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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
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Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA
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.
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.
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