CONEXÕES

Relações entre os compartimentos

� Oceanos = 71% da área da Terra� = 97% da água da Terra

� Capacidade de estocar e redistribuir calor e água em todo o globo através das correntes (moderando eventos extremos).

� Circulação da matéria para longe dos pontos de origem

In: Global Change and the Earth System, IGBP series, 2004

Processos que afetam a distribuição de calor e água nos oceanos

-forçantes externas (ventos)-efeitos da rotação da Terra

-topografia do oceano-salinidade, temperatura,pressão�densidade

-Importância crucial�trocas de água e nutrientes entre a superfície e o fundo do

oceano

CINTURÃO OCEÂNICO (termohalino)

CORRENTES OCEÂNICAS

Ventos�carregam nutrientes do continente para o

oceano. Ex: ferro

�poeira da África chega á região do Caribe. O ferro do material particulado édepositado sobre os recifes de corais fertilizando as algas.

A poeira pode também carregar patógenos que atacam os corais.

�Amazônia� recebe poeira da África, fonte de nutrientes

Poeira da África

� 230 Tg saem da África� 120 Tg são depositados no Oceano

Atlântico� 40 Tg chegam na Amazônia� 30 Tg retornam à África e Europa

Mais conexões����BIOTA

� Fósforo emitido do continente através do intemperismo das rochas�oceano

� Oceano �terra, através dos pássaros e animais migratórios

� Ilha de Naru (O. Pacífico)�o transporte do fósforo é um processo importante para a vegetação local e a química do solo.

� Amazônia �conexão biogeoquímica. A vegetação desenvolveu um modo de repartir o fósforo com a vizinhança.

� Zooplânctons �transporte de carbono. Alimentação e excreção � carbono

orgânico dissolvido �reciclagem de vários elementos.

� TRANSPORTE HIDROLÓGICOO fluxos dos rios ligam terra e mar �maior via pelo qual o carbono e outros materiais são transferidos, permitindo formas de vidas na interface.

Conexões não tão ocultasoceano-atmosfera

� El Niño� Ocorrem: Inundações e queima de

florestas (África, Austrália e América do Sul).

�mudanças no comportamento dos ventos no Oceano Pacífico equatorial, o qual causa mudanças na temperatura da sup. causando ainda mais mudanças no comportamento dos ventos �aquecimento das águas do Pacífico (2 a 4oC) com movimento à América do Sul.

Consequências

� Circulação global � sofre um reajuste

� Chuvas torrenciais na costa do Equador e do Peru

� Chuva no oeste americano e seca no leste

� Secas no nordeste/norte do Brasil, Austrália, Indonésia e sul da África.

In: Global Change and the Earth System, IGBP series, 2004.

verão

inverno

verão

inverno

Emissão de poeira

Oceano

����O deserto de Gobi emite poeira que é transportada para asIlhas

havaianas, há 6000 km de distância, fornecendo fósforopara sustentar a floresta

EMILIANA HUXLEYI

ConexõesClima-química-ecossistemas

CLIMA

QUÍMICA ECOSSISTEMAS

AEROSSÓIS GASES ESTUFA

Emissões

humanas

Emissões humanas

Emissões

humanas

Mudança

No uso da terra

Deposição N

Ozone, UV radiation

Emissões biogênicas

Deposição seca

Oxidantes

O3, HO2

H2O2

Efeito

estufaEmissões diretas

E indiretas

CH4, N2O

O3, CFC

CO2

Queimadas, poeira

Poeira mineral

MUDANÇAS GLOBAIS

� População� Energia� Gases estufa� Aerossóis� O3 troposférico� COV� Camada de ozônio

SUPERPOPULAÇÃO

Superpopulação

� 6 bilhões de seres humanos� 4 vezes mais do que há 1 século

� Últimos 10 anos�1 bilhão de pessoas a mais

� Previsão para 2050� 9 bilhões

UN, World Urbanization Prospects

The 2002 Revision

Livro: O mundo sem nósAlan Weisman (pg 340)

� Cálculo: se todas as mulheres tiverem 1 filho apenas:

1. 2050 → 1 bilhão a menos2. 2075 → 3,5 bilhões3. 2100 → 1,6 bilhão (nível séc XIX)

Climate change refugees?

� Worldwide, nearly 200 million people today live in coastal flood zones that are at risk

� In South Asia alone, the number exceeds 60 million people

� Between 30 to 200 million people at risk of hunger with temperature rises of 2 to 3°C

� 250 to 550 million people with a 3°C warming

� Between 0.7 to 4.4 billion people will experience growing water shortages with a rise of 2°C

Cortesia: Carlos Nobre

ENERGIA

Emissões Anthrópicas de

CO2

Gases Estufa

Vostok (Antarctica): 4 glacial cycles

(Petit et al., 1999)

In: Uma verdade inconveniente,2007

Mudança do clima passado

e futuro

(x1000)

180 ppm

280 ppm

GCP 2001

IPCC 2001

A concentração atmosférica dos gases estufa (CO2, CH4, N2O) está aumentando em resposta às atividades humanas

[Cazenave and Nerem, 2003]

Evidence of Global Climate Warming

� 2004 the 4th warmest year on record� 2005 the warmest year on record� 09 of the 10 warmest years on record in the last decade

Surface Temperature Increase of about 0.7oC since 1900

2005

Cortesia: Carlos Nobre

Cortesia: Guy Brasseur

Linking the Amazon and Tibet?

Snyder, E.A, 2005, submitted J. Climate

Cortesia: Carlos Nobre

Source: Roger Braithwaite,

University of Manchester (UK)

Surface Melt on Greenland Surface Melt on Greenland happening much faster than happening much faster than

expectedexpected

70 meters thinning in 5 years

Satellite-era record melt of 2002 was exceeded in 2005.

Source: Waleed Abdalati, Goddard Space Flight Center

AEROSSÓIS

Importância do estudo dos aerossóis atmosféricos

Importância do estudo dos aerossóis atmosféricos

1. Transporte de materiais não voláteis

2. Espalhamento da radiação da luz visível

3. Formação de nuvens

4. Risco a saúde

Aerosol plume extending from Himalayas to Indian Ocean

MODIS true-color Satellite Image (29/04/02)(From: http://visibleearth.nasa.gov)

Interações Aerossol- Clima

Ciclo hidrológico

químicaTransporte

Aerossóis

Clima da superfície

Ozônio Troposférico

- Ozônio (O3)

Aumento da susceptibilidade àalergias

Causa:

• congestão nasal

• irritação da garganta

• dor de cabeça

• fadiga

• irritação nos olhos

O3 é absorvido pelas folhas das plantas e degrada a clorofila

400 nmol L-1 O3diminui a taxa de fotossíntese das plantas em 40%

Tendência do ozônio troposférico

Data from 9 ozone sonde stations, following Logan, 1999, Figure from IPCC, 2001

Mudanças no ozônio 1990-1995

Pacífico- Ásia América Norte

Europa Ex- USSR

MOZART-2.1, monthly mean, winds of May 1997

ppb

O QUE CONTROLA O O3 NA TROPOSFERA ?

Ozôniotroposférico

Ozônioestratosférico

Transporte

Temperaturaumidade

Emissões(NOx, COV, CO, CH4)

química

NO

NO2

HO2

OHCOVRO2

descargas(NOx)

Deposição(O3, HNO3, NOx, ...)

aerossóis

Fontes urbanas de COV

IMPORTÂNCIA DOSCOMPOSTOS ORGÂNICOS VOLÁTEIS

COV

Importância

1. COV e o smog fotoquímico

Importância

2. COV e a destruição da camada de O3

CF2Cl2 + hν → Cl• + CCLF2•

Cl• + O3 → ClO• + O2

ClO• + O• → Cl• + O2

Importância

3. COV e mudanças climáticas

a. Efeito estufa

COV + NOx � O3

b. Química das nuvens

Importância

3. COV e mudanças climáticas

Importância

3. COV e mudanças climáticas

c. Chuva ácida

Chuva Ácida →→→→ pH < 5

Presença de ácidos fortes

(H2SO4 e HNO3) e ácidos

orgânicos (CH3COOH e

HCOOH) na atmosfera.

Terpenos importância

• Produtos metabolismo das plantas

• Tóxicos para insetos• Feromônios de insetos• Relações alelopáticas

Camada de Ozônio

QUEIMADAS

Queimadas e mudanças globais

QUEIMADAS:50% CO 21% NOx 8% CH4

• 15-18% DO OZÔNIO TROPOSFÉRICO

Impacto das mudanças no clima:• AUMENTO DA FREQUÊNCIA DOS RELÂMPAGOS

QUEIMADAS:50% CO 21% NOx 8% CH4

• 15-18% DO OZÔNIO TROPOSFÉRICO

Impacto das mudanças no clima:• AUMENTO DA FREQUÊNCIA DOS RELÂMPAGOS

Blaustein, A. R. and A. Dobson – Nature, vol.439, pp. 143-144, January, 2006

The Tale of the Disappearing Frogs of Central American Mountains

Pounds, J. A. et al. Nature. Vol. 439, pp.161-167. 2006

Chytridthermal- optimum hypothesis forBatrachochytrium

Catastrophic ape decline in western equatorial Africa

Walsh et al, 2003

Global Change is uneven and unfair not only to humans!

Capa do pólo norte (New Scientist, 2005)

““““O alerta da rã douradaO alerta da rã douradaO alerta da rã douradaO alerta da rã dourada””””

“ Primeira vítima documentada do aquecimento global.”

Marty Crump estudou a espécie por 4 anos e registrou seu desaparecimento

EcossistemasEcossistemas

Desertos na AmazôniaDesertos na AmazôniaExtinExtinçção de espão de espééciescies

Muitos animais terãoMuitos animais terãoque migrarque migrar

A elevaA elevaçção dos maresão dos marespode inundar o pode inundar o úúltimoltimo

refrefúúgio dos gio dos tigrestigres--dede--bengalabengala

na na ÁÁfrica.frica.

TEMPESTADESTEMPESTADES

Danos financeirosDanos financeiroscom tempestadescom tempestades

Furacão Mitch (Honduras Furacão Mitch (Honduras –– 1998)1998)

EvaporaEvaporaçção mais rão mais ráápida pida

aumento da umidade no araumento da umidade no ar

NNíível do marvel do mar

Branqueamento do coralBranqueamento do coral

A elevaA elevaçção da temperatura do marão da temperatura do marmata as algas que dão cor ao coral mata as algas que dão cor ao coral

Branqueamento da Grande barreira de corais australiana.Com o El-Niño de 2002, 90% dos corais morreram e 60% do

complexo foi afetado.

Austrália é o maior poluidor per capita do mundo.

COMO ESTUDAR TANTAS MUDANÇAS ?

MODELOS

Referência

gases estufa

gases estufa e Aerossóis

Observações

Ano

AUMENTO DA TEMPERATURA

Contribuições:

� Dr. Guy Brasseur – NCAR, Boulder, EUA

� Dr. Carlos Nobre – INPE� Muitos outros