, isso esquenta muito a superfcie. Ento, o ar que vai entrar para dentro das nuvens muito mais quente. Isso deixa a nuvem muito mais produtiva em termos de chuva.

    40. "More precipitation over deforested areas in the wet season, less in the dry season: increased seasonality - may be a northward shift of the equatorial-tropical transition zone" - Durieux et al Qual ento o resultado desse processo? Comparando as duas regies ao longo do ano, tem mais chuva na estao chuvosa e menos chuva na estao seca, e basicamente isso representa um avano do regime de chuvas do Cerrado. Certo?Qual ento o resultado desse processo? Comparando as duas regies ao longo do ano, tem mais chuva na estao chuvosa e menos chuva na estao seca, e basicamente isso representa um avano do regime de chuvas do Cerrado. Certo?

    41. Atravs de uma simulao numrica de tudo isso, numa regio que tem 250 X 250 km, mas olhando para quadradinhos de 2 km,Atravs de uma simulao numrica de tudo isso, numa regio que tem 250 X 250 km, mas olhando para quadradinhos de 2 km,

    42. conclui-se tambm que o desmatamento acaba dando ncleos de chuva que no aparecem se as simulaes so feitas s com floresta. A medida que acrescentamos o desmatamento, a chuva modelada de 11,3 mm se aproxima da chuva observada de 15,8 mm.conclui-se tambm que o desmatamento acaba dando ncleos de chuva que no aparecem se as simulaes so feitas s com floresta. A medida que acrescentamos o desmatamento, a chuva modelada de 11,3 mm se aproxima da chuva observada de 15,8 mm.

    43. Basicamente, o resultado neste cenrio de incio do desmatamento, que provavelmente tem mais chuva do que sem desmatamento. Isso uma das novidades do LBA. Basicamente, o resultado neste cenrio de incio do desmatamento, que provavelmente tem mais chuva do que sem desmatamento. Isso uma das novidades do LBA.

    44. Concluso Remoo da floresta altera o ciclo hidrolgico na Amaznia Aumento da sazonalidade ? regime de chuvas do cerrado Mudanas na cobertura de nuvens afetam a quantidade de radiao que efetivamente chega superfcie Queimadas alteram as chuvas na Amaznia Nuvens cumulus no chovem em atmosfera poluda Nuvens cumulonimbus ? efeitos no lineares, complexos, requerem mais pesquisas. Apresentamos como concluses principais: - a remoo da floresta altera o ciclo hidrolgico na Amaznia, aumenta a sazonalidade, portanto o regime de chuvas do Cerrado se aproxima da regio Amaznica; - a mudana na cobertura de nuvens tambm vai afetar a quantidade de radiao que chega a superfcie; e - as queimadas alteram as caractersticas das nuvens.Apresentamos como concluses principais: - a remoo da floresta altera o ciclo hidrolgico na Amaznia, aumenta a sazonalidade, portanto o regime de chuvas do Cerrado se aproxima da regio Amaznica; - a mudana na cobertura de nuvens tambm vai afetar a quantidade de radiao que chega a superfcie; e - as queimadas alteram as caractersticas das nuvens.

    45. Perguntas do pblico

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