Projeto de pesquisa Desenvolvimento de modelo climático do sistema terrestre e geração de projeções de mudanças do clima com os novos cenários SSP - PGMET

Os impactos das mudanças do clima em diferentes setores socioeconômicos são geralmente de caráter local. A resolução dos modelos climáticos globais, de cerca de 200 km x 200 km, possui pouco detalhamento para realizar esses estudos locais.
Modelos regionais climáticos, com tamanhos de grade de cerca de 50 km a 10 km, têm o papel de atender a necessidade de detalhamento. Modelos numéricos climáticos apresentam limitações na sua capacidade de reproduzir alguns processos do sistema climático.

Em estudos das mudanças do clima, a representação de alguns processos como, por exemplo, o ciclo de carbono, a substituição dos biomas, a interação da radiação com as nuvens, podem modificar a sensibilidade do modelo numérico na resposta à forçante radiativa. Portanto, o projeto tem por objetivo desenvolver uma versão aprimorada do modelo climático regional Eta, para se aproximar à categoria de sistema terrestre, e gerar projeções de mudanças do clima com os novos cenários de emissão SSP (Shared Socio-economic Pathways) adotados pelo IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). O projeto apresenta duas etapas de atividades: uma de aprimoramento do modelo Eta para se aproximar à versão sistema terrestre e outra etapa para a geração das projeções empregando os novos cenários de emissão.

Para ser classificado na categoria de sistema terrestre, o modelo climático deve representar processos do ciclo de carbono. Portanto, na etapa de desenvolvimento do modelo, serão implementados numa única versão do modelo Eta os esquemas: de vegetação dinâmica, de radiação que permite interação com as nuvens convectivas profundas, processos químicos associados ao CO2, CH4 e O3, esquema de nuvens e convecção com parametrização de descargas elétricas e produção de NOx. Na fase de desenvolvimento, o modelo Eta será aninhado ao ?Climate Forecast System Reanalysis? (CFSR).

Os esquemas serão introduzidos no modelo gradativamente e as simulações geradas serão avaliadas a cada nova implementação. A climatologia produzida a partir das simulações de longo período será comparada com a climatologia produzida pela versão atual do modelo Eta. Espera-se obter ganho de desempenho na reprodução da climatologia pela nova versão do modelo Eta. Em seguida, a nova versão será aninhada a pelo menos dois modelos globais climáticos disponibilizados no ESGF (?Earth System Grid Federation?).

Serão empregados pelo menos dois cenários SSP, de baixa e alta emissão, por exemplo SSP1 e SSP5, sendo, portanto, a utilização desses novos cenários uma importante contribuição deste projeto. Uma inovação será o aninhamento do modelo regional Eta à versão de circulação geral da atmosfera do modelo Eta, GEF Global Eta Framework. Os mesmos esquemas de processos físicos serão implementados no GEF. Por outro lado, o GEF será acoplado ao modelo oceânico Modelar Ocean Model version 5? (MOM5).

Outra inovação deste projeto é o desenvolvimento de uma versão de modelo climático regional em categoria de sistema terrestre baseado em coordenada quase-horizontal eta. Essa coordenada permite melhor representação da circulação de grande escala sobre a América do Sul. Espera-se proporcionar maior confiabilidade nas projeções numéricas do clima futuro.

O projeto contará com a participação de vários alunos de doutorado, de mestrado e de iniciação científica, alguns já com atividades em andamento. A capacitação de profissionais em modelagem climática também é uma das contribuições deste projeto. O projeto tem relevância científica pelos temas de desenvolvimento de modelo numérico de categoria de sistema terrestre.

Destaca-se também como relevância deste projeto a geração de informações atualizadas para subsidiar estudos de impacto, vulnerabilidade, adaptação e mitigação às mudanças climáticas em setores chaves como na agricultura, na biodiversidade, nos recursos hídricos, etc..