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Factores climáticos e pressões antropogénicas efeitos na qualidade da água da Ria de Aveiro Marta Rodrigues* (LNEC/DHA) Anabela Oliveira (LNEC/DHA) Henrique Queiroga (UA) Vanda Brotas (FCUL) André B. Fortunato (LNEC/DHA) Lisboa, 23 de Março de 2012

Factores climáticos e pressões antropogénicas efeitos …jornadas2012.lnec.pt/pdfs/23Marco_MartaRodrigues.pdf · Factores climáticos e pressões antropogénicas – efeitos na

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Factores climáticos e

pressões antropogénicas –

efeitos na qualidade da água

da Ria de Aveiro

Marta Rodrigues* (LNEC/DHA)

Anabela Oliveira (LNEC/DHA)

Henrique Queiroga (UA)

Vanda Brotas (FCUL)

André B. Fortunato (LNEC/DHA)

Lisboa, 23 de Março de 2012

2

> Enquadramento

> Abordagem Integrada

> Dados Históricos

> Trabalho de Campo

> Modelação Numérica

Descrição do Modelo

Domínio de Estudo

Hidrodinâmica

Variabilidade Diurna

Variabilidade Sazonal

Cenários Futuros

> Considerações Finais

Tópicos

3

Enquadramento

http://www.waikato.govt.nz/

ESTUÁRIOS e ZONAS COSTEIRAS

Importância ambiental,

económica e social

Aumento das pressões nos

ecossistemas estuarinos

Valo

res e

Fu

nçõ

es

Pre

ssõ

es e

Am

ea

ça

s

Gestã

o

Legislação (e.g. DQA),

planos de gestão, …

Monitorização

Modelos Numéricos … In

str

um

en

tos

4

Ria de Aveiro

CMA

> Pressões antropogénicas têm

contribuído para a degradação

da qualidade da água

> Estudos baseados unicamente

em dados

> Uso integrado de dados e

modelos numéricos permite

avaliar diferentes cenários,

estudar tendências futuras e

apoiar a gestão integrada

Enquadramento

5

Abordagem Integrada

Analisar os efeitos dos factores climáticos e das

acções antropogénicas qualidade da água da

Ria de Aveiro

Trabalho de

Campo e

Experimental

Modelação Numérica

de Elevada

Resolução

Análise de Dados

Históricos

Vari

ab

ilid

ad

e n

atu

ral

do

sis

tem

a

e r

esp

osta

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ltera

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alte

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clim

átic

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es

an

trop

og

én

icas

Validação

Compreensão dos

Processos

6

Dados Históricos

Hipoxia

> Situações de hipoxia a montante:

1992 – entrada em funcionamento do

tratamento secundário da indústria do papel

inverno - caudal fluvial promove a renovação

da água

7

Trabalho de Campo

> Campanhas no canal de Mira:

Medição de salinidade,

temperatura, níveis,

correntes e colheita de água

para análise em laboratório

de nutrientes e clorofila a

Caracterização das

afluências

Campanhas de 24 horas, em

2009 e 2010

EB

EM1

EM3

EM2

8

Modelação Numérica

Modelo de

Contaminação

Fecal

Modelo de

Campo

Próximo

Modelo

Hidrodinâmico –

SELFE

Modelo Ecológico –

ECO-SELFE

Directiva Quadro da Água:

- Parâmetros físico-

químicos (incluindo

oxigénio dissolvido)

- Fitoplâncton

Directiva das Águas

Balneares:

- E. coli

- Enterococus

9

Modelação Numérica - Modelo Ecológico

Zooplâncton

Fitoplâncton

Bacterioplâncton

Matéria Orgânica Dissolvida

Matéria Orgânica Particulada

Nutrientes Inorgânicos

Carbono Inorgânico Dissolvido

Oxigénio Dissolvido

Carência Química de Oxigénio

Variáveis Ecológicas

10

Aplicação na Ria de Aveiro

> Malhas não estruturadas – representação

adequada de domínios complexos

Modelação Numérica

11

> Malha horizontal da Ria de

Aveiro: 31000 nós

> Malha horizontal do canal

de Mira: 13000 nós

> Malha vertical: 7 níveis

> Período de simulação: 1

ano

> Variáveis ecológicas: 25

> Validação do modelo e

simulação de 15 cenários

Malha

– canal

de Mira

Modelação Numérica

Utilização de computação em paralelo e do

cluster de elevado desempenho MEDUSA

12

Hidrodinâmica

> Velocidade da corrente:

EMA ~ 0.2 m s-1

EM3

EB

EM2

EM1

> Níveis:

EMA ~ 10 cm

Modelação Numérica

13

Salinidade Temperatura (ºC)

Modelação Numérica - Hidrodinâmica

> Representação adequada da salinidade e temperatura a diferentes

escalas temporais e espaciais

0

5

10

15

20

25

30

35

10

12

14

16

18

20

22

24

Jusante Montante

14

Variabilidade

Diurna –

Variáveis

Ecológicas

> Variação longitudinal –

montante/jusante

15

> Variação no ciclo de

maré

Diurnal Variability – Ecological Tracers

16

Variabilidade Sazonal –

Variáveis Ecológicas

> Clorofila a:

- concentrações mais

elevadas a montante e

na primavera

- diferenças ~ 1-2 mg/l

> Oxigénio Dissolvido:

- concentrações mais

elevadas no inverno

- diferenças ~ 1 mg/l

17

Cenários Futuros

Modelação Numérica

Cenários

Alterações

Climáticas

Subida do nível do mar

(0.28 m e 0.42 m)

Subida da temperatura do ar (cenários SRES A2 e

B2, variação sazonal)

Variação nos regimes de precipitação (cenários

SRES A2 e B2, variação sazonal)

Acções

Antropogénicas

Dragagens na Ria de Aveiro

Construção de uma marina no canal de Mira

Descarga de nutrientes no canal de Mira

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Modelação Numérica – Cenários Futuros – Resultados Preliminares

Primavera Verão Outono Inverno

+2.2ºC

Tem

pera

tura

do

ar

Pre

cip

itação

+6.1ºC +3.8ºC +2.2ºC

-3% -40% -13% +20%

> Variação da clorofila a em relação ao cenário de referência (%)

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> Abordagem integrada que combina trabalho de

campo e modelação numérica

> Trabalho de campo nas componentes físicas

e bio-químicas

> Modelação numérica de elevada resolução,

possível pela utilização da computação em

paralelo e do cluster MEDUSA

> Análise dos resultados sugere uma influência

combinada dos factores climáticos e

antropogénicos na qualidade da água da Ria de

Aveiro – a considerar no desenvolvimento de

planos de gestão

Considerações Finais

Factores climáticos e pressões

antropogénicas – efeitos na qualidade da

água da Ria de Aveiro

Obrigada! [email protected]

Agradecimentos

- Bolsa de Doutoramento SFRH/BD/41033/2007

- Projecto G-Cast - GRID/GRI/81733/2006

Trabalho de campo e laboratorial: M. Guerreiro, A. Azevedo,

X. Bertin, A. Nahon, N. Bruneau, A. Ré, R. Marques, A.

Pereira, B. Silva, S. Tavares, J. Carvalho, J. Dias, S. Plecha, T.

Diniz, C. Sá e F. Santos.

Dados atmosféricos: Prof.ª Maria Dolores Manso

- Projecto BGEM - Towards operational forecasting of

ecosystem dynamics: benchmarking and grid-enabling of

an ecological model