INTERNATIONALENERGY AGENCY

Alterações Climáticas: cenários futuros e a importância da acção localModerador: Fernando Santana, Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, Portugal

Alterações climáticas na Europa ao longo do século 21, Ralph Sims, Agência Internacional de Energia, França

O nosso clima futuro: alterações e impactos no Mediterrâneo e em Portugal, João Côrte-Real, Universidade de Évora, Portugal

Como tornar as cidades resilientes ao clima, Federica Ranghieri, Banco Mundial, EUA

Sessão Plenária 1 (Parte II)28 de Maio | 11h20– 12h50

O nosso clima futuro: alterações e impactes no Mediterrâneo e em Portugal

Orador: João Corte-Real(ASC_ICAAM da Universidade de Évora)Colaboração: Isilda Menezes

Regina Corte-Real

Roteiro?• Que fazer, que caminhos percorrer, perante a

possibilidade de uma alteração climática àescala planetária, com impactes negativos nas escalas regional/local?

• Como sabemos dessa possibilidade?• Que é o clima? Que tem a ver com o tempo?• Que é uma alteração climática?• Como conhecemos o clima futuro?• Como se avaliam os seus impactes?• Quais são esses impactes?

SISTEMA CLIMÁTICO OU SISTEMA TERRA

IntroduçãoA atmosfera como componente do Sistema Climático ou Sistema Terra

Meteorologia

a) Não linear

b) Múltiplas escalas

c) Mecanismos de realimentação

d) Teleconexões

e) Irregular, turbulento ou caótico.

Sensibilidade às condições iniciais.

Complexidade da Atmosfera

Processos Fundamentais

1. Advecção2. Atrito3. Condução4. Convecção5. Transições de Fase da Água6. Radiação

A origem do movimento

Processos radiativos

Processos Radiativos

• Reforço do Efeito de Estufa Natural

• Forçamento Radiativo

• Sensibilidade Climática

Alterações Climáticas

•A “Teoria do Aquecimento Global”

•O Antropoceno (Paul Crutzen)

Pode o Homem modificar o Tempo ou o Clima?

• Alterações na distribuição e intensidade da precipitação resultantes de alterações na estabilidade coloidal das nuvens (e.g. inseminação de nuvens)

• Alterações no balanço radiativo resultantes de alterações nos aerossóis (e.g. poluição e alteração da composição da atmosfera).

• Alterações no regime de ventos resultantes de alterações da rugosidade dos solos ou do albedo(e.g. substituição de florestas por culturas ou cidades; incêndios florestais).

• Complicações: n/ linearidade, realimentações e caos

Estado da Atmosfera

• Composição (concentrações; humidade específica)

• Temperatura (T)

• Pressão (p)

• Velocidade ( )

• Densidade (ρ)

VH VVV +=

O TEMPO

•O Tempo (atmosférico; “weather”) édefinido pelo estado instantâneo da atmosfera.

Estado da Atmosfera

• Observações:

• Superfície: estações meteorológicas, EMAs

• Altitude: radiosondagens

• Detecção Remota:

• Satélite: geostacionário; órbita polar

• Radar: Tempo e Perfilador

• Meteorologia Sinóptica (escala sinóptica)

• GRUAN (Observações de referência para Clima)

Enquadramento Internacional

• Organização Meteorológica Mundial (OMM)

• Conselho Internacional para a Ciência (ICSU)

• Painel Intergovernamental para as Alterações Climáticas (IPCC)

• Centro Europeu de Previsão do Tempo a Médio Prazo (ECMWF)

• Institutos de Meteorologia

• EUMETSAT

Meteorologia Sinóptica

200510110800UTC_MSG1_MSG_IR_PIBERica

Instituto de Meteorologia, imagem do RADAR de Coruche

PREVER O TEMPO

Que é prever o tempo?

É determinar os estados futuros da atmosfera, a partir de um estado “inicial” conhecido.

É isso possível?

Se sim, como?

PREVER O TEMPO

Prever o tempo: sim, é possível.Porquê?Porque as variáveis que definem o

estado instantâneo da atmosfera, estão ligadas entre si por equações, que traduzem leis fundamentais da Física, e que exprimem princípios globais de conservação (momento linear, massa, energia, momento angular).

Como se prevê o tempo?

• No presente, o tempo atmosférico prevê-se, resolvendo com o auxílio de computadores digitais, o sistema de equações que resulta, por aplicação de métodos numéricos, da transformação das equações que regem o comportamento da atmosfera em equações discretizadas no espaço e no tempo.

• Todos os dias, o Centro Europeu de Previsão do Tempo a Médio Prazo (ECMWF), produz previsões para dez dias, à escala global, com base num estado inicial “observado”, referente às 12h TUC, do primeiro dia.

As previsões meteorológicas remontam aos finais do século XIX!.A qualidade das previsões foi melhorando, à medida que a compreensão dos mecanismosresponsáveis pelo tempo e suas alterações, bem como das escalas envolvidas, foi aumentando, designadamente:i) a partir dos anos trinta, com Rossby e a escola de Chicago, a que pertenceram notáveis cientistas da atmosfera;ii) dos anos 50 com o aparecimento dos computadores digitais; a primeira previsão numérica do tempo com sucesso foi realizada na Universidade de Princeton, por von Neumann, Charney e Fjortoft.

Carta meteorológica do ano de 1978-Instituto Nacional de Meteorologia e Geofísica, Lisboa

Desde quando se fazem previsões meteorológicas?

CLIMA

Que é o Clima?

O conceito de clima, envolve a descrição estatística das condições meteorológicas (i.e. do tempo atmosférico) durante um intervalo de tempo longo –convencionalmente de 30 anos. Este tratamento estatístico permite obter um quadro geral das condições meteorológicas típicas numa dada região do planeta, durante o período de tempo escolhido. O clima é pois uma representação conceptual do comportamento estatístico da atmosfera, i.e. o clima “não está láfora”! O que “está lá fora” i.e. o que experimentamos é o Tempo. As grandezas que descrevem o Clima são os elementos de clima

Tempo e climaCrédito: Nuno Jorge 2005

Citando Mark Twain:

“Climate is what we expect; weather is what we get”.

Quais os tipos de clima que existem na Terra?

Existem descrições simplificadas dos climas observados na Terra, que se baseiam em certos critérios seleccionados. Em geral, estes sistemasde classificação categorizam o clima de maneira a caracterizar o ambiente meteorológico e hídrico de uma região em termos da temperatura e da precipitação.

Um dos mais importantes sistemas de classificação dos climas é o sistema de Köppen, elaborado em 1918 por Vladimir Köppen da Universidade de Graz, Áustria

Que é o Clima?

O clima é influenciado por diversos condicionantes, designados por factores de clima, que decorrem da complexidade das interacções entre os diferentes sistemas que compõem o nosso Planeta, da radiação solar que nos atinge e aquece, da radiação infravermelha emitida pela própria Terrapara o espaço, dos parâmetros orbitais da Terra (excentricidade da órbita, inclinação do eixo de rotação da Terra e precessão do eixo), da latitude, altitude, da orografia, da distancia ao mar, do tipo de solo e do coberto vegetal.

• Qualquer mudança significativa nas estatísticasque definem o clima, representa uma mudançaclimática, uma variação do clima ou uma alteraçãodo clima.

• Variação natural do clima.

Podemos distinguir entre variações livres e forçadasdo clima.

• A Teoria de Milankovitch (mecânica Newtoniana!)

• Variações abruptas do clima e surpresas.

• Haverá apenas um Clima?

O Clima não tem uma natureza constante; sabemos que no passado o clima da Terra esteve sujeito a diversas alterações e queestas vão continuar a ocorrer no futuro, nãoapenas devido a “causas naturais” masprovavelmente também em consequência da actividade humana (a designada Alteraçãodo Clima de Origem Antropogénica, ACC).

Estas alterações podem ter uma influênciaprofunda no ambiente, nos recursosdisponíveis e na vida humana.

Variabilidade Natural do Clima

Causas:• Evolução do Sol e transparência do meio

interplanetário• Composição química da atmosfera• Tectónicas de Placas (deriva dos continentes,

movimento dos pólos, expansão do fundooceânico)

• Diastrofismo (epirogénese, orogénese, compensação isostática)

• Factores astronómicos• Actividade Solar (manchas solares; variações da

“constante” solar)• Caos

Variabilidade Recente do Clima

PERPERÍÍODOS DE VARIAODOS DE VARIAÇÇÃO DE TEMPERATURAÃO DE TEMPERATURA

AQUECIMENTO: +0,37°C DE 1915-1945

ARREFECIMENTO:- 0,14°C DE 1945-1978

AQUECIMENTO: +0,32°C DE 1978-1999

MÉDIA GLOBAL: + 0, 56° C DE 1850- 1999

Oscilações Naturais dos Campos da Temperatura em Portugal

• Temperatura do ar

Temperatura média anual

LISBOA

LT = 0.8º C/100 anosR2 = 35%

14

15

16

17

18

1855

1865

1875

1885

1895

1905

1915

1925

1935

1945

1955

1965

1975

1985

1995

Tméd

(ºC

)

MONTALEGRELT= 0.1º C/100 anos

R2 =3%

8

9

10

11

12

13

1895

1905

1915

1925

1935

1945

1955

1965

1975

1985

Tméd

(ºC

)

PORTO

LT = 0.8º C/100 anos R2 = 19%

12

13

14

15

16

17

1895

1905

1915

1925

1935

1945

1955

1965

1975

1985

1995

Tméd

(ºC

)

ÉVORALT = 0.8º C/100 anos

R2 = 11%

14

15

16

17

18

1895

1905

1915

1925

1935

1945

1955

1965

1975

1985

1995

Tméd

(ºC

)

Temperatura máxima média anual

PORTO

LT = 1,5º C/100 anosR2 = 37%

17

18

19

20

21

1901

1911

1921

1931

1941

1951

1961

1971

1981

1991

Tmáx

(ºC

)

MONTALEGRE

LT = 0,5º C/100 anosR2 = 3%

12

13

14

15

16

17

1901

1911

1921

1931

1941

1951

1961

1971

1981

1991

Tmáx

(ºC

)

LISBOA

y = 2.0º C /100 anosR2 = 47%

18

20

22

24

1901

1911

1921

1931

1941

1951

1961

1971

1981

1991

2001

Tmáx

(ºC

)

ÉVORA

y = 1.3º C/100 anosR2 = 18%

18

19

20

21

22

23

24

1901

1911

1921

1931

1941

1951

1961

1971

1981

1991

Tmáx

(ºC

)

Modelos de Clima

Efeitos do aumento da temperatura média e da variância nos valores extremos da temperatura

Que são Modelos?

Um modelo é uma representação mais oumenos elaborada da realidade.

Um modelo matemático é um modelo, tratável por computadores digitais.

A investigação das Alterações Climáticasbaseia-se nos resultados produzidos por

MODELOS DE CLIMA.

Principais componentes de um Modelo de Clima

Exemplos:

HadCM2HadCM3HadAM3HHadGEMECHAM5CCMARPÉGE

Modelos de Clima

• Modelos de clima não geram previsões de clima, mas apenas projecções ou cenários do clima futuro

• Modelos de clima são PCPnnP!• Que podemos extrair dos modelos?

Estatísticas!

O Painel Intergovernamental para as Alterações Climáticas (IPCC) estabeleceu quatro famílias de cenários de emissões, cujas características estão descritas em pormenor no ”Special Report onEmission Scenarios” (SRES); estas famílias foram designadas por A1, A2, B2 e B1; a família A1 é a que descreve uma evolução baseada na utilização intensiva de combustíveis fósseis; a família B1 assenta na introdução de tecnologias limpas e eficientes.

Projecção da variação do número de dias consecutivos com temperaturas máximas >25ºC –cenário A2 –Projecto MICE

Projecção da variação do número de dias com precipitação intensa –cenário A2 –Projecto MICE

Modelos Regionais de Clima (RCMs)

Os AOGCMs fornecem projecções do climafuturo em escalas relativamente largas e nãoconseguem captar adequadamente os aspectosou características regionais e locais, as quaissão indispensáveis em estudos de impactos. Além disso, fenómenos extremos comotemperaturas severas, ondas de calor, cheiasrepentinas, etc, não encontram umarepresentação suficientemente adequada nosAOGCMs, i.e. estes modelos não são capazes de descrever correctamente aquele tipo de fenómenos nem no que respeita a frequênciasde ocorrência nem no que se refere à suaintensidade.

Estas dificuldades só podem ser resolvidas se as projecçõesglobais forem completadas por “detalhe regional”; estepode ser dado utilizando modelos regionais de clima(RCMs).

Exemplos: HadRM3H (descontinuado)HadRM3P ou PRECIS

As condições iniciais e de fronteira (dependentes do tempo) para RCMs são extraídas de AOGCMs ou de AGCMs. A resolução espacial típica de um RCM é ~ 50 km, contrastando com a de ~300 Km de um AOGCM, o quepermite uma muito melhor representação de ilhas, montanhas, contrastes continente-oceano, nuvens, precipitação, etc…

No clima de 2070 – 2099, sob o cenário de emissões A2:

TEMPERATURA

Ondas de calor de maior duração e com temperaturas mais elevadas do que as verificadas no clima de referência

Invernos muito mais curtos

Decréscimo muito significativo do número de dias com temperaturas inferiores a 0ºC na Europa do norte

PRECIPITAÇÃO

Europa Meridional e Mediterrâneo:

Redução da precipitação no Inverno e secas prolongadas no Verão.

Europa Setentrional:

Invernos mais chuvosos e períodos de seca mais frequentes no Verão,

Número de episódios de precipitação intensa pode aumentar, quer em valor absoluto, quer em proporção da precipitação total

PRECIPITAÇÃO (cont)

Na Europa do norte, mais chuvosa no Inverno, haverámais dias com precipitação intensa

Na Europa do sul, mais seca, uma maior proporção da precipitação total cairá em dias muito chuvosos, embora o número total de dias de precipitação intensa decresça

Sobre a maior parte da Europa, espera-se um aumento de precipitação no Inverno e, consequentemente, um maior risco de ocorrência de cheias

VENTO

No período 2070 – 2099 espera-se, sob os cenários A2 e B2, um decréscimo do número total de tempestades

Espera-se, no entanto, um aumento do número de tempestades severas de Inverno, na Europa ocidental

RECURSOS HÍDRICOS

Sob o cenário A2, no futuro (2070 - 2099), cheias, secas e episódios de poluição da água dos rios e aquíferos, serão provavelmente mais frequentes e mais intensos

Os efeitos adversos da alteração climática simulada sob o cenário A2, reflectir-se-ão noutros sectores como:

Agricultura

Produção Hidroeléctrica

Seguros de propriedades e bens imóveis

Saúde

AGRICULTURA

Sob os cenários A2 e B2, no período futuro 2070-2099, espera-se que a agricultura no Mediterrâneo, particularmente no norte de África, se caracterize por um decréscimo no rendimento de culturas devido a:

Redução do período de crescimento do trigo e girassol

Ocorrência de fenómenos extremos nos estádios de desenvolvimento

Risco mais elevado de “stress” térmico no período de floração

Risco mais elevado de chuva durante as sementeiras

Chuvadas mais intensas

Ondas de calor de maior duração

FLORESTAS

Incêndios nas florestas Mediterrânicas

No futuro (2070 - 2099), sob os cenários de emissões A2 e B2, espera-se um aumento significativo do risco de incêndio, em consequência de:

Um maior número de dias quentes e secos

Ondas de calor mais prolongadas

Alargamento da estação de risco de incêndio

O aumento do risco será mais elevado em áreas continentais e montanhosas

ENERGIA

Procura de Energia na Europa

Temperaturas mais elevadas podem conduzir ao encerramento de centrais térmicas, devido ao sobreaquecimento e à falta de água, suficientemente fria, a extrair dos rios, para arrefecimento.

Decréscimo no consumo de energia para aquecimento, em Invernos mais suaves

Aumento do consumo, para arrefecimento, em verões mais quentes

Procura de Energia na Europa do sul

Tendência positiva na procura de energia, em resultado do crescimento económico

Pico na procura de energia em Dezembro e Julho e mínimo na Primavera e Outono e em fins-de-semana/feriados

Existe, para cada região, uma temperatura bem definida para a qual a procura de energia é mínima

O ciclo sazonal da procura irá variar, em resposta ao aquecimento global, com valores baixos de procura no Inverno e valores elevados no Verão

INDÚSTRIA SEGURADORA

Seguros para danos em bens imóveis provocados por tempestades, irão crescer cerca de 15% em 2070 –2099, sob o cenário A2, se forem tomadas medidas de adaptação

Sem medidas de adaptação, o crescimento referido será muito maior

Estratégias de adaptação incluem o estabelecimento e definição de limiares críticos acima dos quais não estarão disponíveis seguros, bem como uma maior responsabilidade dos utentes em segurar os seus bens.

TURISMO

Desportos de Inverno nos Alpes

Diminuição da espessura da neve em cerca de 20 -30%, sob o cenário A2

A altitude mais sensível àquele decréscimo situa-se abaixo dos 1500 m

Por cada aumento de temperatura de 1ºC, haveráuma redução de cerca de duas semanas nos dias favoráveis à prática de ski.

Turismo de Verão no Mediterrâneo

Verões mais quentes no norte da Europa suscitarão a procura destas regiões por forma a evitar Verões demasiados quentes no sul

Pelas mesmas razões, as populações do norte da Europa, procurarão férias nas suas regiões

Férias no Mediterrâneo serão procuradas de preferência na Primavera e Outono e não no Verão.

Desde quando se conhecem estes impactes?

• Desde os anos 90• Projectos: Medalus, Popsicle, Wrincle,

Swurve• Dismed, Desurvey, GeneticLand• Mice, Prudence, Stardex

Cenários para Portugal

• Temperatura• Precipitação• Risco meteorológico de incêndio

florestal• Aridez

14,6959,00Model

Reference

15,2997,43Model

SRES_A2a

StdevMean

2,743,30Model

Reference

3,843,67Model

SRES_A2a

StdevMean

-9.5 -9 -8.5 -8 -7.5 -7 -6.5 -6

37

37.5

38

38.5

39

39.5

40

40.5

41

41.5

42

0.30.450.60.750.91.051.21.351.51.651.81.952.12.252.42.552.72.853

DSR Ratio

A2a/Reference

“ALL MODELS ARE WRONG. SOME ARE USEFUL”

G. BOX

Muito Obrigado!

João Corte-Real jmcr@uevora.pt

http://www.icam.uevora.pt

Universidade de Évora – Pólo da Mitra, Valverde