O nosso clima futuro: alterações e impactes no Mediterrâneo e em Portugal

O nosso clima futuro: alterações e

impactes no Mediterrâneo e em Portugal

Orador: João Corte-Real

(ASC_ICAAM da Universidade de Évora)

Colaboração: Isilda Menezes Regina Corte-Real

Roteiro?

• Que fazer, que caminhos percorrer, perante a

possibilidade de uma alteração climática à

escala planetária, com impactes negativos nas

escalas regional/local?

• Como sabemos dessa possibilidade?

• Que é o clima? Que tem a ver com o tempo?

• Que é uma alteração climática?

• Como conhecemos o clima futuro?

• Como se avaliam os seus impactes?

• Quais são esses impactes?

Introdução

ÎA atmosfera como componente do

Sistema Climático ou Sistema Terra

ÎMeteorologia

a) Não linear

b) Múltiplas escalas

c) Mecanismos de realimentação

d) Teleconexões

e) Irregular, turbulento ou caótico.

Sensibilidade às condições iniciais.

Processos Fundamentais

1. Advecção

2. Atrito

3. Condução

4. Convecção

5. Transições de Fase da Água

6. Radiação

Processos Radiativos

• Reforço do Efeito de Estufa Natural

• Forçamento Radiativo

Alterações Climáticas

• A “Teoria do Aquecimento Global”

Pode o Homem modificar o

Tempo ou o Clima?

• Alterações na distribuição e intensidade da

precipitação resultantes de alterações na

estabilidade coloidal das nuvens (e.g. inseminação

de nuvens)

• Alterações no balanço radiativo resultantes de

alterações nos aerossóis (e.g. poluição e alteração

da composição da atmosfera).

• Alterações no regime de ventos resultantes de

alterações da rugosidade dos solos ou do albedo

(e.g. substituição de florestas por culturas ou

cidades; incêndios florestais).

• Complicações: n/ linearidade, realimentações e

caos

Estado da Atmosfera

• Composição (concentrações; humidade específica) • Temperatura (T) • Pressão (p) • Velocidade ( ) • Densidade (ρ) V H V V VG = G + G

O TEMPO

• O Tempo (atmosférico; “weather”) é

definido pelo estado instantâneo da

atmosfera.

Estado da Atmosfera

• Observações:

• Superfície: estações meteorológicas,

EMAs

• Altitude: radiosondagens

• Detecção Remota:

• Satélite: geostacionário; órbita polar

• Radar: Tempo e Perfilador

• Meteorologia Sinóptica (escala sinóptica)

• GRUAN (Observações de referência para

Enquadramento Internacional

• Organização Meteorológica Mundial

(OMM)

• Conselho Internacional para a Ciência

(ICSU)

• Painel Intergovernamental para as

Alterações Climáticas (IPCC)

• Centro Europeu de Previsão do Tempo a

Médio Prazo (ECMWF)

• Institutos de Meteorologia

• EUMETSAT

PREVER O TEMPO

Que é prever o tempo?

É determinar os estados futuros da

atmosfera, a partir de um estado

“inicial” conhecido.

É isso possível?

Se sim, como?

PREVER O TEMPO

Prever o tempo: sim, é possível.

Porquê?

Porque as variáveis que definem o

estado instantâneo da atmosfera,

estão ligadas entre si por equações,

que traduzem leis fundamentais da

Física, e que exprimem princípios

globais de conservação (momento

linear, massa, energia, momento

angular).

Como se prevê o tempo?

• No presente, o tempo atmosférico prevê-se,

resolvendo com

o auxílio de computadores

digitais,

o sistema de equações

que resulta,

por aplicação de métodos numéricos

, da

transformação das equações que regem o

comportamento da atmosfera em equações

discretizadas no espaço e no tempo.

• Todos os dias, o Centro Europeu de Previsão

do Tempo a Médio Prazo

(ECMWF),

produz

previsões para dez dias

, à escala global, com

base num estado inicial “observado”,

referente às 12h TUC, do primeiro dia.

As previsões meteorológicas remontam aos finais do século XIX!.

A qualidade das previsões foi melhorando, à medida que a

compreensão dos mecanismos

responsáveis pelo tempo e suas alterações, bem como das escalas envolvidas, foi aumentando,

designadamente:

i) a partir dos anos trinta, com Rossby e a escola de Chicago, a que pertenceram notáveis cientistas da atmosfera;

ii) dos anos 50 com o aparecimento dos computadores digitais; a primeira

previsão numérica do tempo com

sucesso foi realizada na Universidade de

Princeton, por von Neumann, Charney e Fjortoft.

Carta meteorológica do ano de 1978-Instituto Nacional de Meteorologia e Geofísica, Lisboa

Desde quando se fazem previsões meteorológicas?

Que é o Clima?

O conceito de clima, envolve a descrição estatística das

condições meteorológicas (i.e. do tempo atmosférico) durante um intervalo de tempo longo –

convencionalmente de 30 anos. Este tratamento estatístico

permite obter um quadro geral das condições meteorológicas típicas numa dada região do planeta,

durante o período de tempo escolhido. O clima é pois uma

representação conceptual do comportamento estatístico da

atmosfera, i.e. o clima “não está lá fora”! O que “está lá fora” i.e. o

que experimentamos é o Tempo. As grandezas que descrevem o Clima são os elementos de clima

Tempo e clima

Citando Mark Twain:

“Climate is what we expect;

weather is what we get”.

Quais os tipos de clima que existem na Terra?

Existem descrições simplificadas dos climas observados na Terra, que se baseiam em certos critérios seleccionados. Em geral, estes sistemas de classificação categorizam o clima de maneira a caracterizar o

ambiente meteorológico e hídrico de uma região em termos da temperatura e da precipitação.

Um dos mais importantes sistemas de classificação dos climas é o

sistema de Köppen, elaborado em 1918 por Vladimir Köppen da Universidade de Graz, Áustria

Que é o Clima?

O clima é influenciado por diversos

condicionantes, designados por

factores de

clima

, que decorrem da complexidade das

interacções entre os diferentes sistemas

que compõem o nosso Planeta,

da radiação

solar

que nos atinge e aquece,

da radiação

infravermelha emitida

pela própria

Terra

para o espaço, dos

parâmetros orbitais da

Terra

(excentricidade da órbita, inclinação

do eixo de rotação da Terra e precessão do

eixo), da latitude, altitude, da orografia, da

distancia ao mar, do tipo de solo e do

• Qualquer mudança significativa nas estatísticas que definem o clima, representa uma mudança climática, uma variação do clima ou uma alteração do clima.

• Variação natural do clima.

Podemos distinguir entre variações livres e forçadas

do clima.

• A Teoria de Milankovitch (mecânica Newtoniana!) • Variações abruptas do clima e surpresas.

O Clima não tem uma natureza constante;

sabemos que no passado o clima da Terra

esteve sujeito a diversas alterações e que

estas vão continuar a ocorrer no futuro, não

apenas devido a “causas naturais” mas

provavelmente também em consequência da

actividade humana (a designada Alteração

do Clima de Origem Antropogénica, ACC).

Estas alterações podem ter uma influência

profunda no ambiente, nos recursos

Variabilidade Natural do Clima

Causas:

• Evolução do Sol e transparência do meio interplanetário

• Composição química da atmosfera

• Tectónicas de Placas (deriva dos continentes, movimento dos pólos, expansão do fundo

oceânico)

• Diastrofismo (epirogénese, orogénese, compensação isostática)

• Factores astronómicos

• Actividade Solar (manchas solares; variações da “constante” solar)

PER

PER

Í

Í

ODOS DE VARIA

ODOS DE VARIA

Ç

Ç

ÃO DE TEMPERATURA

ÃO DE TEMPERATURA

AQUECIMENTO: +0,37°C

¾

DE 1915-1945

ARREFECIMENTO:- 0,14°C

¾

DE 1945-1978

AQUECIMENTO: +0,32°C

¾

DE 1978-1999

Oscilações Naturais dos Campos

da Temperatura em Portugal

Temperatura média anual

Temperatura máxima média anual

Efeitos do aumento da temperatura média e da variância nos valores extremos da temperatura

Que são Modelos?

Um modelo é uma representação mais ou

menos elaborada da realidade.

Um modelo matemático é um modelo,

tratável por computadores digitais.

A investigação das

Alterações Climáticas

baseia-se nos resultados produzidos por

Principais componentes de um

Modelo de Clima

Exemplos:

HadCM2

HadCM3

HadAM3H

HadGEM

ECHAM5

CCM

ARPÉGE

Modelos de Clima

• Modelos de clima não geram previsões de

clima, mas apenas projecções ou cenários

do clima futuro

• Modelos de clima são PCPnnP!

• Que podemos extrair dos modelos?

Estatísticas!

O Painel Intergovernamental para as Alterações

Climáticas (IPCC) estabeleceu quatro famílias de cenários de emissões, cujas características estão descritas em pormenor no ”Special Report on

Emission Scenarios” (SRES); estas famílias foram designadas por A1, A2, B2 e B1; a família A1 é a que descreve uma evolução baseada na

utilização intensiva de combustíveis fósseis; a família B1 assenta na introdução de tecnologias limpas e eficientes.

Projecção da variação do número de dias consecutivos com temperaturas máximas >25ºC – cenário A2 – Projecto MICE Projecção da variação do número de dias com precipitação intensa – cenário A2 – Projecto MICE

Modelos Regionais de Clima (RCMs)

Os AOGCMs fornecem projecções do clima futuro em escalas relativamente largas e não conseguem captar adequadamente os aspectos ou características regionais e locais, as quais são indispensáveis em estudos de impactos. Além disso, fenómenos extremos como

temperaturas severas, ondas de calor, cheias repentinas, etc, não encontram uma

representação suficientemente adequada nos

AOGCMs, i.e. estes modelos não são capazes de descrever correctamente aquele tipo de

fenómenos nem no que respeita a frequências de ocorrência nem no que se refere à sua

Estas dificuldades só podem ser resolvidas se as projecções globais forem completadas por “detalhe regional”; este pode ser dado utilizando modelos regionais de clima (RCMs).

Exemplos: HadRM3H (descontinuado) HadRM3P ou PRECIS

As condições iniciais e de fronteira (dependentes do tempo) para RCMs são extraídas de AOGCMs ou de AGCMs. A

resolução espacial típica de um RCM é ~ 50 km,

contrastando com a de ~300 Km de um AOGCM, o que permite uma muito melhor representação de ilhas, montanhas, contrastes continente-oceano, nuvens, precipitação, etc…

No clima de 2070 – 2099, sob o

cenário de emissões

A2

:

TEMPERATURA

9 Ondas de calor de maior duração e com

temperaturas mais elevadas do que as verificadas no clima de referência

9 Invernos muito mais curtos

9 Decréscimo muito significativo do número de dias com temperaturas inferiores a 0ºC na Europa do norte

PRECIPITAÇÃO

9 Europa Meridional e Mediterrâneo:

Redução da precipitação no Inverno e secas prolongadas no Verão.

9 Europa Setentrional:

Invernos mais chuvosos e períodos de seca mais frequentes no Verão,

9 Número de episódios de precipitação intensa pode aumentar, quer em valor absoluto, quer em proporção da precipitação total

PRECIPITAÇÃO (cont)

9 Na Europa do norte, mais chuvosa no Inverno, haverá mais dias com precipitação intensa

9 Na Europa do sul, mais seca, uma maior proporção da precipitação total cairá em dias muito chuvosos, embora o número total de dias de precipitação intensa decresça 9 Sobre a maior parte da Europa, espera-se um

aumento de precipitação no Inverno e,

consequentemente, um maior risco de ocorrência de cheias

VENTO

9 No período 2070 – 2099 espera-se, sob os cenários A2 e B2, um decréscimo do número total de

tempestades

9 Espera-se, no entanto, um aumento do número de tempestades severas de Inverno, na Europa ocidental

RECURSOS HÍDRICOS

9 Sob o cenário A2, no futuro (2070 - 2099), cheias, secas e episódios de poluição da água dos rios e

aquíferos, serão provavelmente mais frequentes e mais intensos

9 Os efeitos adversos da alteração climática simulada sob o cenário A2, reflectir-se-ão noutros sectores como:

‰ Agricultura

‰ Produção Hidroeléctrica

‰ Seguros de propriedades e bens imóveis ‰ Saúde

AGRICULTURA

Sob os cenários A2 e B2, no período futuro 2070-2099, espera-se que a agricultura no Mediterrâneo, particularmente no norte de

África, se caracterize por um decréscimo no rendimento de culturas devido a:

9 Redução do período de crescimento do trigo e girassol

9 Ocorrência de fenómenos extremos nos estádios de desenvolvimento

‰Risco mais elevado de “stress” térmico no período de floração ‰Risco mais elevado de chuva durante as sementeiras

‰Chuvadas mais intensas

FLORESTAS

Incêndios nas florestas Mediterrânicas

9 No futuro (2070 - 2099), sob os cenários de

emissões A2 e B2, espera-se um aumento significativo do risco de incêndio, em consequência de:

‰Um maior número de dias quentes e secos ‰Ondas de calor mais prolongadas

‰Alargamento da estação de risco de incêndio

9 O aumento do risco será mais elevado em áreas continentais e montanhosas

ENERGIA

Procura de Energia na Europa

9 Temperaturas mais elevadas podem conduzir ao encerramento de centrais térmicas, devido ao

sobreaquecimento e à falta de água, suficientemente fria, a extrair dos rios, para arrefecimento.

9 Decréscimo no consumo de energia para aquecimento, em Invernos mais suaves

9 Aumento do consumo, para arrefecimento, em verões mais quentes

Procura de Energia na Europa do sul

9 Tendência positiva na procura de energia, em resultado do crescimento económico

9 Pico na procura de energia em Dezembro e Julho e mínimo na Primavera e Outono e em

fins-de-semana/feriados

9 Existe, para cada região, uma temperatura bem definida para a qual a procura de energia é mínima

9 O ciclo sazonal da procura irá variar, em resposta ao aquecimento global, com valores baixos de procura no Inverno e valores elevados no Verão

INDÚSTRIA SEGURADORA

9 Seguros para danos em bens imóveis provocados por tempestades, irão crescer cerca de 15% em 2070 – 2099, sob o cenário A2, se forem tomadas medidas de adaptação

9 Sem medidas de adaptação, o crescimento referido será muito maior

9 Estratégias de adaptação incluem o estabelecimento e definição de limiares críticos acima dos quais não

estarão disponíveis seguros, bem como uma maior

TURISMO

Desportos de Inverno nos Alpes

9 Diminuição da espessura da neve em cerca de 20 -30%, sob o cenário A2

9 A altitude mais sensível àquele decréscimo situa-se abaixo dos 1500 m

9 Por cada aumento de temperatura de 1ºC, haverá uma redução de cerca de duas semanas nos dias favoráveis à prática de ski.

Turismo de Verão no Mediterrâneo

9 Verões mais quentes no norte da Europa suscitarão a procura destas regiões por forma a evitar Verões

demasiados quentes no sul

9 Pelas mesmas razões, as populações do norte da Europa, procurarão férias nas suas regiões

9 Férias no Mediterrâneo serão procuradas de

Desde quando se conhecem estes

impactes?

• Desde os anos 90

• Projectos: Medalus, Popsicle, Wrincle,

Swurve

• Dismed, Desurvey, GeneticLand

• Mice, Prudence, Stardex

Cenários para Portugal

• Temperatura

• Precipitação

• Risco meteorológico de incêndio

florestal

14,69 59,00 Model Reference 15,29 97,43 Model SRES_A2a Stdev Mean 2,74 3,30 Model Reference 3,84 3,67 Model SRES_A2a Stdev Mean

-9.5 -9 -8.5 -8 -7.5 -7 -6.5 -6 37 37.5 38 38.5 39 39.5 40 40.5 41 41.5 42 0.3 0.45 0.6 0.75 0.9 1.05 1.2 1.35 1.5 1.65 1.8 1.95 2.1 2.25 2.4 2.55 2.7 2.85 3 DSR Ratio A2a/Reference

“ALL MODELS ARE WRONG.

SOME ARE USEFUL”

Muito Obrigado!

João Corte-Real jmcr@uevora.pt

http://www.icam.uevora.pt