Cientistas definem os aspectos espaciais dos fluxos de Carbono na Amazônia e suas conseqüências ecológicas
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Título para divulgação do texto
Cientistas definem os aspectos espaciais dos fluxos de Carbono na Amazônia e suas conseqüências ecológicas
Título original da pesquisa
Integração Espacial do Balanço Regional de Carbono na Amazônia
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Autores do texto original
Fonte(s) Financiadora(s)
Resumo
Os pesquisadores procuraram, por meio deste estudo, determinar os aspectos espaciais dos fluxos de carbono e suas consequências ecológicas na região amazônica.
Tipo
Projeto de pesquisa
O que é a pesquisa?
Uma das principais metas do LBA, sigla de um dos maiores esforços internacionais de cooperação científica: o projeto Experimento de Larga Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia, é compreender e dimensionar o ciclo do carbono na floresta.
Esse entendimento é essencial para viabilizar a meta do LBA de explicar como funciona a Amazônia como elemento regional da biosfera terrestre, como as mudanças nos usos da terra afetam o clima regional e global e como as mudanças climáticas globais afetam o funcionamento biológico, químico e físico da floresta e sua sustentabilidade.
Para atingir esta meta os cientistas precisam compreender, entre outras coisas, como as mudanças da floresta tropical, a substituição das matas primárias e as alterações seletivas daí decorrentes influenciam o armazenamento e fluxo do carbono, a dinâmica dos nutrientes, os fluxos dos gases traço e as perspectivas de uso sustentável do solo.
O presente estudo, parte do conjunto de pesquisas do LBA, destina-se a estimar o balanço de carbono, em escalas de bacia (isto é, numa dimensão que compreenda toda uma bacia hidrográfica) na Amazônia.
Para isso, cientistas da Universidade de São Paulo, com a colaboração de colegas da University of Califórnia/Santa Bárbara e do Departament of Agriculture, do Canadá, usarão uma combinação de dados coletados pelas torres de medições de fluxo (torres com equipamentos especiais, instaladas pelo Projeto LBA em diversos pontos da Amazônia) e por aeronaves leves, além de dados de sensoriamento remoto e informações geográficas, todos interpretados e integrados com um modelo matemático dos fluxos de carbono entre os ecossistemas e a atmosfera.
Fluxos medidos em torres instaladas em florestas nativas, florestas de crescimento secundário, campos de pastagem e savanas serão usados para detalhar um modelo do funcionamento fisiológico e biogeoquímico de cada um desses ecossistemas.
Este modelo será acoplado a um outro, um modelo atmosférico , chamado RAMS (Sistema de Modelagem Atmosférica Regional) , de modo que a combinação dos dois modelos permita estudar o transporte do carbono emitido pelas florestas e outros ecossistemas amazônicos.
As aeronaves leves serão usadas para estimar os balanços regionais de gás carbônico e de isótopos estáveis na Camada Limite Convectiva (CLC). Esta CLC é a região da atmosfera em contato com a superfície terrestre, com espessura da ordem que varia de centenas de metros a 1 ou 2 quilômetros. Nesta região o ar quente, gerado pelo aquecimento da superfície, transporta calor, umidade e gases da superfície para a atmosfera. É o fenômeno da convecção.
Todos estes dados serão usados em conjunto com o modelo para dar base a estimativas do balanço de carbono em cada tipo de cobertura de terra (ecossistema), aplicáveis a áreas muito maiores que aquelas cobertas diretamente pelas medidas feitas nas torres.
Esse modelo melhorado do fluxo de carbono em cada ecossistema será, então, aplicado sobre a área da bacia hidrográfica, usando dados de sensoriamento remoto e GIS (sistema de informação geográfica). Assim será possível calcular a estrutura espacial do fluxo de carbono (sua dimensão, área, variação, etc) no ecossistema, ao longo de um ano.
As estimativas de fluxo serão usadas no modelo atmosférico para prever campos quadri-dimensionais (isto é, que levam em consideração o espaço – com suas 3 dimensões – e o tempo) de gás carbônico e isótopos de carbono, os quais podem ser comparados com os dados, quando disponíveis, coletados por aviões do LBA equipados com instrumentos especiais.
Esse entendimento é essencial para viabilizar a meta do LBA de explicar como funciona a Amazônia como elemento regional da biosfera terrestre, como as mudanças nos usos da terra afetam o clima regional e global e como as mudanças climáticas globais afetam o funcionamento biológico, químico e físico da floresta e sua sustentabilidade.
Para atingir esta meta os cientistas precisam compreender, entre outras coisas, como as mudanças da floresta tropical, a substituição das matas primárias e as alterações seletivas daí decorrentes influenciam o armazenamento e fluxo do carbono, a dinâmica dos nutrientes, os fluxos dos gases traço e as perspectivas de uso sustentável do solo.
O presente estudo, parte do conjunto de pesquisas do LBA, destina-se a estimar o balanço de carbono, em escalas de bacia (isto é, numa dimensão que compreenda toda uma bacia hidrográfica) na Amazônia.
Para isso, cientistas da Universidade de São Paulo, com a colaboração de colegas da University of Califórnia/Santa Bárbara e do Departament of Agriculture, do Canadá, usarão uma combinação de dados coletados pelas torres de medições de fluxo (torres com equipamentos especiais, instaladas pelo Projeto LBA em diversos pontos da Amazônia) e por aeronaves leves, além de dados de sensoriamento remoto e informações geográficas, todos interpretados e integrados com um modelo matemático dos fluxos de carbono entre os ecossistemas e a atmosfera.
Fluxos medidos em torres instaladas em florestas nativas, florestas de crescimento secundário, campos de pastagem e savanas serão usados para detalhar um modelo do funcionamento fisiológico e biogeoquímico de cada um desses ecossistemas.
Este modelo será acoplado a um outro, um modelo atmosférico , chamado RAMS (Sistema de Modelagem Atmosférica Regional) , de modo que a combinação dos dois modelos permita estudar o transporte do carbono emitido pelas florestas e outros ecossistemas amazônicos.
As aeronaves leves serão usadas para estimar os balanços regionais de gás carbônico e de isótopos estáveis na Camada Limite Convectiva (CLC). Esta CLC é a região da atmosfera em contato com a superfície terrestre, com espessura da ordem que varia de centenas de metros a 1 ou 2 quilômetros. Nesta região o ar quente, gerado pelo aquecimento da superfície, transporta calor, umidade e gases da superfície para a atmosfera. É o fenômeno da convecção.
Todos estes dados serão usados em conjunto com o modelo para dar base a estimativas do balanço de carbono em cada tipo de cobertura de terra (ecossistema), aplicáveis a áreas muito maiores que aquelas cobertas diretamente pelas medidas feitas nas torres.
Esse modelo melhorado do fluxo de carbono em cada ecossistema será, então, aplicado sobre a área da bacia hidrográfica, usando dados de sensoriamento remoto e GIS (sistema de informação geográfica). Assim será possível calcular a estrutura espacial do fluxo de carbono (sua dimensão, área, variação, etc) no ecossistema, ao longo de um ano.
As estimativas de fluxo serão usadas no modelo atmosférico para prever campos quadri-dimensionais (isto é, que levam em consideração o espaço – com suas 3 dimensões – e o tempo) de gás carbônico e isótopos de carbono, os quais podem ser comparados com os dados, quando disponíveis, coletados por aviões do LBA equipados com instrumentos especiais.
Como é feita a pesquisa?
A pesquisa partirá, necessariamente, de sítios onde estejam instaladas torres de medição de fluxo de carbono. Esta facilidade (a presença de torres instaladas) será buscada em quatro tipos diversos de ecossistemas (ou coberturas vegetais do terreno): em florestas virgens; em florestas de crescimento secundário (reconstituídas); em savanas e em campos de pastagem.
Áreas próximas à cidade de Santarém, PA, combinam todos esses requisitos (tipos de ecossistemas e torres instaladas). Nestas áreas os cientistas irão desenvolver e testar um modelo do funcionamento fisiológico e biogeoquímico dos ecossistemas para o ciclo do carbono, que por sua vez será posteriormente acoplado ao modelo de funcionamento atmosférico já disponível no LBA.
Os cientistas vão ajustar os dados do local ao modelo (ou seja, vão calibrar o sítio) usando:
dados de outras pesquisas anteriores ao LBA como o experimento ABRACOS (sigla do Anglo Brazilian Amazonian Climate Observation Study, isto é, Estudo Observacional Anglo Brasileiro do Clima Amazônico), realizado em vários locais da Amazônia, de 1991 a 1995;
outros dados disponíveis do LBA de medidas de fluxos de calor, umidade e gás carbônico em torres instrumentadas com equipamentos capazes de monitorar o fluxo vertical de ar e variações das suas propriedades físicas, com alta freqüência temporal (da ordem de 20 por segundo); e
dados meteorológicos de sítios em florestas intactas, florestas em regeneração, savana e pastagens.
Em seguida os pesquisadores vão realizar simulações dos movimentos do ar que caracterizam a Camada Limite Convectiva (definida acima) e o transporte do gás carbônico e dos isótopos de carbono nos sítios das torres. Os resultados das simulações serão usados para planejar sensoriamentos com aviões, que irão confirmar os dados sobre carbono ao redor de pelo menos uma das torres de medições de fluxo.
Dados (em escala da bacia) de classificações de coberturas vegetais e parâmetros eco-fisiológicos e fenológicos (isto é, sobre a dinâmica das atividades vegetativas e reprodutivas dos organismos vivos), provenientes de sensoriamento remoto ou fornecidas por outros pesquisadores do LBA serão usados para ajustar o modelo.
Também serão realizadas simulações (em escalas de bacia) para os fluxos de carbono, num modelo que acopla os fluxos com o funcionamento atmosférico, numa projeção quadridimensional (espaço/tempo), nas vizinhanças de cada sítio de torre do LBA incluído na pesquisa.
Finalmente os cientistas vão analisar os padrões espaciais e temporais dos fluxos de carbono e devem produzir análises de sensibilidade para posteriores pesquisas aéreas.
Os pesquisadores brasileiros serão responsáveis, especificamente, pela projeção quadridimensional sobre o modelo de comportamento atmosférico e pelas calibrações dos sítios, além de cooperar com a instalação e utilização dos equipamentos nas torres.
Áreas próximas à cidade de Santarém, PA, combinam todos esses requisitos (tipos de ecossistemas e torres instaladas). Nestas áreas os cientistas irão desenvolver e testar um modelo do funcionamento fisiológico e biogeoquímico dos ecossistemas para o ciclo do carbono, que por sua vez será posteriormente acoplado ao modelo de funcionamento atmosférico já disponível no LBA.
Os cientistas vão ajustar os dados do local ao modelo (ou seja, vão calibrar o sítio) usando:
dados de outras pesquisas anteriores ao LBA como o experimento ABRACOS (sigla do Anglo Brazilian Amazonian Climate Observation Study, isto é, Estudo Observacional Anglo Brasileiro do Clima Amazônico), realizado em vários locais da Amazônia, de 1991 a 1995;
outros dados disponíveis do LBA de medidas de fluxos de calor, umidade e gás carbônico em torres instrumentadas com equipamentos capazes de monitorar o fluxo vertical de ar e variações das suas propriedades físicas, com alta freqüência temporal (da ordem de 20 por segundo); e
dados meteorológicos de sítios em florestas intactas, florestas em regeneração, savana e pastagens.
Em seguida os pesquisadores vão realizar simulações dos movimentos do ar que caracterizam a Camada Limite Convectiva (definida acima) e o transporte do gás carbônico e dos isótopos de carbono nos sítios das torres. Os resultados das simulações serão usados para planejar sensoriamentos com aviões, que irão confirmar os dados sobre carbono ao redor de pelo menos uma das torres de medições de fluxo.
Dados (em escala da bacia) de classificações de coberturas vegetais e parâmetros eco-fisiológicos e fenológicos (isto é, sobre a dinâmica das atividades vegetativas e reprodutivas dos organismos vivos), provenientes de sensoriamento remoto ou fornecidas por outros pesquisadores do LBA serão usados para ajustar o modelo.
Também serão realizadas simulações (em escalas de bacia) para os fluxos de carbono, num modelo que acopla os fluxos com o funcionamento atmosférico, numa projeção quadridimensional (espaço/tempo), nas vizinhanças de cada sítio de torre do LBA incluído na pesquisa.
Finalmente os cientistas vão analisar os padrões espaciais e temporais dos fluxos de carbono e devem produzir análises de sensibilidade para posteriores pesquisas aéreas.
Os pesquisadores brasileiros serão responsáveis, especificamente, pela projeção quadridimensional sobre o modelo de comportamento atmosférico e pelas calibrações dos sítios, além de cooperar com a instalação e utilização dos equipamentos nas torres.
Qual a importância da pesquisa?
Os resultados dessa pesquisa devem permitir a obtenção de estimativas confiáveis para o balanço de carbono, aplicáveis no futuro a outras regiões, a partir de dados do satélite EOS, e usando pesquisas de sensoriamento com aviões, relativamente menos custosas.
Essa maior facilidade no levantamento dos dados do fluxo de carbono é importante como indicador do comportamento ambiental do carbono e das conseqüências sobre a sustentabilidade dos ecossistemas relacionadas a seu alcance espacial.
Essa maior facilidade no levantamento dos dados do fluxo de carbono é importante como indicador do comportamento ambiental do carbono e das conseqüências sobre a sustentabilidade dos ecossistemas relacionadas a seu alcance espacial.
Área do Conhecimento
Ciências Biológicas
Palavras-chave – Entre 3 a 5 palavras
Portuguesa
Clima
Portuguesa
Sustentabilidade
Portuguesa
Amazônia
Portuguesa
Ciclo do carbono
Portuguesa
Biosfera-Atmosfera
ODS
ODS 13: Ação Contra a Mudança Global do Clima
ODS 15: Vida Terrestre
Referência da Pesquisa Original
DIAS, Pedro Leite Silva. et al. Integração Espacial do Balanço Regional de Carbono na Amazônia. 2003.
Material Complementar
Revista Ciência Hoje das Crianças. Edição nº 120,Dezembro,2001
Entre carneirinhos e tempestades.
Figueira, M. e Maria Assunção Silva Dias.
chc.cienciahoje.uol.com.br/multimidia/revistas/reduzidas/120/
Entre carneirinhos e tempestades.
Figueira, M. e Maria Assunção Silva Dias.
chc.cienciahoje.uol.com.br/multimidia/revistas/reduzidas/120/
Data da publicação do texto de divulgação
September 30, 2003