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Título: Efeitos da mudança de uso e cobertura do solo e do aumento na concentração de gases de efeito estufa no microclima da região metropolitana de Manaus
Autor: Santos, Yara Luiza Farias dos
Orientador: Veiga, José Augusto Paixão
Coorientador: Correia, Francis Wagner Silva
Palavras-chave: Desflorestamento
Urbanização
Gases de efeito estufa
Dinamica EGO
BRAMS
HadGEM2-ES
Modelagem ambiental
Modelagem climática
Data do documento: 31-Out-2022
Editor: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA
Programa: Clima e Ambiente - CLIAMB
Abstract: The Amazon is one of the most important biomes in Brazil, as much for its immense territorial extension (about 5 million km² (~ 60%) of Brazilian territory), and for its rich biodiversity of fauna and flora. Nevertheless, it performs essential environmental services such as: carbon storage, availability of fresh water, source of moisture for remote regions, among other services. Faced with the need to understand how the change in land use and land cover and the constant increase in greenhouse gases (GHGs) affect the Amazonian climate, the present study sought to elucidate how these factors modify the climate of the Metropolitan Region of Manaus (MRM). For this, the evolution of deforestation and the expansion of urban areas in the MRM for the period from 2017 to 2100 was simulated based on the historical trends of change in land use and land cover. The analysis of these simulations indicated that: 1) if the deforestation rate maintains the historical trend, the MRM may present an increase of around 140% in the deforested area by 2100; 2) the urban area of the MRM may present an increase above 500% by the end of the 21st century. The MRM land use and land cover maps for the years 2017 and 2100 and the current and future climate conditions (RCP 8.5) derived from the global model were used as the initial and boundary conditions of the Regional Climate Model (RCM). The results showed that changes in land use and land cover produced local changes in the components of the radiation and energy balance, in surface temperature and in the spatial pattern of precipitation. Analyzing the influence of these variables on the daily cycle of two different areas (one that suffered urban expansion and the other that suffered an increase in deforestation) it was noticed that the daily cycle of precipitation increased after the time of maximum precipitation (at 14:00 local time) over the urban area. The increase in GHGs produced significant changes in the components of the radiation and energy balances resulting in a positive surface temperature anomaly (~ 10 °C) and a strong negative precipitation anomaly (~ 50%). These results were slightly intensified in the experiment that combines the increase in the concentration of greenhouse gases with the change in land use and land cover. In conclusion, it was found that the microclimate of the RMM is more sensitive to the increase in GHGs than to the local change in land use and land cover. The results of this study show that the change in land use and cover, in a relatively small region when compared to the total area of the Amazon basin, slightly modifies the surface radiation balance, precipitation and temperature on a local scale. In contrast, the climate of the RMM is significantly affected by the increase in GHGs. Our results can help in the implementation of strategic and development policies in the municipalities that are part of the RMM to minimize such effects.
Resumo: A Amazônia é um dos biomas mais importante do Brasil, tanto por sua imensa extensão territorial (cerca de 5 milhões de km² (~ 60%) do território brasileiro), quanto por sua rica biodiversidade de fauna e flora. Não obstante, desempenha serviços ambientais essenciais tais como: armazenamento de carbono, disponibilidade de água doce, fonte de umidade para regiões remotas, entre outros serviços. Diante da necessidade de entender como a mudança de uso e cobertura do solo e o aumento constante de gases de efeito estufa (GEEs) afetam o clima amazônico, o presente estudo buscou elucidar como esses fatores modificam o clima da Região Metropolitana de Manaus (RMM). Para isso, simulou-se a evolução do desmatamento e da expansão de áreas urbanas na RMM para o período de 2017 a 2100 a partir das tendências históricas de mudança de uso e cobertura do solo. A análise destas simulações indicou que: 1) se o ritmo de desmatamento mantiver a tendência histórica, a RMM poderá apresentar aumento de cerca de 140% de área desmatada até 2100; 2) a área urbana da RMM poderá apresentar aumento acima de 500% até o final do século XXI. Os mapas de uso e cobertura do solo da RMM para os anos de 2017 e 2100 e as condições de clima atual e futuro (RCP 8.5) oriundas do modelo global foram usados como condições iniciais e de contorno do Modelo Climático Regional (MCR). Os resultados mostraram que as alterações no uso e cobertura do solo produziram mudanças locais nos componentes do balanço de radiação e energia, na temperatura a superfície e no padrão espacial da precipitação. Analisando a influência destas variáveis no ciclo diário de duas áreas distintas (uma que sofreu expansão urbana e outra que sofreu aumento do desmatamento), notou-se que o ciclo diário da precipitação aumentou após o horário de máxima precipitação (às 14:00 horário local) sobre a área urbana. O aumento dos GEEs produziu mudanças significativas nos componentes dos balanços de radiação e energia resultando em anomalia positiva de temperatura a superfície (~ 10 °C) e forte anomalia negativa da precipitação (~ 50%). Esses resultados foram levemente intensificados no experimento que combina o aumento da concentração de gases de efeito estufa com a mudança de uso e cobertura do solo. Como conclusão, verificou-se que o microclima da RMM é mais sensível ao aumento dos GEEs do que à mudança local de uso e cobertura do solo. Os resultados deste estudo mostram que a mudança de uso e cobertura do solo, em uma região relativamente pequena quando comparada a área total da bacia Amazônia, modifica ligeiramente o saldo de radiação à superfície, a precipitação e a temperatura em escala local. Por outro lado, o clima da RMM é significativamente afetado com o aumento dos GEEs. Nossos resultados podem auxiliar na implementação de políticas estratégicas e de desenvolvimento nos municípios que fazem parte da RMM para minimizar tais efeitos.
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