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https://repositorio.inpa.gov.br/handle/1/12969| Título: | Reciclagem de precipitação na Amazônia: clima presente e cenários futuros |
| Autor: | Rocha, Vinícius Machado |
| Orientador: | Correia, Francis Wagner Silva |
| Palavras-chave: | Precipitação Mudanças climáticas |
| Data do documento: | 18-Nov-2016 |
| Editor: | Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA |
| Programa: | Clima e Ambiente - CLIAMB |
| Abstract: | The objective of this work is to assess the spatiotemporal distribution of water budget components and precipitation recycling in the Amazon basin for the present climate, through an observational study using the ECMWF (Era-Interim) reanalysis for period 1980-2005, and impacts in future scenarios using the Eta Regional Climate Model forced by RCP 8.5 emissions scenario from the HadGEM2-ES earth system model. To estimate precipitation recycling were adopted methods based on the atmosphere moisture balance. In general, the observational study with the ECMWF reanalysis showed that, the Amazon basin acts as a sink for atmospheric moisture receiving water vapor transported from the ocean and from precipitation recycled from evapotranspiration by the forest. At the regional scale, the Amazon basin is an important source of water vapor, contributing to precipitation in other remote locations of South America. On average, precipitation recycling in the Amazon basin is 20%, approximately, varying between 10-15% in the northern portion and 40-50% in the southern portion. Thus, 20% of the total rainfall in the basin is derived from local evapotranspiration processes indicating that the local contribution to the total precipitation represents a significant contribution to the regional water budget and plays an important role in the Amazon water cycle. In the Amazon basin, on average, advection processes are more important for precipitation while local evapotranspiration processes play a more important role in the precipitation regime in the southern portion of the basin. Considering the EtaHadGEM2-ES model simulation for the present climate (without the RCP 8.5 emissions scenario), on average, precipitation recycling in the Amazon basin is 22%, with spatial and seasonal variation, and more intense recycling in the southern Amazon (27%). The changes projected for future climate show that the impacts on the water budget components were more significant during the rainy season and southern basin sector, especially at the end of the 21 st century. The positive feedback mechanism is configured during the austral summer and on average annually, i.e., the reduction of moisture convergence (due to change the thermodynamic structure of the atmosphere and regional circulation patterns) and surface evapotranspiration acted in the same way to reduce total precipitation. The negative feedback mechanism is seen during the austral winter, where the reduction of evapotranspiration is partially offset by the increase in moisture convergence, however, not sufficient to offset the reduction in precipitation. The reduction in total precipitation in the Amazon was due to both the decrease of local and advective precipitation, but the advective had a major role due to changes in the regional circulation and moisture transport over the basin. In general, the reduction of precipitation recycling in the Amazon was predicted to be more pronounced in the dry season, reaching 40% at the end of the 21 st century, and was directly influenced by the reduction in surface evaporation, but was primarily driven by enhancing the moisture transport over the basin. However, the change in recycling is higher in the southern Amazon – a reduction of around 50% in the dry season at the end of the century. The results suggest that climate change due to increased greenhouse effects can significantly affect the components of the water budget and precipitation recycling in the Amazon basin, resulting in serious ecological consequences for the biome, such as affecting ecosystem dynamics, reduction in the forest's ability to absorb carbon from the atmosphere, causing the occurrence of extreme events (drought and flooding), increasing the surface temperature, and hence, the frequency and intensity of fires. |
| Resumo: | O presente trabalho tem como objetivo avaliar a distribuição espaço-temporal dos componentes do balanço de água e da reciclagem de precipitação na Amazônia para o clima presente, por meio de um estudo observacional com as reanálises do ECMWF (Era-Interim) no período de 1980 a 2005, e seus impactos em cenários futuros regionalizados a partir do Modelo Climático Regional Eta forçado com o cenário de emissões RCP 8.5 proveniente do modelo do sistema terrestre HadGEM2-ES. Para estimar a reciclagem de precipitação foram utilizados métodos fundamentados no balanço de umidade na atmosfera. De modo geral, o estudo observacional com as reanálises do ECMWF revelou que, a bacia amazônica se comporta como um sumidouro de umidade da atmosfera, recebendo vapor d’água tanto do transporte de origem oceânica quanto da evapotranspiração da floresta por meio do mecanismo de reciclagem. Em escala regional, a Amazônia representa uma importante fonte de umidade para outras regiões da América do Sul, contribuindo para o regime da precipitação em áreas remotas. Na média, a reciclagem de precipitação na Amazônia é de aproximadamente 20%, com valores variando entre 10-15% na porção norte e 40-50% na porção sul. Dessa maneira, do total da precipitação na bacia, cerca de 20% é decorrente do processo de evapotranspiração local; indicando que, a contribuição local para a precipitação total representa um percentual significativo no balanço de água regional e desempenha um papel importante no ciclo hidrológico amazônico. Em média na bacia, a contribuição advectiva é mais importante para a precipitação, enquanto que, na porção sul a evapotranspiração local tem papel importante no regime da precipitação. Considerando a simulação do modelo Eta-HadGEM2-ES para o clima presente (sem o cenário de emissões RCP 8.5), na média, a reciclagem de precipitação na bacia amazônica é de 22%, apresentando variação espacial e sazonal, com maiores valores na Amazônia meridional (27%). As mudanças projetadas para o clima futuro mostram que, os impactos nos componentes do balanço de umidade foram mais significativos durante a estação chuvosa e na porção sul da bacia, sobretudo, no final do século. O mecanismo de retroalimentação positivo foi configurado durante o verão austral e na média anual, isto é, a redução da convergência de umidade (por meio da alteração na estrutura termodinâmica da atmosfera e na circulação regional) e da evapotranspiração agiram no mesmo sentido para reduzir a precipitação total; no entanto, o mecanismo de retroalimentação negativo se estabelece no inverno austral, em que a redução da evapotranspiração é parcialmente compensada pelo aumento da convergência de umidade, porém, não o suficiente para inibir a redução da precipitação. A redução projetada da precipitação total na Amazônia foi decorrente tanto da redução da precipitação de origem local quanto advectiva, sendo que a advectiva teve papel predominante devido às mudanças na circulação regional e no transporte de umidade sobre a bacia. De maneira geral, a redução da reciclagem de precipitação na Amazônia é mais pronunciada na estação seca, atingindo 40% no final do século, sendo diretamente influenciada pela redução da evapotranspiração da superfície, mas, principalmente, pela intensificação do fluxo de umidade sobre a bacia. Contudo, a mudança na reciclagem é maior na Amazônia meridional – redução da ordem de 50% na estação seca no final do século. Os resultados obtidos sugerem que, a mudança do clima devido ao aumento dos gases de efeito estufa pode afetar de forma significativa os componentes do balanço de água e a reciclagem de precipitação na bacia amazônica, implicando em graves consequências ecológicas ao bioma, tais como: afetando a dinâmica dos ecossistemas, reduzindo a capacidade da floresta em absorver o carbono da atmosfera, favorecendo a ocorrência de eventos extremos (secas e enchentes), aumentando a temperatura à superfície e, consequentemente, a frequência e intensidade das queimadas. |
| Aparece nas coleções: | Doutorado - Cliamb |
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