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EXPERIMENTOS NUM~RICOS CONSIDERANDO OS EFEITOS CLIMÂTICOS
CAUSADOS POR ALTERAÇÕES NA SUPERFíCIE DA TERRA
Sérgio Henrique Franchito e Vadlamudi Brahamananda Rao
Instituto de Pesquisas Espaciais
C.P. 515, 12201 são José dos Campos - SP
RESUMO
Um modelo estatístico-dinâmico média zonal, global, que
inclui mecanismos de bio-realimentação, é desenvolvido com a finalidade de realizar experimentos numéricos referentes aos efeitos climáticos causados por alterações na superfície da terra,
tais como desmatamento, desertificação e irrigação. Os resultados mostram que a mudança na evapotranspiração é o efeito dominante, em relação à alteração no albedo da superfície da terra,
em regular as mudanças na temperatura da superfície. Mostram,
ainda, que as variações são menores no Hemisfério Sul,
fato
explicado pela menor fração de terra neste hemisfério.
1. INTRODUÇÃO
Um grande esforço em modelagem climática tem sido dedicado
à parametrização dos mecanismos de realimentação que ligam o estado da superfície aos processos atmosféricos (bio-realimentação). O uso de um modelo que inclui tal parametrização pode ser
útil para testar muitas espécies de mudanças climáticas tanto as
de origem natural como as causadas intencionalmente. Neste trabalho é apresentado um modelo numérico que incorpora tal mecanismo de bio-realimentação para investigar os efeitos climáticos
causados por alterações no estado da superfície da terra.
2. O MODELO
O modelo desenvolvido é global, de equações primitivas,
considerando a atmosfera média zonal e incluindo a parametrização da bio-realimentação. As equações do modelo são semelhantes
às de Taylor (1980), mas com a inclusão do aquecimento devido à
liberação de calor latente, do resfriamento devido à evaporação
e da condução de calor para sub-superfície, que não foram considerados por Taylor. O método para parametrizar o mecanismo de
bio-realimentação é o proposto por Gutman et ale (1984), onde o
estado geobotânico, caracterizado pelo albedo da superfície da
terra e pela disponibilidade de água, é dependente do índice radiativo de seca, definido como a razão entre o balanço de radiação anual e a precipitação anual. As parametrizações para o Hemisfério Norte são as mesmas sugeridas por Gutman et al., enquanto para o Hemisfério Sul são deduzidas novas parametrizações, as quais encontram-se descritas emFranchito (1989).
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3. OS EXPERIMENTOS
Os experimentos realizados consideram as situações de desmatamento, desertificação e irrigação. Os casos de desmatamento
e desertificação simulam modificações no estado da superfície
devido à destruição da vegetação causadas, por exemplo, por
excessivo cultivo da terra em zonas tropicais e semi-áridas,
respectivamente. O caso de irrigação simula o efeito no clima
causado por irrigação persistente num cinturão de latitudes caracterizado por deserto. Em cada experimento uma perturbação no
albedo da superfície da terra e na disponibilidade de água (uma
perturbação diferente é especificada em cada experimento)
é
imposta nos cinturões de latitude centrados em 50 N e 50 S
(desmatamento), em l50 N e l50 S (desertificação) e em 250 N e 250 S
(irrigação). A extensão de cada cinturão é de 100 de latitude.
4. RESULTADOS E DISCUSSOES
Os resultados são analisados em termos da diferença entre o
experimento com
perturbação e
o experimento de controle
(simulação da média anual).
Os experimentos de desmatamento e desertificação apresentaram resultados qualitativamente semelhantes: houve uma diminuição no saldo de radiação à superfície, na evapotranspiração
(Figura 1) e na precipitação
(Figura 2). Houve, ainda, um
aumento na temperatura da superfície (Figura 3). No caso do experimento de irrigação as variações foram opostas: ocorreram um
aumento no saldo de radiação à superfície, na evapotranspiração
e na precipitação (Figura 4) e uma diminuição na temperatura da
superfície (Figura 5).
Em todos os experimentos ficou evidenciado que a mudança na
evapotranspiração é o efeito dominante, em relação à alteração
no albedo da superfície da terra, em regular as mudanças na temperatura da superfície. Ainda, notou-se que as mudanças foram
menores no Hemisfério Sul, o que pode ser explicado pela menor
fração de terra existente neste hemisfério.
REFER~NCIAS
BIBLIOGRÂFICAS
FRANCHITO, S.H.
média zonal.
Experimentos numéricos com modelos climáticos
Tese de Doutorado, INPE, 1989.
GUTMAN, G.i OHRING, G.i JOSEPH J.H.
Interaction between the
geobotanic state and climate: a suggested approach and a test
with a zonal modele
Journal of the Atmospheric Sciences,
i!:2663-2678, 1984.
TAYLOR, K.E. The roles of mean meridional motions and largescale eddies in zonally averaged circulations. Journal of
the Atmospheric Sciences, 12:1-19, 1980.
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temperatura da superfície média zonal nos experimentos de desmatamento (linha contínua) e de desertificação (linha tracejada).
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precipitação (linha contínua) e na evapotranspiração (linha
tracejada) médias zonais no experimento de irrigação .
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Fig. 5 - Mudança (experimento com perturbação menos controle) na
temperatura da superfície média zonal no experimento de
irrigação.