changes and impacts in the Mediterranean and in Portugal

INTERNATIONAL
ENERGY AGENCY
Sessão Plenária 1 (Parte II)
28 de Maio | 11h20– 12h50
Alterações Climáticas: cenários futuros e a
importância da acção local
Moderador: Fernando Santana, Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade
Nova de Lisboa, Portugal
Alterações climáticas na Europa ao longo do século 21, Ralph Sims,
Agência Internacional de Energia, França
O nosso clima futuro: alterações e impactos no Mediterrâneo e em
Portugal, João Côrte-Real, Universidade de Évora, Portugal
Como tornar as cidades resilientes ao clima, Federica Ranghieri,
Banco Mundial, EUA
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?
SISTEMA CLIMÁTICO OU SISTEMA TERRA
Introdução
ÎA atmosfera como componente do
Sistema Climático ou Sistema Terra
ÎMeteorologia
Complexidade da Atmosfera
a) Não linear
b) Múltiplas escalas
c) Mecanismos de realimentação
d) Teleconexões
e) Irregular, turbulento ou caótico.
Sensibilidade às condições iniciais.
Processos Fundamentais
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Advecção
Atrito
Condução
Convecção
Transições de Fase da Água
Radiação
A origem do movimento
Processos radiativos
Processos Radiativos
• Reforço do Efeito de Estufa Natural
• Forçamento Radiativo
• Sensibilidade Climática
Alterações Climáticas
• A “Teoria do Aquecimento Global”
• O Antropoceno (Paul Crutzen)
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)
G
G
G
• Velocidade ( V = V + V )
H
V
• Densidade (ρ)
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
Clima)
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
Meteorologia Sinóptica
200510110800UTC_MSG1_MSG_IR_PIBERica
Instituto de Meteorologia, imagem do RADAR de Coruche
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.
Desde quando se fazem previsões
meteorológicas?
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 Carta meteorológica do ano de 1978Instituto Nacional de Meteorologia e
computadores digitais; a primeira
Geofísica, Lisboa
previsão numérica do tempo com
sucesso foi realizada na Universidade de
Princeton, por von Neumann, Charney e
Fjortoft.
CLIMA
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
Tempo e clima
fora”! O que “está lá fora” i.e. o
Crédito: Nuno Jorge 2005
que experimentamos é o Tempo.
As grandezas que descrevem o
Clima são os elementos de 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
coberto vegetal.
• 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.
• Haverá apenas um Clima?
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
disponíveis e na vida humana.
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)
• Caos
Variabilidade Recente do Clima
PERÍODOS DE VARIAÇÃO 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
MÉDIA GLOBAL: + 0, 56° C ¾ DE 1850- 1999
Oscilações Naturais dos Campos
da Temperatura em Portugal
• Temperatura do ar
R = 35%
2
14
14
1995
15
1995
1985
1975
1965
1955
1945
2
1985
15
1935
R =3%
1975
17
1925
17
1965
18
1955
LISBOA
1945
LT = 0.8º C/100 anos
1915
10
Tméd (ºC)
15
1905
1895
1985
1975
1965
1955
1945
11
1935
12
1935
16
1925
8
1925
12
1915
13
1915
LT= 0.1º C/100 anos
1905
16
Tméd (ºC)
9
1905
MONTALEGRE
1895
1995
1985
1975
1965
1955
18
1945
1935
1925
1915
1895
Tméd (ºC)
13
1905
1895
1885
1875
1865
1855
Tméd (ºC)
Temperatura média anual
PORTO
LT = 0.8º C/100 anos
2
R = 19%
14
ÉVORA
LT = 0.8º C/100 anos
R = 11%
2
17
16
Temperatura máxima média anual
MONTALEGRE
PORTO
21
17
LT = 1,5º C/100 anos
LT = 0,5º C/100 anos
2
2
16
20
Tmáx (ºC)
15
14
19
18
13
LISBOA
1991
1981
1971
1961
1951
ÉVORA
24
24
y = 2.0º C /100 anos
y = 1.3º C/100 anos
2
R = 47%
2
R = 18%
23
Tmáx (ºC)
22
20
22
21
20
19
18
1991
1981
1971
1961
1951
1941
1931
1921
1911
1901
2001
1991
1981
1971
1961
1951
1941
1931
1921
1911
18
1901
Tmáx (ºC)
1941
1931
1901
1991
1981
1971
1961
1951
1941
1931
1921
1911
1901
1921
17
12
1911
Tmáx (ºC)
R = 37%
R = 3%
Modelos de Clima
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
MODELOS DE CLIMA.
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
intensidade.
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
‰Ondas de calor de maior duração
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-desemana/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
responsabilidade dos utentes em segurar os seus bens.
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
preferência na Primavera e Outono e não no Verão.
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
• Aridez
Mean
Stdev
Model
SRES_A2a
3,67
3,84
Model
Reference
3,30
2,74
Mean
Stdev
Model
SRES_A2a
97,43
15,29
Model
Reference
59,00
14,69
42
41.5
41
40.5
3
2.85
40
2.7
2.55
2.4
39.5
2.25
2.1
39
1.95
1.8
1.65
38.5
1.5
1.35
38
1.2
1.05
0.9
37.5
0.75
0.6
37
0.45
0.3
-9.5
-9
-8.5
-8
-7.5
-7
-6.5
-6
DSR Ratio
A2a/Reference
“ALL MODELS ARE WRONG.
SOME ARE USEFUL”
G. BOX
Universidade de Évora – Pólo da Mitra, Valverde
Muito Obrigado!
João Corte-Real [email protected]
http://www.icam.uevora.pt