Efeito fisiológico do CO2 causa diminuição de chuva tão forte quanto desmatamento em larga-escala na Amazônia

• Processo: 21/04228-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Publicações científicas - Artigo
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2021
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Meteorologia
• Pesquisador responsável: David Montenegro Lapola
• Beneficiário: David Montenegro Lapola
• Instituição Sede: Centro de Pesquisas Meteorológicas e Climáticas Aplicadas à Agricultura (CEPAGRI). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 15/02537-7 - AmazonFACE/ME: projeto de integração Modelagem-Experimento do Amazon-FACE - o papel da biodiversidade e feedbacks climáticos, AP.PFPMCG.JP
• Assunto(s): Evapotranspiração Índice de área foliar Pastagens Condutância estomática
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Climate modelling | condutância estomática | Evapotranspiração | indice de area foliar | pasture | ventos alíseos | Interações biosfera-atmosfera

Resumo

O clima na região amazônica é particularmente sensível aos processos e propriedades da superfície, como fluxos de calor e cobertura vegetal. A precipitação é uma expressão chave das interações entre a superfície da terra e a atmosfera na região devido à sua forte dependência da transpiração da floresta. Embora um grande número de estudos anteriores tenha mostrado os impactos do desmatamento em grande escala na precipitação anual, os estudos sobre os efeitos isolados de concentraçõeselevadas de CO2 atmosférico (eCO2) na transpiração do dossel e na precipitação são mais escassos. Aqui, pela primeira vez, comparamos sistematicamente os efeitos fisiológicos nas plantas do eCO2 e do desmatamento nas chuvas na Amazônia. Usamos o CPTEC Modelo Atmosférico Brasileiro (BAM) com vegetação dinâmica sob um experimento de 1,5 xCO2 e uma substituição de 100% da floresta por pastagens, com todas as outras condições mantidas semelhantes entre os dois cenários. Descobrimos que ambos os cenários resultam em reduções de precipitação médias anuais equivalentes (Fisiologia: -257 mm, -12%; Desmatamento: -183 mm, -9%) que estão acima da variabilidade interanual observada da precipitação na Amazônia de 5%. As diminuições de precipitação previstas nos dois cenários estão ligadas a uma redução de aproximadamente 20% na transpiração do dossel, mas por diferentes razões: a redução da condutância estomática impulsionada pelo eCO2 conduz a mudança no experimento de fisiologia e o menor índice de área foliar dos pastos (-72% em relação à floresta tropical) causa o resultado no experimento de Desmatamento. A circulação de Walker é modificada nos dois cenários: em Fisiologia devido a uma troposfera livre enriquecida com umidade com convecção profunda diminuída devido ao aumento de uma camada limite mais seca e mais quente (+ 2,1º C), e em Desmatamento devido à convecção aumentada sobre os Andes e um ramo de subsidência sobre a Amazônia oriental sem mudanças consideráveis na temperatura (-0,2 C na temperatura do ar de 2m e +0,4 C na temperatura da superfície). Mas, novamente, essas mudanças ocorrem por meio de mecanismos diferentes: ventos de oeste fortalecidos do Pacífico e ventos de leste reduzidos entrando na bacia afetam o experimento de fisiologia, e ventos de leste fortemente aumentados influenciam o resultado do experimento de desmatamento. Embora nossos resultados para o cenário de desmatamento concordem com os resultados de estudos observacionais e de modelagem anteriores, a falta de evidência experimental em campo em nível de ecossistema sobre o efeito do eCO2 nos fluxos de umidade em florestas tropicais confere um nível considerável de incerteza a quaisquer projeções do efeito fisiológico do eCO2 nas chuvas na Amazônia. Além disso, nossos resultados destacam as responsabilidades dos países amazônicos e não-amazônicos para mitigar possíveis mudanças climáticas futuras e seus impactos na região, impulsionados pelo desmatamento local ou pelas emissões globais de CO2. (AU)