Modelagem estatístico-dinâmica de média zonal incluindo parametrização explícita da vegetação

Statistical-dynamical zonally averaged model including explicit parameterization of vegetation

Modelagem estatístico-dinâmica de média zonal incluindo parametrização explícita da vegetação

Mário Adelmo Varejão Silva

Tese de Doutorado em Meteorologia, orientada pelo Dr. Vadlamudi Brahmananda Rao e pelo Dr. Sérgio Henrique Franchito, aprovada em 20 de novembro de 1996 (INPE/MCT).

Um modelo de vegetação, baseado no Biosphere Atmosphere Transfer Scheme (BATS) foi acoplado a um modelo atmosférico estatístico-dinâmico de média zonal, global, utilizando as equações primitivas, para possibilitar simulações, anual e sazonal, do clima médio zonal e de possíveis impactos climáticos gerados por alterações antropogênicas significativas na vegetação. Inicialmente, foram efetuados testes de sensibilidade para aquilatar a resposta do modelo de vegetação aos principais parâmetros intervenientes, considerando-se dois tipos de cobertura vegetal contrastantes: florestas perenifólias e gramíneas baixas. Em seguida, foi testada a habilidade do modelo acoplado em reproduzir a climatologia média zonal observada. Para o cômputo das frações ocupadas por cada tipo de superfície (segundo o BATS), em cada cinturão de latitude, foi usada uma matriz de dados com a vegetação dominante numa grade horizontal de 1° de latitude por 1° de longitude. Foram realizados três experimentos de controle na simulação da climatologia média zonal anual (1°) e das médias sazonais de dezembro a fevereiro (2°) e de junho a agosto (3°). Usando a propriedade do modelo acoplado de possibilitar alterações da vegetação em áreas específicas da superfície terrestre, foram realizados experimentos de sensibilidade quanto ao desflorestamento na Amazônia e à desertificação na África. O primeiro consistiu na substituição da floresta tropical perenifólia por gramíneas baixas, na faixa da América do Sul compreendida entre 10°N e 10°S; o segundo na degradação da flora na faixa da África localizada entre 20°N e o equador, correspondendo à substituìção de semi-desertos por desertos, de gramíneas altas e arbustos decíduos por semi-desertos e, ainda, da floresta tropical perenifólia por gramíneas baixas. Nos experimentos de controle, o modelo acoplado simulou adequadamente as principais características do comportamento da atmosfera, em termos médios zonais, médios anuais (1° experimento) e médios sazonais (2° e 3° experimentos). Dentre os experimentos de alteração da flora realizados, os de desmatamento da Amazônia (anual e sazonal) revelaram, quando comparados aos respectivos controles, tendência à redução do fluxo de calor latente para a atmosfera, com o coerente aumento no de calor sensível e incremento na temperatura à superfície. Decremento na evaporação e na precipitação também foram obtidos. A degradação da flora na Região Norte da África revelou tendências médias anuais semelhantes. Os resultados, em ambos os casos, são comparáveis àqueles oriundos de experimentos congêneres, realizados com mogia, apresentando bons resultados, quando comparados aos dados coletados durante o Rondônia Boundary Layer Experiment 3 (RBLE 3), no contexto do Anglo-Brazilian Amazonian Climate Observational Study (ABRACOS).

Statistical-dynamical zonally averaged model including explicit parameterization of vegetation- A biosphere model based on the Biosphere-Atmosphere Transfer Scheme (BATS) was coupled to a primitive equation, global statistical-dynamic zonally averaged model, in order to study the climatic impacts due to possible anthropogenic changes on vegetation. Sensitivity tests were done to verify the vegetation model response to changes on its parameters for both evergreen broadleaf tree and short grass. The coupled model was used to perform three control experiments related to climatological simulation on annual and seasonal mean conditions. In order to realize these experiments a file containing the dominant BATS vegetation type on a 1 x 1 grid point was used to calculate the fraction of earth’s surface covered by each vegetation/land-cover type, in every latitude belt. Three other experiments were performed to simulate the Amazon region deforestation and Northern Africa desertification effects. The comparison with the control experiments indicated that there was a reduction on the latent heat flux over the perturbed areas and, at the same time, an increase on both sensible heat flux and surface temperature. Decrease in precipitation and evapotranspiration were also obtained. The results were observed to be in good agreement with other experiments done with sophisticated General Circulation Models. Finally the vegetation model was run to simulate mean daily energy fluxes during the dry Amazon season. The results were comparable to those observed during the Rondônia Boundary Layer Experiment 3 (RBLE 3/ ABRACOS).

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  18 Maio 2000
• Data do Fascículo
  Mar 1999