Módulo 1 A Ciência da Mudança do Clima

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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 0,0379 379,0

Neônio 0,0018 18,0

Hélio 0,00052 5,2

Metano 0,00014 1,4

Kriptônio 0,00010 1,0

Óxido nitroso 0,00005 0,5

Hidrogênio 0,00005 0,5

Ozônio 0,000007 0,07

Xenônio 0,000009 0,09composicomposiçãção do ar secoo do ar seco

obliquidade

precessão

ecentricidade

Precessão: mudança na orientação do eixo rotacional da Terra. Mudanças alteram as datas do periélio e do afélio, e portanto aumenta o contraste sazonal em um Hemisfério e diminui em outro. Período: 23.000 anos

Obliquidade: mudança na inclinação do eixo da Terra. Influencia na magnitude da mudança sazonal: quando a inclinação é maior as estações são mais extremas (invernos são mais frios e verões são mais quentes) e quando é menor o mais suaves em ambos os Hemisférios. Atualmente a inclinação é de 23,5º. Período: 41.000 anos, variando entre 21,5º e 24,5º. Verões mais frios significa maior permanência de neve e gelo na altas latitudes –feedback positivo: + neve, albedo maior, maior resfriamento.

Ecentricidade: atualmente existe uma diferença de 3% entre a maior aproximação (periélio) e o afélio. Esta diferença na distância significa 6% da insolação entre janeiro e julho. Ciclo: 90.000 a 100.000 anos. Quando a órbita está mais elíptica adif. da insolação é da ordem de 20 a 30% entre jan. e jul.

As concentraAs concentraçõções de CO2 acompanham as mudanes de CO2 acompanham as mudançças climas climááticas da Terraticas da Terra

interinter--glacialglacial

glacialglacial

Anos antes do presenteAnos antes do presente

interinter--glacialglacial

interinter--glacialglacial

interinter--glacialglacial

interinter--glacialglacial

glacialglacial glacialglacial glacialglacial

1mm1m2

1mm de chuva equivale = 1litro de água/m2

Precipitação Média

0

50

100

150

200

250

300

Jane

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Fever

eiro

Março Abri

lMaio

Junh

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Agosto

Setembro

Outubro

Novem

bro

Dezem

bro

Meses do Ano

Pre

cipi

taçã

o

ManausPetrolina (PE)BrasíliaSão José dos CamposSão PauloSão Joaquim (SC)

Temperatura Média

910

1112

131415

161718

19

202122

232425

262728

29

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Agosto

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Meses do Anos

Tem

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ManausPetrolina (PE)BrasíliaSão José dos CamposSão PauloSão Joaquim (SC)

Zonal averaged surface air temperature

Balanço de radiação e o Clima da Terra

77 2323

= 23+3= 23+3=16+15+7=16+15+7= 6= 6

6+38+26 = 706+38+26 = 70

= 30= 30

100 100 –– 30 = 7030 = 70

Resultado de complexas interações entre diversos subsistemas

Fatores que atuam sobre os climas:

•Aquecimento diferencial do globo pela radiação solar;

• Distribuição assimétrica de oceanos e continentes;

• Características topográficas sobre os continentes (relevo);

• Circulação geral da Atmosfera: desempenha papel de destaque na determinação do clima, redistribuem calor, umidade e momentum (quantidade de movimento), diminuindo algumas vezes as diferenças regionais dos elementos climáticos e, outras vezes, acentuando estas diferenças, tais como temperatura e precipitação.

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www.cptec.inpe.br

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BB

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A A AA

AA

AA

A

NASA’s Terra Satellite - Map of Global Land Cover

Ganho de energia nos trópicos e perda nas latitudes mais altas

Assim como a circulação da célula de Hadley, a circulação zonalna região tropical transporta energia das regiões de movimento

ascendente para regiões onde há subsidência.

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Ciclo hidrológico global• Energia do sol que atua sobre o sistema

terrestre: 36% de toda a energia que chega a terra é utilizada para a evaporação da terra e do mar;

• A água evaporada para a atmosfera fica em média dez dias na atmosfera;

• O fluxo sobre a superfície terrestre é positivo, ou seja a precipitação é maior que aevapotranspiração, resultando nas vazões dos rios;

• Nos oceanos o fluxo é negativo, já que ocorre maior evaporação sobre superfícies líquidas do que precipitação

Fluxos

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Áreas, volumes totais e relativos de água dosprincipais reservatórios da Terra

ReservatórioÁrea

(103 km2)Volume

(106 km3)% do Volume

Total% do Volumede água doce

Oceanos 361.300 1.338 97,5 -Subsolo 134,800 23,4 1,7 -

Água doce 10,53 0,76 29,9Umidade do solo 0,016 0,001 0,05Calotas Polares 16.227 24,1 1,74 68,9Antártica 13.980 21,6 1,56 61,7Groenlândia 1.802 2,3 0,17 6,68Ártico 226 0,084 0,006 0,24Geleiras 224 0,041 0,003 0,12Solos gelados 21,000 0,300 0,022 0,86Lagos 2.059 0,176 0,013 0,26Água doce 1.236 0,091 0,007Água salgada 822 0,085 0,006Pântanos 2.683 0,011 0,0008 0,03Calha dos rios 14.880 0,002 0,0002 0,006Biomassa 0,001 0,0001 0,003Vapor atmosfera 0,013 0,001 0,04Totais 1.386 100 -Água doce 35,0 2,53 100

FONTE: Shiklomanov in IHP/UNESCO, 1998

Fonte: Águas Doces no Brasil, Aldo Rebouças, Benedito Braga, José Galizia Tundisi

Áreas, volumes totais e relativos de água dosprincipais reservatórios da Terra

Processos hidrológicos terrestre

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MUDANMUDANÇÇA CLIMA CLIMÁÁTICA refereTICA refere--se a qualquer mudanse a qualquer mudançça do a do clima que ocorra ao longo do tempo em decorrclima que ocorra ao longo do tempo em decorrêência da ncia da variabilidade natural ou da atividade humana.variabilidade natural ou da atividade humana.

JJáá para a Convenpara a Convençãçãoo--Quadro das NaQuadro das Naçõções Unidas sobre es Unidas sobre MudanMudançça do Clima, mudana do Clima, mudançça do clima se refere a uma mudana do clima se refere a uma mudançça a que possa ser atribuque possa ser atribuíída direta ou indiretamente da direta ou indiretamente àà atividade atividade humana e que altere a composihumana e que altere a composiçãção da atmosfera global, sendo o da atmosfera global, sendo adicional adicional àà variabilidade climvariabilidade climáática natural observada ao longo de tica natural observada ao longo de perperííodos comparodos comparááveis de tempo.veis de tempo.

-Variações da luminosidade solar

-Deriva dos continentes (variações de milhares de anos)

-Variações de parâmetros orbitais da Terra

- Aerossóis naturaisSal Marinho 1000 Mton/anoFontes Minerais 500 Mton/anoIncêndios Florestais 35 Mton/ano

-Erupções Vulcânicas

-Fenômenos Climáticos1) El Niño & La Niña2) Furacões3)Tempestades violentas

IPCC 2007 WGI

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CO2

CH4

N2O

37%

148%

18%

The atmospheric concentration of CO2 and CH4 in 2005 exceeds by far the natural range of the last 650,000 years

CO2

CH4

Nota-se que tem operado dentro de certos limitespor centenas de milhares de anos!

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100 0.074±±±±0.01850 0.128±±±±0.026

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Period Rate

Years °°°°/decade

Figure 3.9

Evolução do nível médio do mar desde a erapré-industrial

mm/anomm/anoFonte: IPCC 2007Fonte: IPCC 2007

TendTendêência do nncia do níível mvel méédio do mar entre 1955 e 2003dio do mar entre 1955 e 2003

A cada hora,10,000 pessoas se somam à população

mundial

A cada hora,

4 Milhões de toneladas de CO2 são emitidos

A cada hora,

1,500 hectares de florestas são derrubadas

A cada hora,

3 espécies são extintas(1000 vezes mais rápido do que os processos naturais)

A cada hora,Atividades humanas adicionam 1.7 milhões de Kgnitrogênio reativo às florestas, campos agrícolas e

corpos d’água

Fonte: Steffen et al. 2004

Aquecimento GlobalAquecimento Global-Derretimento da Calota Polar-Nível do mar ����-Inundação das regiões mais baixas-Evaporação nas regiões equatoriais ����

-Sistemas meteorológicos mais ativos (Furacões, Tempestades)- ���� Incidência de doenças tropicais

(Malária,Dengue,Febre Amarela)

CO2 CH4 N2O CFCsConcentraçãoPré-Industrial

280 ppmv 700 ppbv 275 ppbv 0

Concentração 1994 358 ppmv 1720 ppbv 312 ppbv 268 pptvTempo de vida médiona atmosfera (anos)

+100 12 120 12

FONTE Sorvedouro

CO2Queima de combustível fóssilQueima de biomassa (ex.:madeira)

OceanoProcesso de fotossíntese

CH4

Plantação de arrozPântanosEscrementos e Gases de Animais(ex.: Gado)

Queima de biomassa

Reações Químicas naAtmosfera (RadicaisLivres [OH])

N2OFertilizantesQueima de biomassaIndustrias

Reações Químicas naAtmosfera (Fotólise)

CFCs

Gás de refrigeração (ex.: Gás deGeladeira)

SolventesExtintores de Incêndio

Reações Químicas naAtmosfera (Fotólise)

H2O(Vapor)

EvaporaçãoCombustãoTorres de Refrigeração

Formação de NuvensNeblina

Aerossóis

Queima de combustível fóssilVulcõesPoeira do SoloSal MarinhoPlantas

Chuva

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19601960--2005 2005 –– 1,4 ppm por ano1,4 ppm por ano19951995--2005 2005 –– 1,9 ppm por ano1,9 ppm por ano

ConcentraConcentraçãção em 2005: 379 ppmo em 2005: 379 ppm

1Gt = 101Gt = 1099 tt

QUESTÕES- Como o efeito estufa coopera para um planeta terra

habitável.- Por que os gases com maior concentração na atmosfera

não são os mais importantes para questão do efeito estufa.Modulo 1 A Ciencia da Mudanca do Clima

- Como o aumento do desmatamento na região tipo Amazônica poderia mudar drasticamente o ciclo hidrológico?

Marengo J.A.:On the Hydrological Cycle of the Amazon Basin:A historical review and current State-of-the-art, Revista Brasileira de Meteorologia, v.21, n.3a, -19, 2006

Fórum Brasileiro de Mudanças Climáticas

Curso de capacitaçãoMódulo 1 A Ciência da Mudança do Clima

Nome: Gilvan Sampaiogilvan.sampaio@inpe.br

Abril de 2010