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Apresentação exibida pela pesquisadora do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), Chou Sin Chan, durante o 3º Workshop do projeto Brasil 20º40°: Cenários e Alternativas para mudança do clima, realizado nos dias 25 e 26 de novembro, na sede da SAE, em Brasília (DF). Saiba mais: http://ow.ly/FBgeX
Citation preview
CENÁRIOS DE MUDANÇAS CLIMÁTICAS:REGIONALIZAÇÃO(‘downscaling’)
Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação - MCTIInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE
Chou Sin Chan
[email protected]+55-12-3186-8424 1
Agradecimentos: ao MCTI pelo apoio financeiro através dos recursos GEF (UNDP BRA/05/G31),a SAE da Presidência da República pelo apoio financeiro. ao Martin Juckes do BADC pelos dados do HadGEM2-ES,a Seita Emori e Tokuta Yokohata do NIES pelos dados MIROC5INPE pela infraestrutura
A força tarefa:André Lyra, Caroline Mourão, Claudine Dereczynski, Isabel Pilotto, Jorge Gomes, Josiane
Bustamante, Priscila Tavares, Adan Silva, Daniela Carneiro, Diego Campos , Diego Chagas, Gracielle Siqueira, Gustavo Sueiro
2
1961-1990 simulations
using Eta Model forced by HadCM3 historical 4-member runs
(Chou et al 2012, CliDyn)
HadCM3 ~ 300 km
Eta – 40 km
Em estudos de impactos,
vulnerabilidade e adaptação, é
adequado empregar maior
detalhamento que os modelos
globais pois estes estudos têm
caráter local.
Os modelos atmosféricos
regionais provem o
detalhamento do modelo global
(‘downscaling’) para um
determinado período de tempo
e para uma determinada região.
High, mid, low, unperturbed2
Cenário A1B (AR4)
3
Development of regional future
climate change scenarios in South
America using the Eta - HadCM3
climate change projections:
Climatology and regional analyses
for the Amazon, São Francisco
and and the Parana River Basins
(Marengo et al 2012, CliDyn)
DJF
JJA
DJF
JJA
2010-40 2041-70 2071-2100
H I
J K L
G
A B C
D E F
A-F: Precipitação P (%)
G-L: Temperatura do ar (oC)
Cenário A1B, 4 membros
3
1. Em geral, foram introduzidas melhorias nos modelos globais que acrescentaram processosimportantes para mudanças climáticas, como ciclos biogeoquímicos (“Earth System Model”);
2. A simulação da temperatura da superfície melhorou com correlaçãp espacial de 0.99; e a correlação da precipitação passou de 0.77 em AR4 para 0.82 em AR5;
3. Inclusão de mais cenários de emissão e de modelos globais climáticos;
4. Possibilidade de considerar mais incertezas.
PORQUE GERAR NOVAS SIMULAÇÕES DE MUDANÇAS CLIMÁTICAS?
0
2
4
6
8
10
12
J F M A M J J A S O N D
TSA
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
J F M A M J J A S O N D
TSACMIP5 CMIP3
CMIP5CMIP3
RMSEPRECIP
Avaliação do ciclo anual da precipitação período 1980-1999 de 44 modelos do AR5.4
5
Novos cenários
&
Desenvolvimentos do Modelo Eta
5
Total anthropogenic radiative forcing IS92a (SAR), SRES (TAR/AR4), RCP (AR5)
See Fig.1.15 in AR5
RCP
8.5
RCP
6.0
RCP
4.5
RCP
2.6
RCP – “Representative Concentration Pathway”
RCP8.5
Hatching: changes
are “small”
compared with
internal variability
(less than one
standard deviation of
internal variability
Stippling: changes
are “large” compared
with internal
variability, and >90%
of models agree on
sign of change
Stippling: changes
are “large” compared
with internal variability
(greater than two
standard deviations of
internal variability),
and at least 90% of
models agree on sign
of change
From Fig. SPM.7(b)
Signal-to-noise
ratio is high
Signal-to-noise
ratio is low
How large is the projected change
compared with internal variability?
PROJEÇÕES DO IPCC AR5
TEMP
CHUVA
8
9
NOVA ESTRATÉGIA DE DOWNSCALING
apoio da SAE e do MCTI via PNUD
1. HadGEM2-ES2. BESM3. MIROC5
1. RCP 4.52. RCP 8.5
Eta – 20 km
Aumento da resolução dos modelos globais;
Aumento da resolução do modelo regional Eta
- 3 modelos globais- 2 cenários de emissão
Eta – 20 km
9
Modelo Eta
Características (Chou et al, 2014, AJCC)
•Convection: 1. Betts-Miller-Janjic scheme,
• Stratiform rain: 1. Zhao scheme
• Turbulence: Mellor Yamada 2.5, MO surface layer, Paulson functions• Radiation: GFDL package• Land surface scheme:
•NOAH scheme, 4 soil layers,• L.B.C.
• OAGCM, • Initial soil moisture :monthly climatology• Initial albedo: seasonal climatology•Changes in calculations of Ps, fluxes over ocean, 10-m winds.
• Domains•Most part of South America•Southeast Brazil•Northeast Brazil
• Resolution: 40 km/38 layers; •15km/50 layers;• 5km/50 layers NH
• Grid-point model•Arakawa E grid and Lorenz grid
• Refined Eta vertical coordi (Mesinger, 1984; Mesinger et al 2012)•Prognostic variables: T, q, u, v, ps, TKE, cloud water/ice, hydrometeors•Time integration:
•2 level, split-explicit•Adjustmet: forward-backward
•Horiz.Advection: first forward andthen centered
•Vert Advection: Piecewise Linear Scheme > finite-volume Model
10
11
200 km
20 km
Modelo climático global
Modelo climáticoregional Eta - INPE
GRADE DOS MODELOS
12
NOVO DOWNSCALING
Eta/HadGEM2-ES
HadGEM2-ES: Hadley Centre, Grã Bretanha1.875°x1.250° , 38 níveis, 1/3 graus nos trópicos e 1 grau em latitudes maiores que 30N/S no oceano, 40 níveis; vegetação dinâmica TRIFFID (Collins et al 2008; Martin et al 2011)
OBS (CRU)
Eta/HadGEM
Precipitação média 1961-1990 (mm/dia)
DJF MAM JJA SON
NOVO DOWNSCALING
Eta/MIROC5
MIROC5: Univ. of Tokyo, National Institute for Environmental Studies, e Japan Agency for Marine-Earth Science and TechnologyT85 (aprox. 156 km) , 40 níveis, 1.4o lat x 0.5-1.4o lon no oceano COCO 4.5, 50 níveisWatanabe et al 2010
OBS (CRU)
Eta/MIROC5
Precipitação média 1961-1990 (mm/dia)
SONJJAMAMDJF
13
NOVO DOWNSCALING
Eta/BESM 2.3.1
BESM: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, BrasilT62 (aprox. 250 km x 250 km) , 28 níveis, ¼ grau no oceano MOM4, 50 níveisNobre et al., 2013
OBS (CRU)
Eta/BESM
Precipitação média 1961-1990 (mm/dia)
SONJJAMAMDJF
14
15
PROJEÇÕES REGIONALIZADAS
pelo Modelo Eta dos cenários de
mudanças climáticas globais de
MIROC5 e HadGEM2-ES
RCP4.5 e RCP 8.5
Chou et al., 2014 a,b, American Journal of Climate Change
15
16
TEMPERATURA
16
PROJEÇÕES FUTURAS de Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (RCP 4.5 e RCP 8.5)DIFERENÇA entre climas futuros e presente 1961-1990 DJF
20
11
-20
40
20
41
-20
70
20
71
-20
99
Eta HG2-ES RCP45 Eta HG2-ES RCP85 Eta MIROC5 RCP45 Eta MIROC5 RCP85
TEMP
20
11
-20
40
20
41
-20
70
20
71
-20
99
PROJEÇÕES FUTURAS de Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (RCP 4.5 e RCP 8.5)DIFERENÇA entre climas futuros e presente 1961-1990 MAM
Eta HG2-ES RCP45 Eta HG2-ES RCP85 Eta MIROC5 RCP45 Eta MIROC5 RCP85
TEMP
20
11
-20
40
20
41
-20
70
20
71
-20
99
PROJEÇÕES FUTURAS de Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (RCP 4.5 e RCP 8.5)DIFERENÇA entre climas futuros e presente 1961-1990 JJA
Eta HG2-ES RCP45 Eta HG2-ES RCP85 Eta MIROC5 RCP45 Eta MIROC5 RCP85
TEMP
20
11
-20
40
20
41
-20
70
20
71
-20
99
PROJEÇÕES FUTURAS de Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (RCP 4.5 e RCP 8.5)DIFERENÇA entre climas futuros e presente 1961-1990 SON
Eta HG2-ES RCP45 Eta HG2-ES RCP85 Eta MIROC5 RCP45 Eta MIROC5 RCP85
TEMP
21
RESUMO TEMPERATURA
21
Projeta-se aquecimento para todo o continente, em todos cenários de emissão.
Intervalos de MUDANÇAS MÁX e MÍN projetadaspara TEMPERATURA em 3 timeslices futuros,
extraídos de 4 membros: Eta-HadGEM2-ES 4.5 e 8.5, Eta-MIROC5 4.5 e 8.5
MÍN
Os máximos de aquecimento se localizam naregião Centro-Oeste, em todas estações do ano.
Este máximos de aquecimento se estendempara as regiões Norte, Nodeste e Sudeste atéo final do século XXI.
Estes máximos de aquecimento médio no final do século podem variar entre cerca de 2oC a 8oC. .
2011-2040
VERÃO - DJF
22
MÁX
2041-2070
2071-2100
Intervalos de MUDANÇAS MÁX e MÍN projetadaspara TEMPERATURA em 3 timeslices futuros,
extraídos de 4 membros: Eta-HadGEM2-ES 4.5 e 8.5, Eta-MIROC5 4.5 e 8.5
MÍN
2011-2040
OUTONO - MAM
23
MÁX
2041-2070
2071-2100
Conclusões semelhantes ao verão, com mudanças ligeiramente menores.
Intervalos de MUDANÇAS MÁX e MÍN projetadaspara TEMPERATURA em 3 timeslices futuros,
extraídos de 4 membros: Eta-HadGEM2-ES 4.5 e 8.5, Eta-MIROC5 4.5 e 8.5
MÍN
2011-2040
INVERNO - JJA
24
MÁX
2041-2070
2071-2100
Aquecimento menos intenso nas latitudes médias devido a passagens das frentes frias oufrontogeneses mais frequente.
Intervalos de MUDANÇAS MÁX e MÍN projetadaspara TEMPERATURA em 3 timeslices futuros,
extraídos de 4 membros: Eta-HadGEM2-ES 4.5 e 8.5, Eta-MIROC5 4.5 e 8.5
MÍN
2011-2040
PRIMAVERA - SON
25
MÁX
2041-2070
2071-2100
Semelhanças com verão
26
Temperatura (°C) de 1961-2100 para os dois cenários de emissão e regionalização de doismodelos globais.
O aumento da variabilidade interanual(amplitude da variação de um ano para outro) nas últimas décadas em relação à variabilidade do presente, em especial nasregiões Norte (Amazônia) e Centro-Sul .
[A idéia é destacar que a diferença entre máximos e mínimosse amplificam. As setas verdes tentam mostrar o tamanhodas amplitudes.]
No verão na região NO, o aumento de temperatura projetado para até o final do século é de cerca 3 a 8 ° Celsius.
Na região Centro-Sul do país o aumento é de cerca de 1 grau a 8 °C
O Nordeste apresenta menores taxas de aquecimento nestas projeções, de cerca de 2 a 6 °C.
NO
NEB
CS
VERÃO - DJF
Tem
pe
ratu
ra (°
C)
Tem
per
atu
ra (
°C)
Tem
per
atu
ra (
°C)
1961 2100
27
PRECIPITAÇÃO
20
11
-20
40
20
41
-20
70
20
71
-20
99
PROJEÇÕES FUTURAS de Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (RCP 4.5 e RCP 8.5)DIFERENÇA entre climas futuros e presente 1961-1990 DJF
Eta HG2-ES RCP45 Eta HG2-ES RCP85 Eta MIROC5 RCP45 Eta MIROC5 RCP85
PRECIP
20
11
-20
40
20
41
-20
70
20
71
-20
99
PROJEÇÕES FUTURAS de Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (RCP 4.5 e RCP 8.5)DIFERENÇA entre climas futuros e presente 1961-1990 MAM
Eta HG2-ES RCP45 Eta HG2-ES RCP85 Eta MIROC5 RCP45 Eta MIROC5 RCP85
PRECIP
20
11
-20
40
20
41
-20
70
20
71
-20
99
PROJEÇÕES FUTURAS de Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (RCP 4.5 e RCP 8.5)DIFERENÇA entre climas futuros e presente 1961-1990 JJA
Eta HG2-ES RCP45 Eta HG2-ES RCP85 Eta MIROC5 RCP45 Eta MIROC5 RCP85
PRECIP
20
11
-20
40
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-20
99
PROJEÇÕES FUTURAS de Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (RCP 4.5 e RCP 8.5)DIFERENÇA entre climas futuros e presente 1961-1990 SON
Eta HG2-ES RCP45 Eta HG2-ES RCP85 Eta MIROC5 RCP45 Eta MIROC5 RCP85
PRECIP
32
RESUMO
PRECIPITAÇÃO
MÍN
2011-2040
VERÃO - DJF
33
MÁX
2041-2070
2071-2100
Intervalos de MUDANÇAS MÁX e MÍN projetadaspara PRECIPITAÇÃO em 3 timeslices futuros,
extraídos de 4 membros: Eta-HadGEM2-ES 4.5 e 8.5, Eta-MIROC5 4.5 e 8.5
Projeta-se redução das chuvas no período chuvoso(verão) na maior parte do país, com máximos de redução nas regiões Centro-Oeste e Sudeste do País.
A redução das chuvas em relação ao clima presente(1961-1990) é projetada para todos os timeslicesfuturos.
A redução se apresenta mais intensa nos primeiros 30 anos, menos intensa de 2040-2070, e volta se tornarbastante intensa nos últimos 30 anos.
A área de máxima redução se expande para Norte (Amazônia) até o final do século.
No verão, projeta-se aumento das chuvas na parte nordeste do Nordeste Brasileiro.
MÍN
2011-2040
OUTONO - MAM
34
MÁX
2041-2070
2071-2100
Intervalos de MUDANÇAS MÁX e MÍN projetadaspara PRECIPITAÇÃO em 3 timeslices futuros,
extraídos de 4 membros: Eta-HadGEM2-ES 4.5 e 8.5, Eta-MIROC5 4.5 e 8.5
Projeta-se redução das chuvas na região Norte do país.
MÍN
2011-2040
INVERNO - JJA
35
MÁX
2041-2070
2071-2100
Intervalos de MUDANÇAS MÁX e MÍN projetadaspara PRECIPITAÇÃO em 3 timeslices futuros,
extraídos de 4 membros: Eta-HadGEM2-ES 4.5 e 8.5, Eta-MIROC5 4.5 e 8.5
As projeções indicam redução das chuvas no inverno (JJA) no litoral leste do Nordeste, ondecostuma ocorrer inundação e deslizamento.
Projeta-se redução das chuvas na parte norteda região Norte do país.
MÍN
2011-2040
PRIMAVERA - SON
36
MÁX
2041-2070
2071-2100
Intervalos de MUDANÇAS MÁX e MÍN projetadaspara PRECIPITAÇÃO em 3 timeslices futuros,
extraídos de 4 membros: Eta-HadGEM2-ES 4.5 e 8.5, Eta-MIROC5 4.5 e 8.5
Projeta-se aumento das chuvas na região Sul do Brasil nos vários cenários. O aumento das chuvasocorrem mais destacadamente no verão (DJF) e naprimavera (SON), sobre a região Sul, chegando a alcançar a parte sul do Sudeste do Brasil.
O aumento das chuvas ocorre desde 2011-2040 e se intensifica até o final do século.
Máximo de redução das chuvas ocorre naregião NO.
Precipitação (mm/dia) de 1961-2100 para os dois cenários de emissão e regionalização de dois modelos globais.
Aumento da variabilidadeinteranual das chuvas no períodochuvoso (DJF) nas três regiões:Norte, Nordeste e Centro-Sul.
NO
NEB
CS
37
VERÃO - DJF
Pre
cip
itaç
ão (
mm
/dia
)P
reci
pit
ação
(m
m/d
ia)
Pre
cip
itaç
ão (
mm
/dia
)
Projeta-se longos períodos de redução e de aumento da precipitação na região Centro-Sul
A região Sudeste do país é uma região de transição, cujo regime dechuva depende fortemente da banda chuvosa, durante o verão.Se esta banda se posicionar mais ao norte ou mais ao sul, poderesultar em anomalias positivas ou negativas de chuva, gerandodificuldades na simulação para a região.
A incerteza das projeções climáticas para essa região é grande. Éconhecida como região de baixa previsibilidade climática.
38
39
CICLO ANUAL
39
40
PROJEÇÕES FUTURAS DO CICLO ANUAL DA TEMPERATURA
Eta-HadGEM2-ES , Eta-MIROC5 – RCP 4.5 e RCP 8.5
NO NE S/SE
NO NE S/SE
4.5
8.5
41
PROJEÇÕES FUTURAS DO CICLO ANUAL DA PRECIPITAÇÃO
Eta-HadGEM2-ES e Eta-MIROC5 – RCP 4.5 e RCP 8.5
NO NES/SE
NO NES/SE
RCP 4.5
RCP 8.5
42
VENTOS
a 100 metros de altitude
42
43
2011-2040
2041-2070
2071-2100
DJF MAM JJA SONV100mRCP 8.5
Intensificação dos ventos a 100m,principalmente no verão DJF
44
EXTREMOS CLIMÁTICOS
44
45
DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIA DAS TEMPERATURAS
Eta-HadGEM2-ES , Eta-MIROC5 – RCP 4.5 e RCP 8.5
NO NE S/SE
RCP 4.5
RCP 8.5
NO NE S/SE
46
DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIA DAS TEMPERATURAS
Eta-HadGEM2-ES , Eta-MIROC5 – RCP 4.5 e RCP 8.5
NO NE S/SE
NO NE S/SE
RCP 4.5
RCP 8.5 Destaque para os extremos
47
DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIA DAS CHUVAS
Eta-HadGEM2-ES , Eta-MIROC5 – RCP 4.5 e RCP 8.5
NO S/SENE
NO NE S/SE
RCP 4.5
RCP 8.5
48
DISTRIBUIÇÃO DE FREQUÊNCIA DAS CHUVAS
Eta-HadGEM2-ES , Eta-MIROC5 – RCP 4.5 e RCP 8.5
NO S/SE
NO NE S/SE
RCP 4.5
RCP 8.5
NE
49
PROJEÇÕES FUTURAS 2011-2040
Eta/HadGEM2-ES – RCP 8.5
TENDÊNCIA DOS INDICADORES DE EXTREMOS CLIMÁTICOS
PRCPTOT CDD RX5DAY
TN10p TX90p WSDI 49
50
ALTÍSSIMA RESOLUÇÃO
Eta-5km
50
DOWNSCALING DINÂMICO COM O MODELO ETA EM ALTÍSSIMA RESOLUÇÃO (5 KM) : Second level nesting
Eta – 20 km
Eta – 20 km
MAP of SE
Eta – 5 km
HadGEM2-ES, historical
Higher resolution for local impact studies
Modelo Eta desenvolvido no INPE
Poucos países (Japão, GB e agora Brasil) têmmodelo capaz de gerar projeções em altíssimaresolução (modo não-hidrostático para integrações multidecadais).
TOPOGRAFIA (m)
Região Metropolitana de São Paulo
CLIMA PRESENTE: Eta-5km – HadGEM2-ESPrecipitação Mensal (mm/dia)
DJF
JJA
Obs. CMORPH 8km Eta-HadGEM2ES 20km Eta-HadGEM2ES 5km
Período: CMORPH - 1998 a 2013 Eta - 1990 a 2005
Detalhamento do padrãoespecial das chuvas
Ausência de detalhes mesmo emalguns dados observacionais de alta resolução.
0 20 40 60 8010Kilometers
µ
202435
202435
303678
303678
404920
404920
506163
506163
72
27
63
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72
27
63
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73
38
83
2
73
38
83
2
74
50
02
7
74
50
02
7
Elaboração cartográfica : João Paulo Macieira Barbosa - 2008.
Fontes: mapa da malha muncipal do Estado de São Paulo - IBGE (1:500.000). Cartas
Projeção Cartográfica UTM - SAD69
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!!F4-036
F4-019
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F4-029
F4-043
F4-034
F4-030
F4-027
F3-002
E3-142
E3-114
E3-041
E3-040
F3-005
E3-038
E2-054
E2-009
E2-055
E2-122
E2-116
E1-006
D1-005
D1-003
E2-046
D1-001mm de chuva
277 - 299
299 - 316
316 - 339
339 - 369
369 - 408
408 - 461
461 - 530
530 - 622
622 - 743
743 - 903
0 20 40 60 8010Kilometers
µ
202435
202435
303678
303678
404920
404920
506163
506163
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7
Elaboração cartográfica : João Paulo Macieira Barbosa - 2008.
Fontes: mapa da malha muncipal do Estado de São Paulo - IBGE (1:500.000). Cartas
Projeção Cartográfica UTM - SAD69
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F4-019
F4-005
F4-028
F4-029
F4-043
F4-034
F4-030
F4-027
F3-002
E3-142
E3-114
E3-041
E3-040
F3-005
E3-038
E2-054
E2-009
E2-055
E2-122
E2-116
E1-006
D1-005
D1-003
E2-046
D1-001mm de chuva
92 - 120
120 - 140
140 - 170
170 - 210
210 - 240
240 - 280
280 - 330
330 - 380
380 - 430
430 - 490
0 20 40 60 8010Kilometers
µ
202435
202435
303678
303678
404920
404920
506163
506163
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Elaboração cartográfica : João Paulo Macieira Barbosa - 2008.
Fontes: mapa da malha muncipal do Estado de São Paulo - IBGE (1:500.000). Cartas
Projeção Cartográfica UTM - SAD69
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!!F4-036
F4-019
F4-005
F4-028
F4-029
F4-043
F4-034
F4-030
F4-027
F3-002
E3-142
E3-114
E3-041
E3-040
F3-005
E3-038
E2-054
E2-009
E2-055
E2-122
E2-116
E1-006
D1-005
D1-003
E2-046
D1-001mm de chuva
276 - 316
316 - 352
352 - 392
392 - 439
439 - 493
493 - 555
555 - 626
626 - 708
708 - 802
802 - 910
0 20 40 60 8010Kilometers
µ
202435
202435
303678
303678
404920
404920
506163
506163
72
27
63
7
72
27
63
7
73
38
83
2
73
38
83
2
74
50
02
7
74
50
02
7
Elaboração cartográfica : João Paulo Macieira Barbosa - 2008.
Fontes: mapa da malha muncipal do Estado de São Paulo - IBGE (1:500.000). Cartas
Projeção Cartográfica UTM - SAD69
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!!F4-036
F4-019
F4-005
F4-028
F4-029
F4-043
F4-034
F4-030
F4-027
F3-002
E3-142
E3-114
E3-041
E3-040
F3-005
E3-038
E2-054
E2-009
E2-055
E2-122
E2-116
E1-006
D1-005
D1-003
E2-046
D1-001mm de chuva
540 - 581
581 - 613
613 - 637
637 - 668
668 - 709
709 - 762
762 - 830
830 - 919
919 - 1.030
1.030 - 1.180
Figura 15d. Distribuição dos totais pluviométricos (mm) médios para overão para o período de 30 anos.
Figura 15c. Distribuição dos totais pluviométricos (mm) médios para o outono no período de 30 anos.
Figura 15b. Distribuição dos totais pluviométricos (mm) médios para oinverno no período de 30 anos.
Figura 15a. Distribuição dos totais pluviométricos (mm) médios para a primavera no período de 30 anos.
J.P.M Barbosa, 2008
DJF MAM
JJA SON
Detalhes presents em algunsdados observacionais locais
DJF
JJA
Obs. CRU 50km
Eta-HadGEM2ES 20km
Eta-HadGEM2ES 5km
Período: 1961 a 1990
CLIMA PRESENTE: Eta-5km – HadGEM2-ESTemperatura a 2 metros (oC)
Mais detalhes, concorda melhorcom observações
CLIMA FUTURO (2011-2040): Eta-5km – HadGEM2-ES - RCP 8.5TEMPERATURA (oC)
Clima Presente (1961- 1990) Clima Futuro(2011-2040) Diferença (Futuro-Presente)
DJF
JJA
Clima Presente (1961- 1990) Clima Futuro(2011-2040) Diferença (Futuro-Presente)
CLIMA FUTURO (2011-2040): Eta-5km – HadGEM2-ES - RCP 8.5Precipitação Mensal (mm/dia)
DJF
JJA
58
Exemplos de avaliação dos Impactos
das mudanças climáticas em alguns
setores
58
ESTUDOS DE IMPACTOS EM PRODUÇÃO DE CAFÉ, EM MEGACIDADES
Domínio Eta 20km
Domínio Eta 5 km
café
-Café depende de altitude-Municípios têm escala de poucas dezenas de quilômetros
60
Campinas Mococa
Ex.: Remoção de erros sistemáticos baseado no período de 1986-1990
N° médio de dias da floração e maturação do café baseado no acúmulo de graus dias (GD)
Ciclo do café de vida reduzido em relação ao presente. Resende et al. 2010
Cálculo de Graus Dias para identificar o estádio da planta. GD= (Tmax+Tmin)/2 - Tbase
Exemplo de Impacto na produtividade agrícola em cenário A1B.
A1B
61
Avaliação dos recursos hídricos na bacia do Rio Grande
Dados do modelo Eta:
Variáveis de saída das simulações do Modelo Eta > Modelo hidrológico > projeção de vazões – avaliação de aumento ou redução em relação ao clima presnte.
Viola et al., 2014, in IJOC
CUIDADOS
1. 360 dias/ano; 365 dia/ano; 365-6 dias/ano;
2. Não há calendário, integrações iniciadas em cerca de 1800;
3. Tratar propriedades estatísticas das variáveis;
4. Necessidade de avaliação das simulações para cada aplicação;
5. Valores dos modelos não são pontuais;
6. Evaporação deve ser obtido a partir da variável CLSF (Fluxo de Calor Latente);
7. Fluxos de calor latente e calor sensível têm sinal negativo da superfície para atmosfera;
8. Fluxos (de radiação, de calor (latente, sensivel, etc) são valores médios no interval de tempo;
9. Evapotranspiração potencial não é evaporação;
62
Solicitação de Dados
64
CONTATO SETOR STATUS
Eduardo Martins Recursos Hídricos Finalizado
André Lucena Energia Finalizado
Giampaolo Pellegrino Agricultura Finalizado
Wilson Cabral Infraestrutura Costeira e Urbana Finalizado
José Feres Saúde Finalizado
Denise de Souza Transportes Pendente*
Paula Bennati CNI Finalizado
Karen Cope MMA Finalizado
Edson Domingues CEDEPLAR Finalizado
Lineu Rodrigues Embrapa Finalizado
Marcos Wrege Embrapa Finalizado
RESUMO
* Solicitação não chegou a ser definida
CONTATO SETOR STATUS
Eduardo Martins Recursos Hídricos / SAE - FUNCEME Finalizado
Solicitação:
Modelo Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (Historical, RCP4.5 e RCP8.5) 20 km
Frequência 3h, diária e mensal
Domínio América do Sul
Formato Binário simples
Variáveis (22) Pressão à Superfície, Temperatura a 2 m, Temperatura Máxima, Temperatura Mínima, Temperatura do Ponto de Orvalho, Componente Zonal e Meridional do Vento a 10 m, Precipitação Acumulada, Fluxo de Calor Latente à Superfície, Fluxo de Calor Sensível à Superfície, Fluxo de Calor no Solo, Temperatura à Superfície, Temperatura do Solo a 0.1 m e 0.4 m, Runoff e RunoffSubterrâneo, Evapotranspiração Potencial, Radiação de Onda Curta e Longa Incidente na Superfície, Radiação de Onda Curta e Longa Excedente e Albedo.
CONTATO SETOR STATUS
André Lucena Energia / COPPE - UFRJ Finalizado
Solicitação:
Modelo Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (Historical, RCP4.5 e RCP8.5) 20 km
Frequência 3h, diária e mensal
Domínio Brasil e pontos isolados
Formato Binário simples e textual
Variáveis (7) Temperatura a 2 m, Temperatura Máxima, Temperatura Mínima, Componente Zonal e Meridional e Magnitude do Vento a 100 m e Precipitação Acumulada.
CONTATO SETOR STATUS
Giampaolo Pellegrino Agricultura / Embrapa Finalizado
Solicitação:
Modelo Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (Historical, RCP4.5 e RCP8.5) 20 km
Frequência diária e mensal
Domínio América do Sul
Formato Binário simples e textual
Variáveis (9) Temperatura a 2 m, Temperatura Máxima, Temperatura Mínima, Temperatura do Ponto de Orvalho, Componente Zonal e Meridional do Vento a 10 m, Precipitação Acumulada, Radiação de Onda Curta e Longa Incidente na Superfície.
CONTATO SETOR STATUS
Wilson Cabral Infraestrutura Costeira e Urbana / ITA Finalizado
Solicitação:
Modelo Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (Historical, RCP4.5 e RCP8.5) 20 km
Frequência 3h e diária
DomínioSão Paulo, Rio de Janeiro, Recife, Fortaleza e Salvador (+ 200km ao redor)
Formato Textual
Variáveis (2) Temperatura a 2 m e Precipitação Acumulada.
CONTATO SETOR STATUS
José Feres Saúde / IPEA Finalizado
Solicitação:
Modelo Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (Historical, RCP4.5 e RCP8.5) 20 km
Frequência 3h e diária
Domínio América do Sul
Formato Textual (CSV)
Variáveis (5) Temperatura Máxima, Temperatura Mínima, Precipitação Acumulada, Umidade do Solo a 0.1 m e Umidade Relativa.
CONTATO SETOR STATUS
Paula Bennati CNI Finalizado
Solicitação:
Modelo Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (Historical, RCP4.5 e RCP8.5) 20 km
Frequência diária
Domínio Brasil
Formato Textual
Variáveis (7) Temperatura a 2 m, Temperatura Máxima, Temperatura Mínima, Precipitação Acumulada, Temperatura à Superfície e Temperatura do Solo a 0.1 m e 0.4 m.
CONTATO SETOR STATUS
Karen Cope MMA Finalizado
Solicitação:
ModeloEta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (Historical, RCP4.5 e RCP8.5) 20 km e Eta Eta HadGEM2-ES (Historical e RCP8.5) 5 km
Frequência mensal
Domínio Brasil
Formato Textual
Variáveis (12) Temperatura Máxima, Temperatura Mínima, Componente Zonal e Meridional do Vento a 10 m, Precipitação Acumulada, Fluxo de Calor Latente à Superfície, Umidade do Solo a 0.1 e 0.4 m, Temperatura à Superfície, Temperatura do Solo a 0.1 e 0.4 m e Runoff.
CONTATO SETOR STATUS
Edson Domingues CEDEPLAR / UFMG Finalizado
Solicitação:
Modelo Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (Historical, RCP4.5 e RCP8.5) 20 km
Frequência mensal
Domínio Brasil
Formato Textual
Variáveis (2) Temperatura a 2 m e Precipitação Acumulada.
CONTATO SETOR STATUS
Marcos Wrege Embrapa Finalizado
Solicitação:
Modelo Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (Historical, RCP4.5 e RCP8.5) 20 km
Frequência mensal
Domínio Brasil
Formato Textual
Variáveis (22) Temperatura a 2 m, Temperatura do Ponto de Orvalho, Componente Zonal e Meridional do Vento a 10 m, Precipitação Acumulada, Fluxo de Calor Latente à Superfície, Fluxo de Calor Sensível à Superfície, Fluxo de Calor no Solo, Temperatura à Superfície, Temperatura e Umidade do Solo a 0.1 m e 0.4 m, Umidade Disponível no Solo, Runoff e Runoff Subterrâneo, Evapotranspiração Potencial, Umidade Relativa a 2 m, Radiação de Onda Curta e Longa Incidente na Superfície, Radiação de Onda Curta e Longa Emergente e Albedo.
CONTATO SETOR STATUS
Lineu Rodrigues Embrapa Finalizado
Solicitação:
Modelo Eta HadGEM2-ES, Eta MIROC5 (Historical, RCP4.5 e RCP8.5) 20 km
Frequência 3 h
Domínio Brasil
Formato Textual (CSV)
Variáveis (6) Temperatura a 2 m, Temperatura Máxima, Temperatura Mínima, Precipitação Acumulada, Evapotranspiração Potencial e Umidade Relativa a 2 m.
NOVOS CENÁRIOS USADOS NO IPCC AR5
Integrated AssessmentModels( IA Models )Land use included
RCP - Representative Concentration Pathway
76
O espaço é dividido em CAIXASdefinidas por grades horizontais e níveis verticais.
Em cada caixa a atmosfera é homogênea e é suficiente conhecer o valor em 1 ponto da caixa.
GRADE DOS MODELOS
77Temperatura, vento, umidade, pressão, chuva, etc.
300 km ~ 200 km
Variáveis pós-processadas do Modelo Eta (34)
USSL - Umidade do Solo Cont. 0.1 m 0-1
UZRS - Umidade do Solo Cont. 0.4 m 0-1
SMAV - Umidade do Solo Disponível 0-1RNOF - Runoff a Superfície 3h kg/m²/s
RNSG - Runoff subterraneo 3h kg/m²/s
EVPP - Evapotransp potencial a spf m
LWNV - Fração de Nuvens Baixas 0-1MDNV - Fração de Nuvens Médias 0-1HINV - Fração de Nuvens Altas 0-1OCIS - Rad de onda curta inc a spf W/m²
OLIS - Rad de onda longa inc a spf W/m²
OCES - Rad de onda curta emerg a spf W/m²
OLES - Rad de onda longa emerg a spf W/m²
ROCE - Rad de onda curta emerg TOA W/m²
ROLE - Rad de onda longa emerg TOA W/m²
ALBE - Albedo de Superfície 0-1CAPE - CAPE J/kgAGPL - Água Precipitável mmZGEO 20 Altura Geopotencial mUVEL 20 Vento Zonal m/sVVEL 20 Vento Meridional m/sTEMP 20 Temperatura KUMRL 20 Umidade Relativa %OMEG 20 Omega hPa/sUMES 20 Umidade Específica kg/kg
Variável Descrição Unid.PSLM - Pressão no Nível Médio do Mar hPa
PSLC - Pressão a Superfície hPaTP2M - Temperatura do ar a 2m KMXTP - Temperatura Máxima das 3h K
MNTP - Temperatura Mínima das 3h K
DP2M-
Temperatura do ponto de orvalho a 2 m
K
U10M - U 10 m m/sV10M - V 10 m m/sU100 - U 100 m m/sV100 - V 100 m m/sPREC - Precipitação Total 3 h mPRCV - Precipitação Convectiva 3 h m
PRGE - Precipitação de microfísica 3 h m
NEVE - Neve acumulada em 3 h mCLSF - Fluxo de Calor Latente a spf W/m²
CSSF - Fluxo de Calor Sensível a spf W/m²
GHFL - Fluxo de Calor no solo W/m²
TSFC - Temperatura da Superfície K
TGSC - Temperatura do Solo 0.1 m K
TGRZ - Temperatura do Solo 0.4 m K
78
Arquivos de saída em binario simples
3h/3h: Eta_HG2ES_Hist_20km1960010100+YYYYMMDDHH_2D: 132481 arquivos binários2.6 TB
6h/6h: Eta_HG2ES_Hist_20km1960010100+YYYYMMDDHH_3D: 64241 arquivos binários4.7 TB
TOTAL cada conjunto de 30 anos : 7.3 TB
Variável Arquivos Nº Arquivos Unidade
PRECEta_HG2ES_Hist_20km_Prec_1960010100_2D.bin
…Eta_HG2ES_Hist_20km_Prec_2005010100_2D.bin
13248169 GB
mm/3 horas
PRECEta_HG2ES_Hist_20km_Prec_Diaria_19600101.bin
…Eta_HG2ES_Hist_20km_Prec_Diaria_20051230.bin
165608,6 GB
mm/dia
TP2MMXTPMNTP
Eta_HG2ES_Hist_20km_Temp_1960010100_2D.bin…
Eta_HG2ES_Hist_20km_Temp_2005010100_2D.bin
132481205 GB
K
TP2MMXTPMNTP
Eta_HG2ES_Hist_20km_Temp_Diaria_19600101.bin…
Eta_HG2ES_Hist_20km_Temp_Diaria_20051230.bin
1656026 GB
K
79
Arquivos de saída em TXT - precipitação
80
Projeções para América do Sul a partir de 42 modelos globais, RCP 4.5 (IPCC, 2013)
DJFTemperatura
NEBAMZ
2016-2035
2046-2065
2081-2100
25% 50% 75%
81
ONDJFMPrecipitação
NEBAMZ
2016-2035
2046-2065
2081-2100
25% 50% 75%
Projeções para América do Sul a partir de 42 modelos globais, RCP 4.5 (IPCC, 2013)
82
83
TEMPERATURA MÉDIA EM CADA REGIÃO DE 1961-2100
Eta-HadGEM2-ES e Eta-MIROC5 – RCP 4.5 e RCP 8.5
NO NE S/SE
NO NE S/SE
DJF
JJA
1961 2100
84
PRECIPITAÇÃO MÉDIA DE 1961-2100
Eta-HadGEM2-ES e Eta-MIROC5 – RCP 4.5 e RCP 8.5
JJA
DJF
NO NE S/SE
NE S/SENO