Desde o início dos anos 2000 modelos acoplados oceano-atmosfera-biosfera são desenvolvidos pelo Hadley Centre for Climate Research and Prediction, no Reino Unido, pelo Instituto Pierre Simon de Laplace et IPSLU da Universidade de Paris, na França. Cox et al. (2000) executou o modelo de vegetação Triffid (DGVM) juntamente com o modelo oceânico do Modelo de Circulação Geral (GCM) Hadley Centre, HadCM3LC, de forma experimental o ciclo interativo de carbono em um futuro cenário de emissão. Eles encontraram uma grande retroalimentação (feedback) carbono-clima, causada em especial pelo aumento decomposição do solo em latitudes médias, em resposta ao aquecimento futuro, mas também deviddo ao "dieback", da floresta Amazônica (Betts et al, 2004;. Cox et al, 2004.) devido tanto ao aquecimento futuro como pela seca. Dufresne et al.(2002) usaram o modelo GCM IPSL e o modelo ciclo carbono-terra SLAVE para realizar uma análise semelhante e encontraram um feedback de carbono-clima muito menor e, portanto, um dieback menor da floresta amazônica.
As projeções para uma mudança futura do clima a partir do modelo do Hadley Centre mostram que um aumento na concentração de gases de efeito estufa na atmosfera provoca alterações na vegetação, tais que a Amazônia pode se tornar uma savana até 2050, e a região se tornará mais seca, mais quente e grande parte da umidade vinda do Atlântico tropical, que normalmente produz chuvas na região, não vai encontrar o ambiente para condensar acima da vegetação de savana em 2050, e o fluxo de ar úmido se moverá a sudeste da América do Sul produzindo mais precipitação nessas regiões.
Portanto, após 2050, a Bacia Amazônica se comportaria como uma "fonte de umidade e de carbono", em vez de sorvedouro no clima atual de CO2 (Cox et al., 2000,2004; Betts et al., 2004;. Huntingford et al., 2004). Este assunto tem sido discutido também no GT2 (Grupo de Trabalho) do IPCC (IPCC 2007), onde é sugerido que, em meados do século, aumentos na temperatura e a diminuição associada da água no solo são projetados para levar a gradual substituição da floresta tropical por savana no leste da Amazônia. Há um risco de perda significativa de biodiversidade através da extinção de espécies na Amazônia e em muitas áreas tropicais da América Latina.
Em sinergia com as mudanças na umidade e fluxos de carbono, devido às mudanças no clima, conseqüência do aumento da temperatura do ar e concentração de gases estufa, há uma projeção pelo modelo HadCM3 de diminuição da cobertura florestal (Betts et al., 2004). A partir de 2020 as mudanças serão mais intensas e a partir de 2050 a área coberta por árvores na Amazônia norte e central começa a diminuir. Estas mudanças são consequências do futuro simulado devido a alterações climáticas e não devido ao desmatamento direto das atividades humanas. A seca e o die-back começam no nordeste da floresta Amazônica e die-back se espalha para o sul e oeste ao longo do tempo, com o
Rosemary Vieira Sistemas Naturais e Geografia UFF/2011
impacto importante nos ecossistema da Amazônia e Nordeste do Brasil. No entanto, deve-se considerar as incertezas nestas simulações do modelo.
Quando se usa o modelo de vegetação aplicando as projeções de mudanças climáticas do IPCC AR4 (Salazar et al., 2007), especialmente aquelas para a última metade do Século 21, quando o aquecimento é mais intenso, os diferentes modelos simulam diferentes tipos de vegetação, e, em alguns deles, especialmente no HadCM3 e nos MIROC, a vegetação amazônica aparece sendo substituída por savana, enquanto a caatinga, no Nordeste do Brasil será substituída pela vegetação tipo árida. Na realidade, isso implicaria que o clima do futuro, mais quente/seco ou mais quente/úmido como simulado a partir de alguns modelos, afetaria o equilíbrio de água e produzia ressecamento do solo e do ar perto da superfície por meio de grande evapotranspiração (induzida por grandes anomalias positivas de temperatura). Assim, este novo clima não comportaria a floresta tropical, e novos tipos de vegetação apareceriam, semelhante ao atual tipo de vegetação de savana, que requer menos água. Nova vegetação implicaria novas taxas de reciclagem e, portanto, o sistema de feedbacks da nova vegetação reduziria as chuvas na região, afetando o clima regional, na Amazônia e fora dela. Deve ficar claro que o aquecimento é o principal motor dos modelos de vegetação.
Quando se usa modelos dinâmicos da vegetação, todos eles forçados com as condições globais do HadCM3 e com cada um dos modelos de vegetação representando o ciclo do carbono, diferentemente, o TRI simula um die-back mais forte da Amazônia, com vegetação substituída por plantas herbáceas, enquanto o LPJ simula apenas um die-back moderado da Amazônia. Em ambos os experimentos, savanização aparece aqui como um produto do modelo de vegetação. No entanto, o die-back é gerado principalmente pelo modelo HadCM3, levando à savanização devido á esse mesmo die-back. Ambos os processos de savanização são de natureza diferente, e são dependente do tipo de modelo de vegetação utilizado (modelos dinâmicos ou de equilíbrio potencial), o caminho que cada modelo manipula o balanço de carbono, e como as características da vegetação são parametrizadas nos modelos.
O estudo realizado por Cox et al. (2008) sugere que secas intensas como em 2005 (Marengo et al., 2008a,b; Zeng et al., 2008) poderiam ser mais freqüentes e intensas em um clima mais quente, na segunda metade do século 21. Isso pode agravar o risco de die-back e de savanização da Amazônia.
Artigo ciêntifico
Tradução: Rosemery Viana
TIPPING POINTS IN CLIMATE MODELING: RISK OF AMAZON DIE-BACK AND THE JMA-MRI-GSM0130. 60km -TL319L60 GLOBAL CLIMATE CHANGE PROJECTIONS
José A. Marengo, Carlos A Nobre, Hiroki Kondo, Lincoln Alves,
Jose Pesquero, Walter Vergara.