BALANÇO DE UMIDADE NA AMAZÔNIA E SUA SENSIBILIDADE ÀS MUDANÇAS NA COBERTURA VEGETAL
Francis Wagner Silva Correia
Antonio Ocimar Manzi
Luiz Antonio Cândido
Rosa Maria Nascimento dos Santos
Theotônio Pauliquevis
A Amazônia é a maior floresta tropical úmida do mundo com uma área total de aproximadamente 7 milhões de km2, o que representa cerca de 56% das florestas tropicais da Terra. A floresta é cortada pelo rio Amazonas e seus afluentes representando a maior rede fluvial do globo e respondendo por aproximadamente 20% do total de água doce despejado nos oceanos do planeta. Ela está posicionada nos trópicos, onde as trocas de energia entre a superfície continental e a atmosfera são bastante intensas. Mudanças nos ecossistemas amazônicos podem provocar impactos na circulação atmosférica, no transporte de umidade para e da região e, consequentemente, no ciclo hidrológico, não somente sobre a América do Sul, mas em outras partes do mundo (1 - 4). A precipitação média anual na bacia amazônica é de aproximadamente 2300 mm, apresentando regiões com precipitação superior a 3000 mm no oeste, noroeste e litoral norte da Amazônia (5). O regime de precipitação na Amazônia é modulado por sistemas dinâmicos de microescala, mesoescala e escala sinótica. Dentre os sistemas de escala sinótica atuantes nessa modulação, destacam-se as zonas de convergência associadas às circulações térmicas diretas (circulações de Hadley e Walker) e os aglomerados convectivos que constituem a Zona de Convergência do Atlântico Sul (6). Como sistemas de mesoescala (e escala sub-sinótica) de maior influência, podem-se citar os conglomerados de nuvens Cumulonimbus associados às linhas de instabilidades originadas pela circulação de brisa marítima na costa do Atlântico (7). A convecção local, devida ao aquecimento diurno da superfície, também contribui com a formação de nuvens de verão e uma parcela significativa das chuvas anuais. Esses sistemas convectivos conduzem a uma intensa variabilidade espacial e temporal no ciclo hidrológico na Amazônia. A realização de vários experimentos nos últimos anos tem conduzido a um melhor entendimento da interação biosfera-atmosfera e de sua influência na formação de nuvens e chuvas no decorrer do ano e em diferentes regiões na bacia amazônica (8, 9).
]]> BALANÇO DE UMIDADE NA AMAZÔNIA Os componentes do ciclo hidrológico de uma região continental são: a precipitação; a evaporação ou evapotranspiração; a drenagem para os rios, pelo escoamento superficial e profundo; a convergência de umidade pela atmosfera, devido ao transporte de vapor de água de (ou para) outras regiões; e as variações na quantidade de água armazenada na atmosfera, nos solos e em reservatórios subterrâneos. Para um período longo, de dezenas de anos, pode-se considerar, em geral, que as variações na quantidade de água armazenada na atmosfera e no solo são muito menores que nos outros componentes. Portanto, é ]]>RECICLAGEM DE ÁGUA NA AMAZÔNIA Uma parcela importante das chuvas da Amazônia é alimentada pela evapotranspiração dos seus ecossistemas, pois a evapotranspiração média anual corresponde a 55 - 60% da precipitação. Porém, isso não significa que toda a evapotranspiração gerada na Amazônia é convertida em precipitação na própria região. No período da estação chuvosa, a taxa de precipitação é geralmente maior que o dobro da taxa de evapotranspiração, o que implica que a maior parte da umidade necessária para gerar as chuvas é transportada de fora da região, no caso do oceano Atlântico, pelos ventos alíseos (que sopram predominantemente de leste). O conceito de reciclagem de água refere-se à contribuição local da evapotranspiração para a precipitação total sobre uma região, e pode ser definida como a quantidade de água evaporada da superfície terrestre, em uma certa região, que retornará na forma de precipitação sobre essa mesma região. Vários estudos têm sido realizados com objetivo de estimar a reciclagem de água na Amazônia utilizando tanto dados observados e de reanálises (20, 21, 22), como também dados obtidos através de modelos numéricos (23). Os estudos pioneiros realizados na Amazônia encontraram que aproximadamente metade da precipitação na bacia amazônica é proveniente da evapotranspiração local (24, 25, 26), entretanto essas avaliações consideravam que toda evapotranspiração era transformada em precipitação na própria região. Estudos que consideram os transportes horizontais de umidade associados à evapotranspiração regional, como por exemplo, os de (20) e (18), têm estimado uma reciclagem média anual em torno de 20% a 35%, bem menores que as estimativas propostas por trabalhos anteriores (24 e 26). A quantificação da reciclagem de água é um forte indicador da importância dos processos de superfície no ciclo hidrológico, e também um indicador da sensibilidade climática relacionada às alterações nesses processos. Mesmo que a contribuição da reciclagem regional de água não seja tão significativa quanto se avaliou inicialmente, ela ainda representa uma considerável porção do balanço de água regional; assim sendo, mudanças na cobertura vegetal decorrentes de desflorestamentos, que levem à diminuição da evapotranspiração, modificarão o balanço de água, com conseqüências na Amazônia e nas regiões vizinhas.
IMPACTOS CLIMÁTICOS DO DESMATAMENTO NA AMAZÔNIA Os efeitos do desmatamento da Amazônia sobre o clima regional têm sido avaliados através de estudos observacionais e de modelagem. Os primeiros estudos observacionais buscaram quantificar os impactos da substituição ]]> Figura 1). Em todos os cenários observou-se um mecanismo de retroalimentação (feedback) negativo, uma vez que o aumento na convergência de umidade agiu no sentido de minimizar os efeitos da redução na evapotranspiração. No cenário de desmatamento atual (referente ao ano de 2003), o aumento da convergência de umidade anulou o efeito de redução na evapotranspiração, conduzindo a um aumento na precipitação na região desmatada. O aumento da cobertura de nuvens e precipitação sobre áreas desflorestadas em meio a grandes áreas de floresta na Amazônia tem sido observado por análises de dados de satélites ]]> Figura 2). Essas mudanças na precipitação estão relacionadas ]]> Figura 3). As mudanças no transporte de umidade para as regiões central e sul da América do Sul apresentaram diferentes resultados para cada cenário de desmatamento. Nos cenários de alterações atuais e previstas para o ano de 2033, observou-se uma redução no transporte de umidade na fronteira sul da bacia, enquanto no cenário de desflorestamento de grande escala foi verificado um aumento. Diante de todos esses resultados, verificou-se que mudanças nos ecossistemas amazônicos devem provocar impactos no balanço de umidade da atmosfera e, conseqüentemente, no ciclo hidrológico, ]]>
CONSIDERAÇÕES FINAIS No balanço anual, a região amazônica é um grande importador de vapor de água, especialmente do oceano Atlântico. O transporte de vapor do oceano contribui com aproximadamente três quartos da umidade que circula anualmente na região. O outro quarto é produzido pelo processo de evapotranspiração. As chuvas anuais são de aproximadamente duas vezes a evapotranspiração total, ou seja, metade de toda a umidade que circula na bacia. Isso significa que a Amazônia exporta, e re-exporta, uma quantidade anual de umidade que é de aproximadamente duas vezes o total da precipitação regional ou, ainda, quatro vezes a sua evapotranspiração. Aproximadamente metade é transportada em direção ao sul da América do Sul e a outra metade em direção ao oceano Pacífico e Caribe. Entre 20 e 35% das chuvas regionais são alimentadas pela evapotranspiração gerada na própria bacia. Embora nem toda a evapotranspiração se transforme em chuva na bacia, sua contribuição para as chuvas anuais é muito significativa e alterações nos usos da terra têm impactos importantes. A substituição de florestas por pastagens na Amazônia reduz a taxa anual de evapotranspiração e modifica a circulação atmosférica, com efeitos locais e remoto. Um desflorestamento de pequenas proporções pode levar até a um aumento da precipitação sobre a área desmatada, isso por conta de circulações locais induzidas por diferenças de temperatura entre a floresta e a área desmatada. Porém, um desflorestamento em grande escala traz grandes modificações à circulação atmosférica da região e grandes impactos hidrológicos, com reduções e aumentos de precipitação, em grandes áreas da bacia e até em regiões vizinhas e remotas. A simulação de desflorestamento total da Amazônia acima descrita e realizada com o modelo do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) do Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia (Inpa), indicou uma diminuição de evapotranspiração, que foi compensada por um aumento do transporte de umidade proveniente do oceano e resultou em um pequeno aumento no transporte de umidade para a região central da América do Sul. Entretanto, esses resultados parecem ser dependentes dos próprios modelos climáticos. As incertezas atuais na quantificação dos componentes do balanço hidrológico da Amazônia, especialmente por conta de uma rede de observações deficitária, deverão perdurar, pois as mudanças climáticas globais, além de provocar aumento de temperatura, certamente afetarão a circulação atmosférica e o regime de chuvas da bacia amazônica.
]]>Francis Wagner Silva Correia é físico, coordenador e professor do curso de meteorologia tropical da Universidade do Estado do Amazonas (UEA) e pesquisador no Núcleo de Modelagem Climática e Ambiental do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (Inpa).
Antonio Ocima Manzi é físico, gerente executivo do projeto LBA e coordenador do Núcleo de Modelagem Climática e Ambiental do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (Inpa).
Luiz Antonio Cândido é meteorologista, pesquisador da coordenação de pesquisa em clima e recursos hídricos do Inpa.
Rosa Maria Nascimento dos Santos é meteorologista, pesquisadora no Núcleo de Modelagem Climática e Ambiental do Inpa.
Theotônio Pauliquevis é físico pela Universidade de Sâo Paulo, bolsista do CNPq, desenvolvendo projetos de pesquisa sobre interação entre aerossóis e nuvens na Amazônia junto ao Núcleo de Modelagem Climática e Ambiental do Inpa.
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