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Mudança Climáticas: Riscos urbanos nas grandes metrópoles

Mudanças Climáticas: Riscos urbanos nas grandes metrópoles

O ld M b iOswaldo MassambaniProfessor Titular

Departamento de Ciências AtmosféricasInstituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas

U i id d d Sã P lUniversidade de São [email protected]

massambani @ Controle de Enchentes 2 a 4 de dezembro de 2008


Fatores que influenciam o clima da Terra

FATORES EXTERNOS

É Â


FATORES ATMOSFÉRICOS, OCEÂNICOS, e do SOLO


Espiral das Eras Geológicas



Reconstituição da posição dos continentes de 2,0 bilhões de anos até 100 milhões de anos

Ao londo desse tempo a atmosfera terrestre foi formada a partir de sua constituição com H e


p p çHe – na 1ª. atmosfera, com H2O, CO2, SO2, CO, S2, Cl2, N2, H2, NH3 e CH4 na 2ª. atmosfera e

posteriormente com O2 produzido pelas cianobactérias


Parâmetros orbitais de MILANKOVITCHmatemático sérvio em 1920 – demonstrado em 1975

A Precessão tem duas componentes:

Com a máxima excentricidade, a diferença da radiação solar

• AXIAL –torque dos outros planetascausa um spinning do eixo.

• ELÍPTICA – a órbita elíptica da Terraradiação solar recebida entre o periélio e o afélio é de cerca de 30%

• ELÍPTICA – a órbita elíptica da Terra gira ao redor de um foco.


Sem a Lua a obliquidade da Terra variaria caóticamente, gerando dramáticas variações no clima. Talvez sem nossa Lua a vida poderia não existir na Terra.


Atmosfera neutra da Terra é uma película de gases muito tênue com expessura da ordem de 30 km e muito sensível a

seus processos radiativos !



O SISTEMA CLIMÁTICO TERRESTRE

AGENTES FORÇANTES• Emissions of greenhouse gases and precursors, aerosols and

precursors and biogeochemically active gasesPROCESSOS NATURAISSun orbit volcanoes precursors, and biogeochemically active gases

• Solar irradiance and insolation changes• Land‐cover changes

ATIVIDADES HUMANAS

Sun, orbit, volcanoes

N di i

• Fuel usage• Industrial practices• Agricultural practices

Nonradiative Forcing MUDANÇAS NAS

COMPONENTES DO SISTEMA CLIMÁTICO

• Atmospheric lapse rate

Direct RadiativeForcing Indirect

Radiative Forcing Feedbacks

Societal Impacts

• Atmospheric composition• Evapotranspiration flux

RESPOSTAS CLIMÁTICAS

Temperature precipitation vegetation etc

Forcing FeedbacksImpacts


Temperature, precipitation, vegetation, etc.


O balanço da radiação atmosférica no espectro Visível e no Infra‐vermelho



O Ciclo das Manchas Solares



Mínimo de Maunder



Mudanças climáticas ao longo do tempo

Entre 4.6 bilhões a 2 milhões de anos

• Glaciações no antigo Precambriano, Ordoviciano, Permiano e Pleistocene

• Influência das placas tectônicas, da distribuição terra‐mar e os fatores externos

Últimos 2 milhões de anos

• Aparecimento de grandes geleiras

• Períodos glaciais e interglaciais (incluindo o Holoceno)

• Última grande glaciação 18.000 anos passados – temperatura global cerca de 4 6 C i f i l


a 6 graus C mais fria que a atual


Os ciclos glaciais e o CO2 atmosférico


~20.000 anos


A COBERTURA DE GELO



Essas variações b

Temperatura e CO2 na atmosfera

bruscas sugerem que o clima é muito sensível às forçantes externas e internas.

É evidente a correlação entre o conteúdo de CO2 na

t fatmosfera e a temperatura.

Os dados apontam lique clima segue

uma trajetória não linear com rápidas e dramáticas

d dmudanças quando os níveis dos gases de efeito estufa alcançam um ainda

ã h id t


não conhecido ponto de gatilhamento.


Clima no Holocene Recente

• 1850 ‐ Aquecimento – Revolução Industrial

• 1550 ‐ 1800 Pequena Idade do Gelo II

• 1450 ‐ 1550 Fase de aquecimento

• 1300 ‐ 1450 Pequena Idade do Gelo Iq

• 900 ‐ 1300 Período quente Medieval – Explorações dos Vikings

1 D• 1 a. D

• 9.000 ‐ 6.000 Médio holoceno – período quente (“Climatic Optimum”)

• 11.000 Esfriamento Dryas



Durante a idade do homem (Quaternário – 2 milhões de anos): o clima do planeta apresentou marcantes oscilações

O último período glacial: 18.000 a 20.000 anos• nível do mar: ~100 m mais baixo

E i ã d “ t t t ” i õ• Exposição de “pontes terrestres” → migrações• Geleiras > 3 km de espessura• Retração do gelo: 14.000 anos• Temperatura volta a cair: 11.000 anos (Younger‐Dryas)• O Younger‐Dryas durou 1000 anos• Máximo holoceno: temps. > 1°Cp



O comportamento da temperatura média Global


Courtesy of Dr. Roberta Johnson, UCAR Windows to the Universe


Proxy e as medidas instrumentais



Mais quente do que nos último 2000 anos



As evidências apontam que o PlanetaAs evidências apontam que o Planeta Terra está sofrendo um processo de

d li áti b !!mudança climática brusca !!

DESAFIO !S O

Como prever mudanças futuras ?



A influência humana na atmosfera e clima


O sistema climático experimenta agora um estado sem precedência sobre os últimos 400 a 800.000 anos.


A Concentração do Dióxido de Carbono na atmosfera nos últimos 60.000 anos

385ppm

(Fevereiro de 2007)


Source: University of Berne and National Oceanic and Atmospheric Administration and Mauna Loa Observatory


O CLIMA FUTURO

Fortemente impactado pelo aumento populacional e pelomodelo de desenvolvimento sócio‐econômico



População Mundial



World population: 6.737.637.295

Estimativa da população mundial

p pat August 16, 2007

Source: United Nations,World Population Prospects, The 1998 Revision; and


Source: United Nations, World Population Prospects, The 1998 Revision; and estimates by the Population Reference Bureau.


Modelando a mudança climática: da EMISSÃO ao IMPACTO



Cenários globais e regionais para o desenvolvimento sócio‐econômicoSRES ‐ Special Report on Emissions Scenarios



Descrição Qualitativa dos Cenários SRES



SRES A1:

Um mundo futuro com rápido crescimento econômico, baixo crescimento populacional e rápida introdução de novas e mais eficientes tecnologias. Os temas mais importantes são a economia, a convergência cultural e a construção de capacitações com uma substancial redução das diferenças

i i d d it N d b iregionais da renda per capita. Nesse mundo, as pessoas buscam riquesas pesoais ao invés da qualidade ambiental. Esse cenário A1 se desenvolve em 3 grupos que descrevem direções alternativas para as mudanças tecnológicas no sistema de energia Esses 3 grupos se distinguem por suastecnológicas no sistema de energia. Esses 3 grupos se distinguem por suas ênfases: intensivo em fóssil (A1FI), sem fontes de energia fóssil (A1T), ou um balanço entre as fontes (A1B).

SRES A2:

Ummundo muito heterogêneo Concentra no fortalecimento dasUm mundo muito heterogêneo. Concentra no fortalecimento das identidades culturais regionais. Com ênfase nos valores da família e nas tradições locais, alto crescimento populacional, e menor preocupação com o rápido desenvolvimento econômico


com o rápido desenvolvimento econômico.


SRES B1:

Um mundo convergente com rápidas mudanças nas estruturas econômicas. "desmaterialização" e introdução das tecnologias limpas. A ênfase está nas soluções globais para a sustentabilidade ambiental e social, incluindosoluções globais para a sustentabilidade ambiental e social, incluindo esforços acordados para o rápido desenvolvimento tecnológico, desmaterialização da economia e no aprimoramento da igualdade.

SRES B2:

Um mundo no qual a ênfase está nas soluções locais para a sustentabilidade econômica, social e ambiental. É portanto, um mundo heterogêneo com lenta e diversa mudança tecnológica mas com forte ênfase na iniciativae diversa mudança tecnológica, mas com forte ênfase na iniciativa comunitária, na inovação social para buscar soluções locais ao invés de soluções globais.



As análises da Mudança Climática futura são guiadas por um conjunto de cenários (IPCC‐SRES)

Scenario 1990 2020 2050 2100A1 - Pop(B)GDP ($T)$Rich/$Poor

5.321

16.1

7.4566.4

8.71812.8

8.15291.6

A2 - Pop(B)GDP ($T)$Rich/$Poor

5.321

16.1

8.2419.4

11.3826.6

15.12434.2$ $

B1 - Pop(B)GDP ($T)$Rich/$Poor

5.321

16 1

7.6538 4

8.71363 6

7.03281 8$Rich/$Poor 16.1 8.4 3.6 1.8

B2 - Pop(B)GDP ($T)$Ri h/$P

5.321

16 1

7.6517 7

9.31104 0

10.42353 0


$Rich/$Poor 16.1 7.7 4.0 3.0


O ProblemaPopulação e crescimento econômico gerará crescentes demandas por energia.

As tecnologias de hoje nos levará a(~2000 GT acima do estimado)( )

SolarNuclearEfficient Fossil ElectricAdvanced TransportationEnd Use EfficiencyConventional Biomass

Tecnologias mais avançadas nos levarão a(~500 GT acima do estimado)( 500 GT acima do estimado)

Trajetória necessária para estabilizar Carbono a 550ppm


pp(Carbono Estimado = ~1043 Gigatons)


Simulações da Variação da Temperatura:com e sem efeito antropogênico



Projeções das temperaturas para cenários SRES



Projeções da mudança do padrão da precipitação para o cenário A1B do SRES



Recursos Hídricos: Mudanças na Precipitação

• Causas do aumento da precipitaçãop p ç• Umidade aumentada• Redução das temperaturas de ar superior (desestabilização)

Respostas de modelos • Aumento da frequência de precipitação – mais que a média • Redução dos períodos de retorno para precipitação extrema• Redução dos períodos de retorno para precipitação extrema

(da ordem de um fator 2 – ex. de 20 anos para 10 anos)• Causas do decrescimo da precipitação nos continentes

• T mais autas• Evaporação superficial mais rápida – não balanceada com o

aumento da precipitaçãoaumento da precipitação Respostas de modelos

• Aumento da frequência de ocorrência de longos períodos de


q g psecas


Eventos ExtremosEventos Extremos

Dias Quentes

Dias quentes contínuos

Precipitação

Variância aumentada

Média aumentadaPrecipitação

Precipitação contínua

Ventos / Tempestades

F ê i d R tFrequência de Retorno

Simulações com modelos climáticos sugerem que a Temperatura Média e a Variância aumentarão no clima futuro



VULNERABILIDADE

Variabilidadee Mudança Climática

Respostas Políticas

Eventos Climáticos:

Sêcas Enchentes

ImpactosClimáticos

Sêcas – Enchentes

Vulnerabilidade • Políticas emergenciais

• Políticas de desenvolvimento de

• Biofísica

• Social

Populações com acesso à:d ã úd h bi ã

longo prazo


educação, saúde, saneamento, habitação…


Obrigado!Obrigado!

massambani@usp [email protected]


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