Amazônia 127

EXPEDIENTE

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Editora Círios SS LTDA

ISSN 1677-7158

MAIS CHUVA, MENOS SECAS

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Os esforços de florestação estão a acelerar em todo o mundo na luta contra as alterações climáticas globais, a fim de restaurar a biodiversidade e melhorar os meios de subsistência locais. No entanto, até agora, os efeitos não locais da florestação sobre as chuvas têm permanecido em grande parte um ponto cego. Aqui, baseamo-nos em trabalhos emergentes para propor que o aumento direcionado das chuvas também pode ser considerado na priorização da florestação. Mostramos que as ferramentas para alcançar este objetivo estão a tornar-se rapidamente disponíveis, mas também identificamos ... 12

À MEDIDA QUE A TERRA AQUECE, A CHUVA CAI

As massas terrestres da Terra têm maior probabilidade de se tornarem mais úmidas do que secas à medida que as temperaturas aumentam. Num novo estudo, os investigadores descobriram que a precipitação simultânea e os extremos de calor tornar-se-ão mais frequentes, severos e generalizados sob as alterações climáticas, mais do que em condições secas e quentes. Quando ocorrem condições úmidas e quentes, as ondas de calor primeiro secam o solo e reduzem sua capacidade de absorver água. As chuvas subsequentes têm mais dificuldade em penetrar no solo e, em vez disso, correm...

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MAIS CONTEÚDO

ASSEMBLEIA DA ONU PARA O MEIO AMBIENTE (UNEA-6)

Na abertura a Presidente da UNEA-6, Leila Benali, afirmou que a reunião deveria centrar-se em três pontos de inflexão: os principais conflitos que acontecem em todo o mundo; o número histórico de eleições gerais que terão lugar em países que poderão conduzir a um ressurgimento mais forte de movimentos populistas; e uma oportunidade para restaurar a confiança no multilateralismo e na humanidade. Inger Andersen, Diretora Executiva do PNUMA...

ESGOTAMENTO RÁPIDO DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS E ALGUNS CASOS DE RECUPERAÇÃO EM AQUÍFEROS EM TODO O MUNDO

As águas subterrâneas que abastecem explorações agrícolas, habitações, indústrias e cidades estão a esgotar-se em todo o mundo e, em muitos locais, mais rapidamente do que nos últimos 40 anos, de acordo com um novo estudo que apela à urgência na abordagem do esgotamento. Os declínios foram mais notáveis em regiões secas com extensas terras agrícolas, disseram investigadores cujo trabalho foi publicado...

DESSALINIZAÇÃO COM ÁGUA DOCE MAIS BARATA QUE A ÁGUA DA TORNEIRA

A equipe descreve o projeto de um novo sistema de dessalinização solar que absorve água salgada e a aquece com luz solar natural, conforme publicação na Joule. A configuração do dispositivo permite que a água circule em redemoinhos, de maneira semelhante à circulação “termohalina” muito maior do oceano. Essa circulação, combinada com o calor do sol, faz com que a água evapore, deixando o sal para trás. O vapor de água resultante pode então ser condensado e coletado como água pura e potável. Entretanto, o sal restante...

“SECAS ENERGÉTICAS”

Uma coisa é reconhecer os riscos que acompanham as energias renováveis: o sol nem sempre brilha e o vento nem sempre sopra, mas o que acontece quando a rede perde ambas as fontes de energia ao mesmo tempo? Este fenômeno é conhecido como seca energética composta. Num novo artigo, investigadores do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico (PNNL) descobriram que, em algumas partes do país, estas secas energéticas podem durar quase uma semana. “Quando temos uma rede completamente descarbonizada e dependemos fortemente da energia solar e eólica, as secas energéticas podem ter um enorme impacto na rede”, disse Cameron Bracken...

[06] Rastreando o movimento invisível da água [09] Sistema Global de Observação dos Oceanos [15] Chuvas extremas aumentam exponencialmente com o aquecimento global [20] As mudanças climáticas, e não o El Niño, são o principal fator de seca excepcional na altamente vulnerável Bacia do Rio Amazonas [24] O armazenamento de água está no centro da adaptação às mudanças climáticas [28] Perda de armazenamento de água subterrânea em todo o mundo [31] El Niño interrompe capacidade das florestas da América do Sul de absorver carbono [40] Segundo relatório sobre a situação dos recursos hídricos globais da OMM - Organização Meteorológica Mundial [44] Novo sistema para transformar água do mar em combustível de hidrogênio [46] Algas marrons poderiam extrair meio gigatonelada de CO2 da atmosfera anualmente (e isso é muito) [48] Paredões vivos para aumentar o habitat marinho [52] As ondas oceânicas ganham força à medida que o planeta aquece [58] El Niño extremo desliga o sumidouro de carbono florestal da América do Sul [62] O sal do Caribe afeta nosso clima [68] Relatório da ONU sobre a Conservação das Espécies Migratórias de Animais Selvagens (CMS COP14)

Rodrigo Barbosa Hühn pauta@revistaamazonia.com.br

PRODUTOR E EDITOR Ronaldo Gilberto Hühn amazonia@revistaamazonia.com.br

COMERCIAL

Alberto Rocha, Rodrigo B. Hühn comercial@revistaamazonia.com.br

ARTICULISTAS/COLABORADORES

CMS COP14, Departamento de Energia dos EUA, Emily DeMarco, Haijiang Wu/Universidade A&F, Imperial College de Londres, Macquarie University, Pesquisa Oceano-Terra-Atmosfera (OLAR), Ronaldo G. Hühn, União Geofísica Americana;

FOTOGRAFIAS

AFP, Agencia Brasil-EBC, Ahmed Ziaur Rahman, Agência Senado, AGU modificado de Su et al. (2023), Brian Inganga (Ap), Catálogo da National Aeronautics and Space Administration [NASA], Corryn Knapp/SERC), Cortesia de H. Dai, Divulgação, Earth’s Future, Elton Viana/Semcom, Emílio Vilanova, GEOMAR, Haijiang Wu, Atharva Tulsi/Unsplash, Hasan et al., IISD/ENB | Mike Muzurakis, IISD/ENB - Kiara Worth, IUCN, Laboratório de Ecologia Vegetal (Inpa/MCTI), Laboratório Acelerador Nacional Adam Nielander/SLAC, Lijing Cheng, Macquarie University, Mark Hughes ( CC POR 4.0 ), Michael Kenney, NASA, Observatório da Terra da NASA / Lauren Dauphin, Luis Gamez, OMM, NASA/JPL-Caltech, Nature 2023, Observatório da Terra da NASA usando openetdata.org, Olar, OpenET, Pixabay/CC0 Domínio Público, Phillip Flores/Unsplash, PHIS, Rainfor.org, Rick Aster, UM Water, UNEMAT, União Geofísica Americana, Universidade Estadual do Colorado, Universidade de Ciência e Tecnologia do Missouri, Unsplash, USGS, USFWS Região Pacífico Sudoeste, Zhuravleva, A. et al (2023), Yun Kuang;

EDITORAÇÃO ELETRÔNICA

Editora Círios SS LTDA

DESKTOP Rodolph Pyle

NOSSA CAPA

“À medida que as alterações climáticas estão criando ou intensificando secas em todo o mundo, a restauração direcionada dos ecossistemas é uma contramedida eficaz através da plantação de árvores que geram as suas próprias chuvas”, afirma Nico Wunderling, cientista do PIK- POTSDAM INSTITUTE FOR CLIMATE IMPACT RESEARCH. Imagem do dossel da Floresta Amazônica. Foto: Diego Perez / USDA Forest Service/NASA (Marca de Domínio Público 1.0)

Mais chuva, menos secas

Os efeitos das chuvas resultantes da florestação direcionada podem reduzir as alterações climáticas

Os esforços de florestação estão a acelerar em todo o mundo na luta contra as alterações climáticas globais, a fim de restaurar a biodiversidade e melhorar os meios de subsistência locais. No entanto, até agora, os efeitos não locais da florestação sobre as chuvas têm permanecido em grande parte um ponto cego. Aqui, baseamo-nos em trabalhos emergentes para propor que o aumento direcionado das chuvas também pode ser considerado na priorização da florestação. Mostramos que as ferramentas para alcançar este objetivo estão a tornar-se rapidamente disponíveis, mas também identificamos desvantagens e discutimos que desenvolvimentos adicionais ainda são necessários para realizar avaliações robustas dos efeitos da florestação nas chuvas face às alterações climáticas. Os programas de florestação poderão então mitigar não só as próprias alterações climáticas globais, mas também os seus efeitos adversos sob a forma de seca.

Ao priorizar o aumento das chuvas, os programas de florestamento podem não apenas mitigar as próprias mudanças climáticas globais, mas também reduzir seus efeitos negativos concretos, como as secas. Esta é a conclusão de um novo estudo realizado por uma equipe de investigadores “À medida que as alterações climáticas estão criando ou a intensificar secas em todo o mundo, a restauração direcionada dos ecossistemas é uma contra-

O aumento direcionado das chuvas também pode ser considerado na priorização da florestação

medida eficaz através da plantação de árvores que geram as suas próprias chuvas”, afirma Nico Wunderling, cientista do PIK e um dos autores do estudo publicado na revista Global. Mude a Biologia. Como tal, a florestação promove as chuvas, aumentando a evapotranspiração que, por sua vez, aumenta a humidade na atmosfera. Se for feita com sabedoria, a florestação poderá ser utilizada para reduzir a secagem induzida pelas alterações climáticas em regiões a favor do vento que necessitam de água, concluem os autores.

As áreas prioritárias para a florestação com aumento direcionado da precipitação poderiam ser o sul da Amazónia, o México, o leste da China e a Europa Mediterrânica - uma vez que se prevê que estas regiões se tornem mais secas devido às alterações climáticas globais.

Independentemente dos seus efeitos

hidrológicos positivos, os aumentos maciços no crescimento florestal não devem ocorrer à custa do bom funcionamento dos ecossistemas nativos, como os prados naturais, nem devem pôr em perigo os recursos hídricos locais, salientam os autores do estudo.

Melhoria da precipitação direcionada como objetivo da florestação

Os esforços de florestação estão a acelerar em todo o mundo na luta contra as alterações climáticas globais, a fim de restaurar a biodiversidade e melhorar os meios de subsistência locais. No entanto, até agora, os efeitos não locais da florestação sobre as chuvas têm permanecido em grande parte um ponto cego. Aqui, baseamo-nos em trabalhos emergentes para propor que o aumento direcionado das chuvas também pode ser considerado na priorização da florestação. Mostramos que as ferramentas para alcançar este objetivo estão a tornar-se rapidamente disponíveis, mas também identificamos desvantagens e discutimos que desenvolvimentos adicionais ainda são necessários para realizar avaliações robustas dos efeitos da florestação nas chuvas face às alterações climáticas. Os programas de florestação poderão então mitigar não só as próprias alterações climáticas globais, mas também os seus efeitos adversos sob a forma de seca.

Fotos: Atharva Tulsi/Unsplash

Rastreando o movimento invisível da água

Estudo OpenET ajuda gestores de recursos hídricos e agricultores a colocar dados da NASA em funcionamento. À medida que o mundo procura soluções sustentáveis, um sistema que utiliza dados de satélite da NASA para a gestão da água passou num teste crítico

por *Emily DeMarco

Chamado OpenET, o sistema utiliza um conjunto de seis modelos orientados por satélite que aproveitam dados publicamente disponíveis do programa Landsat para calcular a evapotranspiração (ET) – o movimento do vapor de água do solo e das folhas das plantas para a atmosfera. O OpenET faz isso em escala de campo, o que está melhorando enormemente a forma como agricultores, pecuaristas e gestores de recursos hídricos administram um dos recursos mais preciosos da Terra.

Os pesquisadores conduziram agora uma análise em larga escala sobre quão bem o OpenET está rastreando a evapotranspiração nas culturas e paisagens naturais. A equipe comparou os dados do OpenET com medições de 152 locais com instrumentos terrestres nos Estados Unidos. Em áreas agrícolas, o OpenET calculou a evapotranspiração com

Fotos: NASA, Observatório da Terra da NASA / Lauren Dauphin, Observatório da Terra da NASA usando openetdata.org, OpenET, USFWS Região Pacífico Sudoeste

alta precisão, especialmente para culturas anuais como trigo, milho, soja e arroz. Os pesquisadores relataram suas descobertas na Nature Water.

“Fiquei agradavelmente surpreso com os resultados”, disse John Volk, principal autor do estudo e cientista assistente de pesquisa e engenheiro de software do Desert Research Institute em Reno, Nevada. que são áreas importantes para a agricultura e enfrentam desafios de sustentabilidade hídrica”.

Esta é uma boa notícia para regiões onde os dados do OpenET já estão sendo colocados em prática. No delta de Sacramento-San Joaquin, no norte da Califórnia, os gestores de recursos hídricos estão usando o OpenET para ajudar os agricultores a cumprir as regras

Califórnia está usando dados de ET baseados em satélite para relatórios de uso de água no Delta

Esta é uma imagem em cores falsas, de 26 de dezembro de 2018, com o OLI (Operational Land Imager) no Landsat 8, e mostra campos de arroz inundados ao longo dos rios Sacramento e Feather. Os campos inundados aparecem em azul escuro; a vegetação é verde brilhante.

estaduais que exigem que relatem aspectos de seu uso de água. O novo estudo “nos dá mais confiança de que esses números são precisos e que o OpenET está melhorando continuamente ao longo do tempo”, disse Lindsay Kammeier, engenheira sênior do Conselho de Água do Estado da Califórnia em Sacramento, que não esteve envolvida na nova pesquisa.

“A ET é notoriamente difícil de calcular”, acrescentou ela. “Ter um número realmente preciso ajuda-nos a tomar decisões para gerir o ambiente, gerir para usos agrícolas e gerir melhor para usos urbanos e a partir de um entendimento comum”.

Embora muitas pessoas estejam familiarizadas com o que significa um centímetro de chuva, poucos param para pensar no retorno de um centímetro de evapotranspiração à atmosfera, disse Forrest Melton, cientista do projeto OpenET no Centro de Pesquisa Ames da NASA, no Vale do Silício, na Califórnia.

“A OpenET está trabalhando para tornar o processo invisível de evapotranspiração tão fácil de rastrear quanto verificar a quantidade de chuva na previsão meteorológica diária”.

A evapotranspiração é o processo natural no qual a água se move da superfície para a atmosfera. O termo combina evaporação - a água mudando de líquido para gasoso (vapor) e subindo do solo, lagos e oceanos - e transpiração, a “exalação” pelas plantas à medida que liberam umidade de volta ao ar. Após a

de sistemas de modelagem. Este exemplo mostra uma extração de séries temporais de evapotranspiração mensal multimodelo sobre um campo irrigado de pivô central (denotado por um ponteiro e um círculo vermelho) no Vale Central da Califórnia, bem como uma média de conjunto, observando que os dados também podem ser visualizados em formulário em grade (consulte: www.openet data.org/)

Rastreando o movimento invisível da água

O OpenET representa um salto revolucionário para a gestão da água no Ocidente. A partir de Janeiro de 2022, o OpenET proporcionará aos agricultores do Delta uma forma muito mais fácil e menos dispendiosa de cumprir as regras estatais sobre monitorização e comunicação da utilização da água. Em vez de medir fisicamente cada desvio, os agricultores do Delta poderão submeter a estimativa do OpenET sobre o uso de água das suas culturas. OpenET economizará tempo, dinheiro e confusão no Delta, o centro do abastecimento de água da Califórnia.” — Michael George, Delta Watermaster

precipitação, a evapotranspiração é um dos fatores mais importantes para estimar a quantidade de água disponível para as culturas ou outras plantas.

Para agricultores e gestores de recursos hídricos, dados precisos fornecem uma medida da quantidade de água necessária através da irrigação para substituir a água que foi consumida pela evapotranspiração. Saber exatamente quanta água está disponível ajuda as pessoas a fornecer às plantas a umidade necessária para florescer, sem a necessidade de aplicar muita. E isso, por sua vez, pode ajudar a poupar dinheiro em água e na eletricidade utilizada para bombear água para irrigação.

Mas todo esse vapor d’água ascendente é invisível, tornando difícil e caro o rastreamento no solo. Agricultores, cientistas e outros confiaram anteriormente em estimativas de “evaporação potencial” com base na temperatura, humidade e outros dados meteorológicos.

Na Califórnia, as autoridades estaduais e os agricultores estão a utilizar dados de satélite através do OpenET para monitorizar a evapotranspiração e gerir melhor os recursos hídricos. O processo é uma janela para a água consumida pelas plantas e culturas, como as cultivadas no Vale Central.

A interface de exploração de dados OpenET no Google Earth Engine permite acesso gratuito e aberto a dados de evapotranspiração de 30 m derivados do Landsat, criados com um conjunto

Ou recorreram a estações terrestres, como torres de fluxo, equipadas com sensores que monitorizam o dióxido de carbono, o vapor de água e a troca de calor entre a superfície da Terra e a atmosfera – um processo crucial para calcular a evapotranspiração. Mas embora tendam a ser altamente precisas, as torres de fluxo são caras de configurar e manter, por isso há um número limitado e os seus dados são locais e não podem representar regiões mais amplas. É aí que entra o cálculo da evapotranspiração do espaço. Os satélites passam regularmente pelas mesmas áreas, oferecendo monitoramento consistente.

As observações primárias do OpenET vêm dos satélites Landsat 8 e 9, uma parceria entre a NASA e o Serviço Geológico dos EUA. Os satélites combinam dados sobre as temperaturas da superfície terrestre e o verde das plantas, entre outras coisas. As temperaturas mais frias da superfície terrestre em áreas com vegetação mais saudável e densa, por exemplo, geralmente indicam níveis mais elevados de transpiração. Esses

Instrumentos, como esta torre de fluxo, são usados por cientistas para verificar a precisão dos dados disponíveis no OpenET, uma nova e poderosa plataforma baseada na web que coloca dados científicos da Terra sobre o uso da água pelas culturas e outras vegetações nas mãos de agricultores e gestores de água.

dados são então inseridos em modelos para calcular a evapotranspiração em alta resolução – cerca de um quarto de acre para cada pixel da imagem.

Os novos resultados mostram que, para terras agrícolas, os dados OpenET para períodos mensais, de estação de crescimento e anuais tiveram uma taxa de erro média de cerca de 10-20%.

O consórcio OpenET inclui a NASA, o USGS e o Departamento de Agricultura dos EUA, trabalhando com o Desert Research Institute e quase uma dúzia de outras universidades, o Environmental Defense Fund e o Google Earth Engine.

O OpenET representa um salto revolucionário para a gestão da água no Ocidente. A partir de Janeiro de 2022, o OpenET proporcionará aos agricultores do Delta uma forma muito mais fácil e menos dispendiosa de cumprir as regras estatais sobre monitorização e comunicação da utilização da água. Em vez de medir fisicamente cada desvio, os agricultores do Delta poderão submeter a estimativa do OpenET sobre o uso de água das suas culturas. OpenET economizará tempo, dinheiro e confusão no Delta, o centro do abastecimento de água da Califórnia.” — Michael George, Delta Watermaster

[*] Divisão de Ciências da Terra da NASA

OpenET fornece estimativas baseadas em satélite da quantidade total de água que é transferida da superfície terrestre para a atmosfera através do processo de evapotranspiração (ET)

O sistema global de observação dos oceanos (GOOS), um sistema integrado que compreende várias plataformas instrumentais distribuídas em diferentes localizações geográficas e observando diferentes regimes climáticos, é fundamental para monitorar o aquecimento dos oceanos e as alterações climáticas. Este estudo investigou o impacto de diferentes plataformas de instrumentos no calor global e regional dos oceanos estimativas de conteúdo (OHC) de 20052020 com uma série de testes de sensibilidade, onde os dados de um instrumento específico são removidos do GOOS em cada teste. Removendo Argo, Condutividade-Temperatura-Profundidade (CTD), Bathy Thermographs e Xpendable (XBT), dados de Pinípedes Autônomos (APB), dados de boias de amarração e deriva (MRB), planador (GLD) levaram a uma OHC global de 0-2.000 m desvio padrão de 18,3, 3,0, 2,8, 2,3, 1,2 e 1,2 ZJ, respectivamente, em comparação com os dados

Quando o jato se divide: o estado de jato duplo (gráfico do papel)

completos estimativos. Foram verificados quantitativamente que Argo era uma parte central do GOOS desde ~2005 ; embora cada sistema contribuíssem vantajosamente para a monitorização do clima. Argo, CTD e XBT têm recursos de impacto quase global, enquanto os impactos do APB, MRB e GLD são críticos em regiões específicas, destacando a importância da integração GOOS. A adição de MRB no GOOS levou a um resultado positivo significativo Deslocamento de OHC nos trópicos, e a adição de CTD em GOOS levou a uma OHC sistematicamente de compensação de frio nas correntes de fronteira e regiões da Corrente Circumpolar Antártica. Este estudo também sugere uma métrica melhor de Cobertura Efetiva de Dados do que quantidade de dados para indicar a capacidade do monitoramento climático GOOS. As implicações para melhorar o atual método de preenchimento de lacunas de geração também são discutidas

Sistema Global de Observação dos Oceanos

Sabemos que nosso clima está mudando. Os fenômenos climáticos extremos estão se tornando mais comuns, o nível do mar está subindo e, em geral, o nosso planeta está ficando mais quente. Monitorar essas mudanças é fundamental

por *Pesquisa Oceano-Terra-Atmosfera (OLAR)

Fotos: Lijing Cheng, Olar

Uma equipe internacional de cientistas (Efi Rousi, Kai Kornhuber, Goratz Beobide-Arsuaga, Fei Luo, Dim Coumou) analisou dados observacionais dos últimos 40 anos e mostrou, pela primeira vez, que esse rápido aumento está ligado a mudanças na circulação atmosférica. Ventos de grande escala de 5 a 10 km de altura, a chamada corrente de jato, estão mudando na Eurásia. Os períodos durante os quais a corrente de jato é dividida em duas ramificações – os chamados estados de jato duplo – tornaram-se mais duradouros. Esses estados de jato duplo explicam quase toda a tendência ascendente das ondas de calor na Europa Ocidental e cerca de 30% no domínio europeu maior.

“Embora as ondas de calor do verão não sejam um fenômeno novo, o que é novo é que os eventos extremos de calor na Europa vêm ocorrendo com maior frequência e intensidade nos últimos anos. Basta pensar nos verões quentes e secos de 2018, 2019, 2020 e na atual onda de calor na Europa – e espera-se que isso piore”, diz Efi Rousi, do Instituto Potsdam para Pesquisa de Impacto Climático (PIK) e principal autor do estudo. a ser publicado na Nature Communications.

“Nosso estudo mostra que esses extremos de calor na Europa estão ligados a fluxos de jato duplos e sua crescente persistência no setor da Eurásia”.

Distribuição geográfica de todos os perfis de temperatura do oceano disponíveis de 2005 a 2020 observado por diferentes instrumentos: Argo (cinza), CTDs (laranja), XBTs (vermelho), estações atracadas (verde claro), Planadores (azul), pinípedes (azul claro) e perfiladores presos ao gelo (roxo). Os dados são provenientes do mundoBanco de dados oceânicos (Boyer et al. 2018)

No estudo, os cientistas analisaram como a corrente de jato – uma corrente de ar de fluxo rápido que viaja de oeste para leste ao redor do hemisfério norte do globo a cerca de 10 km de altura – pode ter contribuído para as tendências observadas de ondas de calor. Para realizar a análise, os cientistas definiram ondas de calor persistentes como pelo menos seis dias consecutivos durante os quais a temperatura máxima do ar excedeu o limite dos 10% dos dias mais quentes em um determinado local. Eles examinaram dados climáticos diários para os dois meses mais quentes da Europa, julho e agosto, durante um período de 42 anos.

(A) Quantidade total de dados para cada instrumento em cada mês desde 2005 até 2020; (B) Cobertura efetiva de dados (EDC) para cada instrumento, definida pela fração da cobertura volume global oceânico superior de 2.000 m considerada amostrada pelo método de mapeamento IAP com raios de influência de 20°(25° abaixo de 700m) a cada mês

Escala de cores da temperatura da superfície do mar

Quantidade total de dados e cobertura efetiva de dados de perfil oceânico para cada instrumento para 0-2000 m

Um papel importante para a dinâmica da atmosfera no abastecimento de mega-ondas de calor da Europa Ocidental

“Descobrimos que normalmente existem três estados da corrente de jato, sendo um deles o estado de jato duplo, consistindo em dois ramos de corrente de jato com vento aumentado, um sobre o sul e outro sobre o norte da Eurásia”, coautor Kai Kornhuber, cientista na Universidade de Columbia em Nova York e PIK, explica. Embora o número de eventos de jato duplo por ano não tenha mudado muito, os eventos de jato duplo tornaram-se mais longos e, portanto, mais persistentes. Essa persistência aumentada atua em cima dos aumentos de temperatura do aquecimento causado pelo homem para alimentar ondas de calor mais intensas. Kornhuber explica: “Nossos novos resultados destacam a importância de entender os processos dinâmicos da atmosfera para antecipar riscos futuros de calor extremo e identificar pontos críticos globais, como a Europa Ocidental”.

A crescente persistência de fluxos de jato duplos é especialmente relevante para a Europa Ocidental, descobriram os pesquisadores. “Nosso estudo mostra que a crescente persistência de jatos duplos explica cerca de 30% das tendências de ondas de calor em toda a Europa. No entanto, se olharmos apenas para a região menor da Europa Ocidental, isso explica quase 100%”, diz Efi Rousi. “Nesta região, que coincide com a saída da trilha de tempestades que vem do Atlântico Norte em direção à Europa, os sistemas climáticos

normalmente se originam do Atlântico e, portanto, têm um efeito de resfriamento – durante os estados de jato duplo os sistemas climáticos são desviados para o norte e as ondas de calor persistentes podem desenvolver na Europa Ocidental.

O que está favorecendo o aumento da persistência de eventos de jato duplo?

“Os jatos duplos podem ser desencadeados por uma variedade de razões, incluindo variabilidade caótica na atmos-

fera”, explica o coautor Dim Coumou, pesquisador do Instituto de Estudos Ambientais (IVM) da VU Amsterdam e do Instituto Meteorológico Real da Holanda (KNMI). “Mas a questão interessante é o que torna os jatos duplos mais persistentes? Uma possível explicação é o aumento do aquecimento das altas latitudes, em particular em regiões terrestres como a Sibéria, o norte do Canadá e o Alasca. No verão, essas regiões se aqueceram muito mais rápido do que o oceano Ártico, pois sobre o oceano o excesso de energia é usado para derreter o gelo marinho”. A terra ao redor do oceano Ártico tem visto um aquecimento muito rápido no verão associado ao rápido recuo na cobertura de neve no final da primavera. “Esta crescente diferença de temperatura entre a terra e o oceano favorece a persistência de estados de jato duplo no verão”, diz

Coumou. Kornhuber acrescenta: “Os modelos climáticos tendem a subestimar os riscos climáticos extremos. Assim, pesquisas futuras precisam avaliar até que ponto as relações identificadas são capturadas pelos modelos, pois as projeções de calor extremo sob emissões contínuas de gases de efeito estufa podem ser muito conservadoras”.

Rousi conclui: “Embora isso precise de mais pesquisas, uma coisa é clara: fluxos de jato duplos e sua crescente persistência são fundamentais para entender os riscos atuais e futuros das ondas de calor na Europa Ocidental”.

Diagrama esquemático da operação do flutuador no oceano sob Argo

Sistema Global de Observação dos Oceanos/OLAR

À medida que a Terra aquece, a chuva cai

Riscos crescentes de futuros extremos climáticos compostos com o aquecimento das massas terrestres globais. O aquecimento global evoca imagens de secas e incêndios nas mentes de muitos, mas um novo estudo conclui que a maioria das comunidades enfrentará chuvas fortes, calor excessivo e as suas repercussões combinadas

por *Haijiang Wu/Universidade A&F Fotos: AGU modificado de Su et al. (2023), Earth’s Future, Haijiang Wu, Phillip

As massas terrestres da Terra têm maior probabilidade de se tornarem mais úmidas do que secas à medida que as temperaturas aumentam. Num novo estudo, os investigadores descobriram que a precipitação simultânea e os extremos de calor tornar-se-ão mais frequentes, severos e generalizados sob as alterações climáticas, mais do que em condições secas e quentes.

Quando ocorrem condições úmidas e quentes, as ondas de calor primeiro secam o solo e reduzem sua capacidade de absorver água. As chuvas subsequentes têm mais dificuldade em penetrar no solo e, em vez disso, correm ao longo da superfície, contribuindo para inundações, deslizamentos de terra e quebras de colheitas.

“Estes extremos climáticos compostos têm atraído uma atenção considerável nas últimas décadas devido às suas pressões desproporcionais sobre os setores agrícola, industrial e dos ecossistemas – muito mais do que apenas eventos extremos individuais”, disse Haijiang Wu, investigador da Universidade A&F do Noroeste da China e autor principal. do estudo.

Extremos de calor tornar-se-ão mais frequentes, severos e generalizados sob as alterações climáticas

A precipitação simultânea e os extremos de calor tornar-se-ão mais frequentes, severos e generalizados sob as alterações climáticas, mais do que em condições secas e quentes

Flores/Unsplash

A floresta Amazônia receberá mais chuvas. Foto de vapor d’água do Espectrômetro de Emissão Troposférica (TES) da NASA no satélite Aura

A pesquisa foi publicada no Earth’s Future, revista da AGU para pesquisas interdisciplinares sobre o passado, presente e futuro do nosso planeta e de seus habitantes. A equipe utilizou uma série de modelos climáticos para projetar extremos climáticos compostos até ao final do século, se as emissões de dióxido de carbono continuarem a aumentar.

Eles descobriram que embora algumas regiões do mundo se tornem mais secas à medida que as temperaturas aumentam – como a África do Sul, a Amazônia e partes da Europa – muitas regiões, incluindo o leste dos Estados Unidos, o leste e o sul da Ásia, a Austrália e a África central receberão mais precipitação.

Os extremos úmidos e quentes também cobrirão uma área maior e serão mais severos do que os extremos secos e quentes. No futuro, os extremos húmidos-quentes tornar-se-ão mais prováveis porque a capacidade da atmosfera de reter humidade aumenta entre 6% e 7% por cada aumento de 1 grau Celsius na temperatura.

Muitas regiões experimentarão um aumento de condições climáticas extremas, úmidas e quentes

Frequência de extremos secos-quentes compostos ( f BDHI < –1,3 ) e extremos pluviais-quentes compostos ( f BPHI < –1,3 ) juntamente com as incertezas associadas durante a estação quente no histórico (1950–1999) e no futuro (2050–2099) períodos

(a – d) Média multimodelo de f BDHI < –1,3 e f BPHI < –1,3 durante a estação quente em períodos históricos e futuros. O pontilhado mostra f BDHI < –1,3 e f BPHI < –1,3 está acima de 10%. (e – h) Incerteza em f BDHI < –1,3 e f BPHI < –1,3 devido à diferença entre modelos ( U MD) sobre a soma de U MD e U IV (ou seja, U MD /( U MD + U IV ), o percentual abaixo de 50% indica que a incerteza é dominada pela variabilidade climática interna ( U IV ) e vice-visto) durante o período quente temporada nos períodos históricos e futuros. (i – l) Incerteza relativa em f BDHI < –1,3 e f BPHI < –1,3 devido a 2 × U IV em relação a f BDHI < –1,3 e f BPHI < –1,3 durante a estação quente nos períodos histórico e futuro

À medida que a Terra fica mais quente, a atmosfera mais quente reterá mais vapor de água, o que significa que mais água estará disponível para cair como precipitação.

As regiões susceptíveis de serem duramente atingidas por extremos húmidos e quentes acolhem muitas áreas densamente povoadas que já são propensas a riscos geológicos, tais como deslizamentos de terra e fluxos de lama, e produzem muitas das colheitas mundiais. Um aumento nas chuvas intensas e nas ondas de calor poderia causar mais deslizamentos de terra que ameaçam as infra-estruturas locais, enquanto as inundações e o calor extremo poderiam destruir as colheitas.

Muitas partes do mundo já estão enfrentando extremos de calor e umidade. Na Europa Ocidental, as condições climáticas levaram a inundações mortais em 2021. Naquele Verão, temperaturas recordes secaram o solo. Pouco depois, fortes chuvas caíram sobre a superfície do solo ressecado e provocaram enormes deslizamentos de terra e inundações repentinas que destruíram casas inteiras, ceifando mais de 200 vidas.

O aumento dos extremos húmidos-quentes, como as condições das cheias europeias de 2021, cria a necessidade de abordagens de adaptação climática que tenham em consideração as condições húmidas-quentes.

“Dado o fato de que o risco de extremos compostos de quente e húmido num clima em aquecimento é maior do que de extremos compostos de quente e seco, estes extremos de quente e húmido devem ser incluídos nas estratégias de gestão de risco”, disse Wu. Embora as ondas de calor e as fortes chuvas possam ser perigosas por si só, os seus impactos combinados podem ser ainda mais devastadores. “Se ignorarmos o risco de extremos quentes e húmidos e não tomarmos um aviso prévio suficiente, os impactos na segurança hídrica, alimentar e energética seriam inimagináveis”, disse Wu.

Chuvas extremas aumentam exponencialmente com o aquecimento global

Os modelos climáticos de última geração subestimam drasticamente o aumento das chuvas extremas sob o aquecimento global, de acordo com um estudo que sinaliza um futuro de inundações catastróficas mais frequent es, a menos que a humanidade reduza as emissões de gases com efeito de estufa

Fotos: Divulgação, PHIS, Unsplash

Isso ocorre no momento em que os países se preparam para se reunir na cúpula COP28 em Dubai, que começa no final desta semana, em meio a temores de que em breve será impossível limitar o aquecimento a longo prazo aos 1,5 graus Celsius que os cientistas dizem ser necessário para conter os piores efeitos do clima causado pelo homem. mudar.

Vista aérea mostrando visão geral de uma área inundada em Dolow, na Somália, após as inundações devastadoras de 25 de novembro

Investigadores do Instituto Potsdam de Investigação do Impacto Climático (PIK) analisaram a intensidade e a frequência dos extremos diários de precipitação sobre a terra em 21 modelos climáticos de “próxima geração” utilizados por um órgão da ONU nas suas avaliações globais.

Compararam então as mudanças projetadas pelos modelos com as observadas historicamente, descobrindo que quase todos os modelos climáticos subestimaram significativamente as taxas a que os aumentos nos extremos de precipitação aumentaram com o aumento da temperatura global.

“O nosso estudo confirma que a intensidade e a frequência dos extremos de chuvas intensas estão a aumentar exponencialmente com cada incremento do aquecimento global ”, disse Max Kotz, autor principal do artigo publicado no Journal of Climate.

As mudanças acompanham a relação Clausius-Clapeyron na física, que estabeleceu que o ar mais quente retém mais vapor d’água. Esta descoberta sustentou o facto de que a temperatura e não o vento dominam a mudança global em eventos extremos de precipitação, segundo os autores.

Para eventos de precipitação extrema no Norte da Índia (losango vermelho), as linhas vermelhas mostram padrões climáticos locais e as linhas azuis mostram padrões globais que ligam eventos de precipitação extrema representados pelas formas azuis. Em particular, as formas azuis sobre a Europa indicam que chuvas extremas no norte da Índia podem ser previstas a partir de eventos anteriores na Europa

Aumentos mais fortes na intensidade e frequência das chuvas foram encontrados nos trópicos e nas altas latitudes, como no Sudeste Asiático ou no Norte do Canadá, de acordo com o estudo.

Chuvas extremas causam problemas e inundações persistem em Mumbai

“As chuvas extremas serão mais intensas e frequentes. A sociedade precisa estar preparada para isso”, disse o coautor Anders Levermann. “A boa notícia é que isto torna mais fácil prever o futuro das chuvas extremas. A má notícia é: a situação vai piorar se continuarmos a aumentar as temperaturas globais através da emissão de gases com efeito de estufa”.

Assembleia da ONU para o

Meio Ambiente (UNEA-6)

A UNEA-6, foi aberto pelo Coro de Meninos Quenianos, seguido dos discursos e declarações de abertura das delegações, com foco nas “Ações multilaterais eficazes, inclusivas e sustentáveis para enfrentar as alterações climáticas, a perda de biodiversidade e a poluição”

Na abertura a Presidente da UNEA-6, Leila Benali, afirmou que a reunião deveria centrar-se em três pontos de inflexão: os principais conflitos que acontecem em todo o mundo; o número histórico de eleições gerais que terão lugar em países que poderão conduzir a um ressurgimento mais forte de movimentos populistas; e uma oportunidade para restaurar a confiança no multilateralismo e na humanidade.

Inger Andersen, Diretora Executiva do PNUMA, reforçou esta mensagem, observando que nas anteriores UNEA o mundo estava observando, mas nesta UNEA o mundo desceu sobre Nairobi.

Com o número recorde de participantes na UNEA-6, não podemos deixar de evocar a observação frequentemente repetida do falecido membro dedicado do pessoal do Programa de Desenvolvimento

das Nações Unidas, David Lockwood: “A ONU é um reflexo do mundo. Se os países não conseguirem chegar a acordo, a ONU não pode agir”.

Na UNEA-6, as resoluções refletidas são de fato um reflexo do mundo tal como se encontra hoje: os países negociarão textos sobre conflitos armados, justiça climática, apoio de recursos ao Sul Global e soluções para adaptar e mitigar a tripla crise planetária – seja através da promoção da economia circular, de medidas de qualidade do ar, da proteção dos oceanos e dos mares ou da forte sincronização da UNEA com os acordos ambientais multilaterais existentes.

Os Delegados discutiram e partilharam as lições aprendidas com o desenvolvimento de medidas de riqueza inclusivas e abrangentes e a sua relevância para a elaboração de políticas com enfoque no capital natural e nas suas ligações com os capitais humanos e produzidos.

Eles aprenderam sobre medidas complementares ao PIB que procuram abordar as deficiências do PIB e medir o que realmente importa para a sustentabilidade e a prosperidade.

Reduzir simultaneamente as emissões de ozônio de baixo nível e outros poluentes climáticos de vida curta, bem como o dióxido de carbono de vida longa, poderia reduzir a taxa de aquecimento global pela metade até 2050, mostra um novo estudo

Fotos: IISD/ENB | Mike Muzurakis

Enfatizaram também a necessidade de medir a degradação ambiental, os investimentos no capital humano e nas gerações futuras, e a desigualdade, e destacou os apelos para complementar as medidas do PIB com medidas de riqueza inclusivas.

Foi observado que a riqueza inclusiva compreende cinco tipos de capital: produzido, natural, humano, financeiro e social. O projeto concluiu, entre outras coisas, que o capital produzido cresceu em todos os países, especialmente na Indonésia. Verificou-se que o capital humano está a crescer nos três países e é o ativo mais importante nestes países.

Descobriu-se que o capital natural estava em declínio e que a investigação fornece dados para ajudar os países a começarem a conectar os seus investimentos nas diferentes capitais.

Durante reunião do Grupo de Contato I: Cluster A

Inger Andersen, Diretora Executiva, PNUMA

Ainda na abertura com recorde de participantes

Eles destacaram que as políticas e estratégias de desenvolvimento devem incluir considerações sobre as alterações climáticas e o bem-estar ambiental. Lembrando que os responsáveis pela medição e pelo cálculo do PIB fazem frequentemente parte do Ministério das Finanças e estes funcionários muitas vezes não estão envolvidos nas discussões sobre as alterações climáticas.

Comentários adicionais incluíram sugestões para desenvolver ferramentas para as empresas avaliarem o peso de cada capital e o seu impacto nos ativos financeiros, e para avaliar a riqueza abrangente dos países europeus quando estes estavam em desenvolvimento.

O Secretário-Geral da ONU, Antonio Guterres, voltou a alertar que o planeta está “à beira do abismo” devido às crises ambientais, “O nosso planeta está à beira do precipício. Os ecossistemas estão em colapso”, apelou à aceleração da transição justa dos combustíveis fósseis para as energias renováveis, à capitalização do Fundo de Perdas e Danos e à finalização das negociações do tratado internacional dos plásticos... Guterres instou os países a “cumprirem os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) da ONU”.

Apelando à unidade para alcançar a Agenda 2030 para o Desenvolvimento Sustentável, Dennis Francis, Presidente da 78ª sessão da Assembleia Geral da ONU, apelou para que o resultado da UNEA-6 contribua para o direito humano a um ambiente limpo, saudável e sustentável; e um futuro mais equitativo, inclusivo e resiliente para todos. A Presidente do Conselho Económico e Social, Paula Narváez, lamentou que o ritmo do progresso seja insuficiente para cumprir todos os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) até 2030 e sublinhou a necessidade da sua implementação coordenada e integrada

Mensagem de vídeo, do Secretário-Geral da ONU, Antonio Guterres durante a UNEA-6

Dennis Francis , Presidente da 78ª Sessão da Assembleia Geral da ONU, de Trinidad e Tobago

Delegados discutindo propostas em grupo

Luciana Andrade Fonseca, do Brasil, em negociações

Durante

Agradecendo aos delegados por “trazerem a natureza de volta à sala”, o presidente da UNEA-7, Abdullah Bin Ali Al Amri, presidente da Autoridade Ambiental (Omã), disse que o único caminho a seguir para os Estados Membros é o do trabalho em equipe, pois “não há outro planeta para escapar para.”

A Diretora Executiva do PNUA, Inger Andersen, disse que as negociações nem sempre foram fáceis, os Estados-Membros nem sempre concordaram, mas o que importa é como discordamos, e este espírito de inclusão representa o verdadeiro multilateralismo.

Após muitas horas de negociações ininterruptas nas últimas duas semanas, os delegados concluíram com sucesso a sexta Assembleia das Nações Unidas para o Ambiente (UNEA-6), passando o último dia a ouvir discursos apaixonados de líderes de todo o mundo apelando à resposta ao alerta do planeta. sinais.

A Presidente da UNEA-6, Leila Benali, ao resumir as realizações da UNEA-6, observou que apelam a uma liderança esclarecida e apelou à intensificação dos meios de implementação, ao reforço da capacidade nacional para implementar planos de ação e políticas e ao reforço da

interface ciência-política.

No final da sexta sessão da Assembleia das Nações Unidas para o Meio Ambiente (UNEA-6), Inger Anderson, Diretora Executiva do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), chamou a atenção para a necessidade de enfrentar a tripla crise planetária e desacelerar as mudanças climáticas, restaurar a natureza e a terra e criar um mundo livre de poluição. Resumidamente os delegados na UNEA-6 viram a adopção de 15 resoluções, duas decisões e uma Declaração Ministerial. As resoluções cobriram temas que vão desde os aspectos ambientais dos minerais e metais, a boa gestão de produtos químicos e resíduos e pesticidas altamente perigosos até estilos de vida sustentáveis, tempestades de areia e poeira, degradação da terra e assistência e recuperação ambiental em áreas afetadas por conflitos armados.

Presidente da UNEA-7, Abdullah Al Amri, do Omã, recebendo o martelo da presidente da UNEA-6, Leila Benali doMarrocos

Inger Anderson, Diretora Executiva do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), chamou a atenção para a necessidade de enfrentar a tripla crise planetária e desacelerar as mudanças climáticas, restaurar a natureza e a terra e criar um mundo livre de poluição

a plenária de encerramento

As mudanças climáticas, e não o El Niño, são o principal fator de seca excepcional na altamente vulnerável Bacia do Rio Amazonas

Desde meados de 2023, a Bacia do Rio Amazonas (ARB) está em estado de seca excepcional, impulsionada por baixas precipitações e temperaturas consistentemente altas durante todo o ano de 2023 em toda a bacia

Abacia hidrográfica contém a maior floresta tropical do mundo, tornando-a um hotspot global de biodiversidade e uma parte fundamental do ciclo hidrológico e do carbono global. Os níveis dos rios estão nos níveis mais baixos dos últimos 120 anos, ameaçando os estimados 30 milhões de pessoas que vivem na bacia amazônica em vários países, incluindo Brasil, Peru, Colômbia, Venezuela, Equador e Bolívia, ao interromper o transporte, isolar comunidades e matar a vida selvagem.

O grande sistema fluvial abastece porções significativas da energia dos países afetados através da energia hidroelétrica, com o Brasil a depender da energia hidroelétrica para 80% da sua eletricidade, a Colômbia 79%, a Venezuela 68%, o Equador e o Peru 55%, e a Bolívia 32% (Aids, EUA, 2018).

A seca está a afetando. significativamente as capacidades das barragens e

por *Imperial College de Londres Fotos: Agência Senado, Catálogo da National Aeronautics and Space Administration [NASA], Elton Viana/Semcom,

Diversidade da Bacia do Rio Amazonas

Imagem do espectrorradiômetro de imagem de resolução moderada (MODIS) da bacia amazônica central, caracterizada por grandes planícies aluviais (Fonte: Catálogo da National Aeronautics and Space Administration [NASA]

Os níveis dos rios estão nos níveis mais baixos

a produção de energia e levou a cortes de energia na região já em Junho de 2023.

Cientistas do Brasil, Holanda, Reino Unido e EUA utilizaram métodos publicados e revisados por pares para avaliar se e em que medida a seca foi influenciada pelas mudanças climáticas, bem como pela ocorrência do El Niño, que é conhecido por estar associado à seca na Amazônia.

Embora a seca tenha começado mais cedo no oeste da bacia, toda a bacia esteve numa seca grave ou excepcional durante a segunda metade do ano (Fig. 1, contorno azul).

Existem diversas maneiras de caracterizar uma seca. A seca meteorológica considera apenas a baixa pluviosidade, enquanto a seca agrícola combina estimativas de precipitação com evapotranspiração. O aumento da evapotranspiração devido ao aquecimento regional pode desempenhar um papel importante na exacerbação dos impactos da seca. Neste estudo avaliamos a seca agrícola, bem como a seca meteorológica. A principal variável aqui utilizada para caracterizar a seca agrícola é o Índice Padronizado de Evapotranspiração de Precipitação (SPEI) (figura 1) que utiliza a diferença entre a precipitação e a evapotranspiração potencial para estimar a água disponível. Quanto mais negativos são os valores, mais severa é classificada a seca.

Estiagem provoca redução drástica dos níveis de rios e lagos a Amazônia Fonte: Agência Senado

Principais conclusões

☆ Populações altamente vulneráveis foram desproporcionalmente afetadas pela seca. Os pequenos agricultores e as comunidades indígenas, rurais e ribeirinhas de toda a região estavam entre os mais vulneráveis devido às elevadas taxas de pobreza e à sua elevada dependência da produção agrícola de alimentos, da disponibilidade de água doce e da importação de bens através dos rios.

☆ A exposição aos impactos da seca foi agravada por práticas históricas de gestão de terras, água e energia, incluindo desmatamento, destruição de vegetação, incêndios, queima de biomassa, agricultura corporativa, pecuária e outros problemas socio climáticos que diminuíram a capacidade de retenção de água e umidade do terra e, portanto, piorou as condições de seca.

☆ Em conjuntos de dados baseados em registos meteorológicos, a seca é excepcional, mesmo no clima actual, caracterizada como um evento de 1 em 100 anos para a seca meteorológica (SPI) e aprox. um evento 1 em 50 anos na SPEI. Embora exista uma forte tendência de seca na seca meteorológica, a tendência na seca agrícola é ainda mais forte, o que significa que esta seca agrícola teria sido extremamente rara num clima mais frio.

☆ Primeiro avaliamos até que ponto o El Niño é um impulsionador desta tendência. O El Niño reduziu a quantidade de precipitação na região aproximadamente na mesma proporção que as alterações climáticas; no entanto, a forte tendência de seca deveu-se quase inteiramente ao aumento das temperaturas globais, pelo que a gravidade da seca atualmente vivida é em grande parte impulsionada pelas alterações climáticas.

☆ A fim de avaliar se e em que medida as alterações climáticas induzidas pelo homem foram um fator impulsionador desta seca, combinamos produtos de dados baseados em observações e modelos climáticos e analisamos a seca

meteorológica de 6 meses (SPI6), bem como a seca agrícola (SPEI6). Descobrimos que a probabilidade de ocorrência da seca meteorológica aumentou por um fator de 10, enquanto a seca agrícola tornou-se cerca de 30 vezes mais provável.

☆ Utilizando o sistema de classificação de monitorização da seca dos EUA, baseado na seca agrícola, isto significa que o que é agora classificado como uma seca excepcional (D4), teria sido apenas uma “seca severa” (D2) sem os efeitos das alterações climáticas, causadas pela queima de fósseis combustíveis e desmatamento.

☆ A menos que o mundo pare rapidamente de queimar combustíveis fósseis e de desflorestar, estes acontecimentos tornar-se-ão ainda mais comuns no futuro. Num mundo 2°C mais quente do que o período pré-industrial, um evento como este tornar-se-ia ainda mais provável por um fator adicional de 4 para a seca agrícola (a cada 10-15 anos) e por um fator adicional de 3 para a seca meteorológica (a cada ~30 anos). ).

☆ Embora todos os países da região afetada tenham planos de gestão da seca, as secas recentes indicam a necessidade de reformar a política e de integrar melhor o apoio proativo às previsões e aos alertas precoces, aos planos de contingência da seca, às práticas sustentáveis de gestão da água e ao investimento em infraestruturas para fazer face a situações futuras e mais intensas. secas.

☆ Estes resultados realçam que, apesar da “baixa confiança” nas projeções do IPCC para a seca na região, o crescente stress hídrico impulsionado pelas alterações climáticas induzidas pelo homem, bem como por outros fatores sistémicos, continua a ser uma grande ameaça para a população e requer esforços urgentes para uma gestão mais eficaz. estratégias de gestão da água, resposta humanitária interdisciplinar e cooperação regional que inclua agricultores e outras partes interessadas no planeamento.

Os contornos sólidos indicam períodos de

os mesmos períodos de retorno num clima 1,2°C mais frio. Os contornos sombreados representam diferentes níveis de severidade da seca. O ponto magenta indica o evento de seca de 2023 no clima atual, enquanto o triângulo turquesa mostra um evento de gravidade equivalente num clima 1,2°C mais frio. O quadrado verde indica o evento de seca num ano neutro do ENSO

☆ A seca foi agrícola, combinando a redução das chuvas com condições mais quentes que evaporaram a umidade das plantas e do solo. Foi essa evaporação provocada pelo calor que foi crítica na gravidade da seca, disse a co-autora do estudo Friederike Otto, cientista climática do Imperial College de Londres

A seca meteorológica é aqui analisada utilizando um índice (SPI) baseado apenas na precipitação.

[*] Imperial College de Londres

A crise climática transformou a seca que atingiu a floresta amazónica em 2023 num acontecimento devastador, concluiu o estudo

Figura 2: Distribuição conjunta de precipitação de 6 meses e PET com classificação de seca SPEI correspondente.

retorno sob a distribuição conjunta no clima atual, enquanto os contornos tracejados indicam

O armazenamento de água está no centro da adaptação às mudanças climáticas

Armazenar água será vital para se adaptar às mudanças climáticas, de acordo com um novo relatório do Banco Mundial. O mundo enfrenta uma lacuna no armazenamento de água à medida que a demanda por água doce cresce e as geleiras, as camadas de neve e as zonas úmidas diminuem. Uma nova abordagem que integre o armazenamento de água construído e natural é necessária para gerenciar a água de forma holística em todos os sistemas de água

Na década de 1960, os agricultores do norte da Índia começaram a usar água subterrânea para irrigar seus campos. A prática estimulou uma Revolução Verde na agricultura e transformou a Índia em um país com segurança alimentar. Seis décadas depois, no entanto, o alto uso de água subterrânea em todo o país está esgotando constantemente um recurso precioso para milhões de indianos. Hoje, a maioria dos países está exercendo uma pressão sem precedentes sobre os recursos hídricos. A população global está crescendo rapidamente e as estimativas mostram que, com as práticas atuais, o mundo enfrentará um déficit de 40% entre a demanda prevista e o suprimento disponível de água até 2030.

A água estratégica

A escassez crônica de água e eventos climáticos extremos são percebidos como algumas das maiores ameaças à prosperidade e estabilidade globais.

Com as mudanças climáticas tornando os padrões de chuva cada vez mais imprevisíveis, países e comunidades ao redor do mundo precisam repensar como usam e gerenciam a água potável, de acordo com um novo relatório do Banco Mundial, What the Future Has in Store, A New Paradigm for Water Storage. O relatório adverte que a água é o “desafio mais urgente de nossa vida”, com as crises hídricas relacionadas às mudanças climáticas já afetando as pessoas, o meio ambiente e as economias.

Usando água subterrânea para irrigar seus campos

Fotos: CRS PHOTO/Shutterstock, ONU/Sebastian Rich Unsplash, UN Water, World Bank report

Em 2022, dois terços dos municípios do México enfrentaram escassez de água, a França experimentou sua pior seca da história e inundações causadas por fortes chuvas submergiram um terço do Paquistão, matando mais de 1.200 pessoas e desalojando 33 milhões.

“O armazenamento de água doce está no centro da adaptação às mudanças climáticas, obviamente economizando água para épocas mais secas e reduzindo o impacto das enchentes”, diz Saroj Kumar Jha, Diretor Global da Water Global Practice do Grupo Banco Mundial.

“O Banco Mundial produziu este relatório porque reconhecemos que muitos de nossos clientes em todo o mundo estão em situações sem precedentes, lutando para lidar com desastres relacionados à água e lutando para desenvolver, operar e manter serviços de água mais — e mais resilientes”.

Uma crescente lacuna de armazenamento de água

A água está no centro do desenvolvimento econômico e social; influencia se as comunidades são lugares saudáveis para viver, bons lugares para cultivar alimentos ou ter energia limpa confiável. A água também sustenta ecossistemas naturais, como florestas ou pântanos, impulsiona a indústria, cria empregos e afeta todos os aspectos do desenvolvimento, com um vínculo direto com quase todos os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS).

A água doce é armazenada de várias maneiras

A água doce é armazenada de várias maneiras, com grandes quantidades armazenadas naturalmente no gelo, incrustadas no solo e na vegetação, subterrâneas em aquíferos ou na superfície em lagos e pântanos. A água estrategicamente significativa também é armazenada dentro ou atrás de estruturas como represas, tanques, lagoas de retenção, campos agrícolas ou arrozais.

O armazenamento também pode ser uma combinação de soluções naturais e construídas (às vezes também chamadas de soluções verdes e cinzas). Por exemplo, estruturas construídas são usadas para acelerar a recarga do armazenamento subterrâneo natural.

Espera-se que o armazenamento de água para mitigação das mudanças climáticas aumente por meio da energia hidrelétrica, que, além de gerar eletricidade, pode fornecer serviços de armazenamento de energia e balanceamento de rede, essenciais para expandir outras fontes de energia renováveis mais variáveis, como solar e eólica.

À medida que a demanda por água doce aumenta, o mundo está experimentando uma crescente lacuna de armazenamento de água, com mais armazenamento de água necessário do que o disponível em muitos lugares.

Novo relatório do Banco Mundial

Enquanto a população global dobrou nos últimos 50 anos, a água armazenada na natureza caiu cerca de 27.000 bilhões de metros cúbicos à medida que as geleiras derreteram, a camada de neve diminuiu e as zonas úmidas e planícies aluviais foram destruídas.

Tradicionalmente, o armazenamento de água tem se concentrado em represas e reservatórios, mas essa abordagem não atenderá aos desafios do século 21 em muitas áreas. O relatório oferece uma estrutura para integrar e maximizar os benefícios de todas as formas de armazenamento de água: infraestrutura natural e sólida e uma combinação de ambos, ao longo de toda uma bacia hidrográfica.

Enquanto a população global dobrou nos últimos 50 anos, a água armazenada na natureza caiu cerca de 27.000 bilhões de metros cúbicos à medida que as geleiras derreteram, a camada de neve diminuiu e as zonas úmidas e planícies aluviais foram destruídas.

O relatório destaca ferramentas práticas para ajudar a identificar opções de armazenamento que atendem a uma variedade de necessidades exclusivas, facilitam a colaboração e, por fim, oferecem suporte a soluções de armazenamento integradas e resilientes projetadas para sustentar gerações. Algumas cidades, regiões e países já estão caminhando nessa direção, movidos por preocupações com a segurança hídrica.

Economizando água subterrânea na Índia

Com 18% da população mundial, mas apenas 4% de seus recursos hídricos , a Índia está tentando conter a superexploração de suas águas subterrâneas por meio do maior programa mundial de gerenciamento de águas subterrâneas liderado pela comunidade: Atal Bhujal Yojana.Com o apoio do Banco Mundial, o programa ajuda 8.220 Gram Panchayats (conselhos de aldeias), abrangendo mais de 20.000 aldeias em sete estados indianos, a contabilizar toda a água que entra e sai de suas comunidades.

Um aspecto central do programa são os planos de segurança hídrica liderados pela comunidade, preparados no nível da aldeia para apoiar os esforços contínuos para incentivar os agricultores a usar a água de forma mais eficiente.

Fonte: GRID-Arendal 2009 (Cartógrafo: Philippe Rekacewicz). Licenciado sob CC-BY-NC-SA 3.0.

Mais de 5.200 conselhos de aldeia prepararam e começaram a implementar planos de segurança hídrica, bem como “orçamentos hídricos” mostrando quanta água subterrânea está disponível, quanto deve ser recarregado e quanto pode ser reservado para a agricultura. Esse esforço levou muitos agricultores a usar técnicas inovadoras de irrigação que economizam água e a mudar de cultivos com uso intensivo de água para cultivos que consomem menos água.

Uma nova estratégia de água na África do Sul

A Cidade do Cabo, na África do Sul, um dos vários estudos de caso do relatório, desenvolveu uma nova estratégia hídrica após uma crise hídrica em 2018.Naquele ano, as torneiras da cidade estavam prestes a secar devido a uma seca histórica que atingiu a região. A Cidade do Cabo impôs severas restrições de água para manter o sistema funcionando até que fortes chuvas no final daquele ano trouxessem alívio. Mas a cidade enfrentou uma nova realidade que exigiu repensar sua abordagem para a água: melhorar o armazenamento de água é fundamental, mas deve andar de mãos dadas com outras estratégias de gestão de água. A Cidade do Cabo planeja atualizar como a água é alocada na região, melhorar a eficiência hídrica e diversificar as fontes

75% das águas superficiais, 7% de reutilização de águas residuais, 7% de água subterrânea e 11% da dessalinização da água do mar.

de água por meio da reutilização da água (a purificação de águas residuais tratadas), dessalinização da água do mar, remoção de espécies invasoras que consomem água em excesso e desenvolvimento de fontes de águas subterrâneas e armazenar. A região também baseará seu planejamento de cenários em dados e análises que consideram a possibilidade de mudanças climáticas repentinas e recentemente definiu a prioridade de

investimentos para aumento de água, usando um estudo hidroeconômico que considerou diferentes usuários de água (agricultura, indústria, doméstica e ecológica). Compreender o estado atual da água no mundo e tomar melhores decisões sobre como gerenciá-la criará uma base mais sólida para o desenvolvimento sustentável, ação climática e resiliência, além de pagar dividendos para as populações, economias e o planeta para as próximas gerações.

Use menos de 50 litros por pessoa por dia. No total!

Perda de armazenamento de água subterrânea em todo o mundo

Os recursos hídricos globais estão sobrecarregados pelas alterações climáticas e pelo crescimento da população humana, e as explorações agrícolas e as cidades recorrem cada vez mais às águas subterrâneas para satisfazer as suas necessidades. O mapeamento global da subsidência de terras revela perda generalizada de capacidade de armazenamento de aquíferos

por * Universidade Estadual do Colorado, Universidade de Ciência e Tecnologia do Missouri Fotos: Hasan et al., Nature 2023, USGS

Infelizmente, o bombeamento das águas subterrâneas pode fazer com que a superfície do solo afunde, à medida que os aquíferos abaixo são drenados e a arquitetura do solo entra em colapso. Pela primeira vez, um novo estudo mapeia esta perda de capacidade de armazenamento de águas subterrâneas em todo o mundo.

No estudo, publicado na Nature, pesquisadores da DRI, da Universidade Estadual do Colorado, Universidade de Ciência e Tecnologia do Missouri, examinaram como a extração de águas subterrâneas está provocando a subsidência de terras e o colapso dos aquíferos.

“Nosso estudo coloca a subsidência de terras devido ao bombeamento excessivo de águas subterrâneas em um contexto global”, disse Fahim Hasan, Ph.D. candidato na Colorado State University e autor principal do estudo.

Os gráficos representam contribuições de combinações de variáveis de entrada a Densidade de Área Irrigada Normalizada e Indicador de Argila Normalizada eb Precipitação e Umidade do Solo na previsão de subsidência de 1–5 cm/ano. A cor mais quente indica maior probabilidade de subsidência. Os valores em ambos os eixos foram traçados entre o 1º e o 99º percentil, pois a resposta do modelo (na previsão da subsidência) às variáveis é mais evidente dentro deste intervalo. O indicador normalizado de argila e a densidade normalizada de área irrigada são variáveis proxy que indicam a presença de sedimentos finos e densidade de irrigação de água subterrânea no modelo, respectivamente, enquanto a umidade do solo e a precipitação, juntamente com ou-

Gráficos de dependência parcial bidirecional das variáveis de entrada

tros fluxos hidrológicos, representam balanço hídrico indicando áreas com esgotamento de água subterrânea

Pesquisas anteriores no Vale Central da Califórnia determinaram que este local no condado de Merced diminuiu aproximadamente 2,5 metros entre 1965 e 2016

A retirada de água subterrânea induziu a subsidência global da terra prevista pelo modelo florestal aleatório. O modelo foi treinado com dados de subsidência derivados do Radar Interferométrico de Abertura Sintética (InSAR) para 47 regiões (pontos azuis) e um conjunto de dados de subsidência costeira baseado no Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS) para gerar um mapa global de subsidência. 1–5 cm/ano e >5 cm/ano são classes de subsidência consideráveis, e <1 cm/ ano é a classe de subsidência nominal ou nenhuma. O modelo prevê subsidência significativa em todo o mundo, abrangendo regiões da b Ásia Oriental, c Ásia Central, d Sul da Ásia, e Europa Oriental, f Europa Ocidental, g América do Norte e h Austrália. Os dados de origem são fornecidos como um arquivo de dados de origem

Ao combinar dados publicamente disponíveis com as capacidades preditivas da modelação informática, descobriram que a capacidade global de armazenamento de aquíferos está a desaparecer a uma taxa de aproximadamente 17 km 3 por ano (aproximadamente o tamanho de 7.000 Grandes Pirâmides de Gizé). Esta perda de armazenamento de água subterrânea é permanente, reduzindo para sempre a quantidade de água que pode ser captada e armazenada.

Aproximadamente 75% desta subsidência ocorre em terras agrícolas e regiões urbanas, sublinhando a importância de melhorar a gestão das águas subterrâneas a nível mundial.

“Com este estudo, queríamos compreender a dinâmica de subsidência de terras globalmente e com uma resolu-

ção suficientemente alta para ajudar as autoridades de gestão locais”, diz Sayantan Majumdar, Ph.D., professor assistente de pesquisa em ciências hidrológicas e sensoriamento remoto no DRI, que co- foi o autor do estudo.

Para identificar e quantificar a quantidade de terra que está a diminuir devido ao bombeamento de águas subterrâneas em regiões onde não há dados disponíveis, a equipa utilizou técnicas avançadas de aprendizagem automática. Eles primeiro compilaram todas as informações publicamente disponíveis que puderam encontrar em agências federais e estaduais e em estudos científicos.

Em seguida, utilizaram estes dados para construir um modelo informático que pode utilizar factores de risco para

subsidência de terras, como uso do solo e dados climáticos, para produzir previsões estatísticas para subsidência de terras noutras regiões. Eles testaram a precisão da capacidade preditiva do modelo avaliando quão bem ele previu a subsidência em regiões onde a subsidência foi verificada. Desta forma, poderiam expandir o estudo para incluir regiões rurais e pouco estudadas em todo o mundo.

“A maioria das regiões do mundo não possui programas de monitoramento para bombeamento de águas subterrâneas”, diz Majumdar. “Este tipo de dados é crucial para ajudar a compreender o problema em escala global”.

O estudo concluiu que os Estados Unidos, a China e o Irão são responsáveis pela maior parte da perda global de

Gráficos de dependência parcial bidirecional das variáveis de entrada

a mostra os países com a maior percentagem de subsidência em relação à área do seu país. As barras de erro representam o desvio padrão da média (erro padrão) das estimativas de redução da área percentual. b mostra os países com a maior perda de armazenamento de água subterrânea, prevista pelo nosso modelo. A China, os Estados Unidos e o Irão são responsáveis pela maior parte da perda permanente de armazenamento de aquíferos devido à consolidação. As barras de erro representam os limites superior e inferior das estimativas de perda de armazenamento de água subterrânea. No total, estimamos uma média de ~17 km 3 /ano (uma estimativa de primeira ordem) de perda de armazenamento em aquíferos confinados globalmente (limites inferior e superior ~11,5 km 3 /ano e ~22 km 3 /ano, respectivamente). Os países com asteriscos são aqueles onde não estavam disponíveis estudos de subsidência de terras publicados anteriormente devido à retirada de águas sub-

armazenamento de água subterrânea, com algumas regiões a registarem mais de 5 cm/ano de subsidência de terra. A Califórnia e o Arizona mostram uma significativa subsidência de terras devido à dependência da região árida das águas subterrâneas para irrigar as plantações. Em lugares como a Cidade do México, a subsidência está mais fortemente ligada ao uso das águas subterrâneas urbanas.

A investigação também prevê elevadas taxas de subsidência de terras tanto em regiões irrigadas como urbanas do Afeganistão, Uzbequistão, Azerbaijão e Síria, onde nenhum dado anterior documentou os impactos da retirada de águas subterrâneas.

Embora o estudo preveja que a maior parte da Europa regista baixas taxas de subsidência de terras inferiores a 1 cm/ano, os autores observam que mesmo esta quantidade pode causar danos às infraestruturas e criar problemas para as regiões costeiras que também estão ameaçadas pela subida do nível do mar. As consequências adicionais da subsidência de terras incluem a contaminação por arsénico e a intrusão de água salgada, ambas as quais podem afectar a qualidade das águas subterrâneas restantes.

Os 10 países com a maior percentagem de subsidência de terras em relação à sua área terrestre Classificações de estatísticas nacionais de subsidência de magnitude >1 cm/ano para os 10 principais países

terrâneas. Em ambos os gráficos, os dados de origem são fornecidos como um arquivo de dados de origem

Ilustração mostrando águas subterrâneas em aquíferos (em azul) (1, 5 e 6) abaixo do lençol freático (4), e três poços diferentes (7, 8 e 9) escavados para alcançá-los

O problema não se limita às regiões áridas, observam os autores do estudo, com subsidência mapeada em climas húmidos como o Bangladesh, a Índia e o Vietname. Isto sublinha uma elevada dependência das águas subterrâneas, mesmo em re-

giões onde as chuvas são abundantes.

Os cientistas esperam que os gestores da água possam utilizar os seus dados para compreender a escala e a extensão da perda de armazenamento de água subterrânea que ocorre na sua região.

El Niño interrompe capacidade das florestas da América do Sul de absorver carbono

Mitigar as perturbações climáticas a tempo: uma abordagem auto-consistente para evitar o aquecimento global a curto e

Um estudo divulgado recentemente pela revista Nature Climate Change aponta que as altas temperaturas causadas pelo evento climático El Niño, no período de 2015 a 2016, interromperam a capacidade das florestas da América do Sul de absorver o carbono. Mais de 100 cientistas de instituições nacionais e internacionais participaram do trabalho, entre eles a pesquisadora do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (Inpa/MCTI), Flávia Costa, e a pós-doutoranda do Inpa, Thaiane Sousa.

O estudo liderado pela pesquisadora Amy Bennett da Universidade de Leeds, no Reino Unido, revelou que o El Niño, evento climático que aquece a superfície do mar no Oceano Pacífico levando a uma grande mudança no sistema climático mundial, daqueles dois anos foi recorde, causando aumentos extremos de calor e seca em toda a América do Sul.

longo prazo

Fotos: Laboratório de Ecologia Vegetal (Inpa/MCTI), NASA/JPL-Caltech

Isso levou cientistas de várias instituições a avaliar o impacto do fenômeno (2015-2016) comparado com os anteriores. Durante muito tempo, as florestas tropicais funcionaram como sumidouros de carbono, retirando mais

carbono do ar do que emitindo, um processo que reduziu o impacto das mudanças climáticas. A recente pesquisa mostrou que as altas temperaturas e a seca durante o El-Niño de 2015-2016 levaram ao aumento das perdas de carbono através da mortalidade das árvores. Foram estudadas 123 parcelas florestais, que são áreas delimitadas de uma população de floresta, na América do Sul tropical, árvore por árvore. Essas áreas florestais são administradas pelas redes de pesquisa da Rede Amazônica de Inventários Florestais (RAINFOR) e do Programa de Pesquisa em Biodiversidade (PPBio/Inpa). Após as análises foi notado que o sumidouro de carbono, representado pelo acúmulo de biomassa nas árvores, cessou durante o El Niño, com o balanço de carbono tornando-se indistinguível de zero. De acordo com o estudo, de 123 parcelas estudadas, 119 delas experimentaram um aumento médio mensal de temperatura de 0,5 graus celsius. Outro dado relevante é que 99 parcelas sofreram déficits hídricos, isso quer dizer que onde estava mais quente, também estava mais seco.

Os pesquisadores observaram que o maior impacto relativo do evento El Niño de 2015 a 2016 ocorreu em florestas historicamente mais secas

Emissões de carbono e condições climáticas em três regiões de floresta tropical segundo dados do satélite OCO-2. Embora as três regiões tenham passado de sumidouros de carbono a fontes de carbono temporariamente durante o El Niño, diferentes mecanismos em cada região entraram em ação para causar o aumento na liberação de carbono para a atmosfera

Essas parcelas florestais estudadas são estruturalmente intactas e abrangem florestas amazônicas e atlânticas, incluindo as que são de transição com florestas secas e Cerrado.

O estudo aponta que as florestas em climas mais secos da América do Sul sofreram os maiores impactos do El Niño, indicando maior vulnerabilidade a temperaturas extremas e secas, provavelmente, algumas árvores já estavam operando nos limites das condições toleráveis. Entretanto, se acreditava que as florestas mais úmidas seriam mais vulneráveis ao clima extremamente seco, já que estariam menos adaptadas a tais condições.

Vigilância constante

Os resultados da pesquisa sugerem que as florestas mais secas na região tropical terão maiores taxas de mortalidade no El Niño que está acontecendo em 2023, provocando uma emissão maior de carbono para a atmosfera, que influencia de forma significativa nos impactos das mudanças climáticas. Nas regiões de florestas mais secas, onde o desmatamento é maior, especialmente no leste e sul da Amazônia, existe risco de incêndios florestais. Outro fator apontado na pesquisa é que secas mais frequentes em curtos espaços de tempo enfraquecem as florestas que já mostraram ser mais resistentes no passado, tornando-as mais vulneráveis.

Segundo a pesquisadora do Inpa, Flávia Costa, esses resultados demandam uma vigilância constante por parte das agências ambientais em todos os estados da Amazônia brasileira.

Flávia Costa, pesquisadora do Inpa

“A proteção destas florestas que ainda não sofreram efeitos negativos do El Nino é crucial para continuar a prover os serviços ecossistêmicos de absorção de carbono e produção de água, que afetam não só a população amazônica, mas todo o planeta”, frisa. A pós-doutoranda do Inpa, Thaiane Sousa, destaca a importância das análises, principalmente ao considerar os eventos recorrentes. “É importante analisarmos as respostas das florestas às secas extremas e seus efeitos no balanço de carbono para entendermos como as plantas podem ser nossas aliadas. A partir disso, poderemos definir formas de diminuir as mudanças climáticas e conservação das áreas de floresta nativa. Considerando o papel crucial das florestas na absorção de carbono da atmosfera, é importante termos medidas eficientes de controle ao desmatamento, valorização da floresta em pé e apoio às comunidades tradicionais”, pontua.

É importante analisarmos as respostas das florestas às secas extremas e seus efeitos no balanço de carbono para entendermos como as plantas podem ser nossas aliadas

Equipe de pesquisadores

O estudo envolveu uma ampla rede de pessoas para a medição de mais de meio milhão de árvores, todas as medidas feitas à mão, utilizando fita diamétrica, e a identificação de mais de 4.000 espécies. O trabalho foi realizado em seis países sul-americanos por pesquisadores de diversas nacionalidades e destaca a importância do monitoramento ecológico de longo prazo para compreender e proteger as florestas.Dois relatórios foram publicados na Nature Climate Change relacionados a esta pesquisa. O artigo científico, “Sensitivity of South American tropical forests to an extreme climate anomaly”, e um resumo de pesquisa intitulado “Impact of the 2015-2016 El Nino on South American tropical forests”.

Durante condições extremamente quentes e secas, as florestas tropicais da América do Sul deixam de funcionar como sumidouros de carbono

Um membro da equipe de trabalho de campo fazendo medições em uma das árvores

Esgotamento rápido das águas subterrâneas e alguns casos de recuperação em aquíferos em todo o mundo

Os recursos hídricos subterrâneos são vitais para os ecossistemas e os meios de subsistência e a retirada excessiva dessa água subterrânea pode causar o declínio dos níveis de água subterrânea, resultando em intrusão de água do mar, subsidência de terra esgotamento do fluxo de água e poços secando. No entanto, o ritmo global e a prevalência do declínio local das águas subterrâneas são pouco limitados, porque os níveis in situ das águas subterrâneas não foram sintetizados à escala global.

As águas subterrâneas que abastecem explorações agrícolas, habitações, indústrias e cidades estão a esgotar-se em todo o mundo e, em muitos locais, mais rapidamente do que nos últimos 40 anos, de acordo com um novo estudo que apela à urgência na abordagem do esgotamento.

Os declínios foram mais notáveis em regiões secas com extensas terras agrícolas, disseram investigadores cujo trabalho foi publicado quarta-feira na revista Nature. O lado positivo: encontraram vários exemplos de aquíferos que foram ajudados a recuperar através de mudanças nas políticas ou na gestão da água, disseram. “Nosso estudo é uma história de más e boas notícias”, disse Scott Jasechko, professor de recursos hídricos da Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara, e principal autor do estudo. “A novidade do estudo reside no seu alcance global”.

As águas subterrâneas são a principal fonte de água para muitas casas, fazendas, indústrias e cidades em todo o mundo

Nesse estudo foram analisadas as tendências in situ do nível das águas subterrâneas para 170.000 poços de monitorização e 1.693 sistemas aquíferos em países que abrangem aproximadamente 75% das captações globais de águas subterrâneas. Aqui é mostrado que os rápidos declínios no nível das águas subterrâneas (>0,5 m ano −1 ) são generalizados no século XXI, especialmente em regiões secas com extensas terras agrícolas. De forma crítica, também são mostrados que o declínio do nível das águas subterrâneas acelerou ao longo das últimas quatro

décadas em 30% dos aquíferos regionais do mundo. Esta aceleração generalizada no aprofundamento do nível das águas subterrâneas destaca uma necessidade urgente de medidas mais eficazes para fazer face ao esgotamento das águas subterrâneas. A análise dos pesquisadores/ cientistas, também revela casos específicos em que as tendências de esgotamento se inverteram na sequência de mudanças políticas, gestão da recarga dos aquíferos e desvios de águas superficiais, demonstrando o potencial de recuperação dos sistemas aquíferos esgotados.

Fotos: AFP, Ahmed Ziaur Rahman, Brian Inganga (Ap), Mark Hughes ( CC POR 4.0 ), Nature

Tendências do nível das águas subterrâneas do século XXI em poços de monitoramento distribuídos globalmente

Cada ponto representa um poço de monitoramento, colorido para representar a tendência Theil-Sen dos níveis médios anuais das águas subterrâneas durante o século XXI. Os pontos azuis e vermelhos indicam diminuição e aprofundamento, respectivamente, dos níveis das águas subterrâneas ao longo do tempo, com cores mais escuras indicando taxas mais rápidas. a, Distribuições espaciais das tendências do nível das águas subterrâneas em poços de monitoramento distribuídos globalmente. b–o, Mapas regionais que ilustram a variabilidade espacial substancial nas tendências do nível das águas subterrâneas

As águas subterrâneas são uma das maiores fontes de água doce do mundo, tornando o esgotamento dos aquíferos uma preocupação significativa. O bombeamento excessivo de aquíferos pode fazer com que a terra afunde e os poços sequem – e ameaça os recursos hídricos para desenvolvimento residencial e fazendas que os utilizam para irrigar campos.

Jasechko e os seus colegas analisaram dados de águas subterrâneas de 170.000 poços e quase 1.700 aquíferos em mais de 40 países que cobrem 75% de todas as captações de águas subterrâneas. Para cerca de um terço dos aquíferos mapeados, conseguiram analisar as tendências das águas subterrâneas deste século e compará-las com os níveis das décadas de 1980 e 1990.

Em terras agrícolas irrigadas por águas subterrâneas de poços na área fora de Qamishli, no nordeste da Síria, homem cava com uma pá, em 14 de dezembro de 2023

Tendências do século XXI em profundidade das águas subterrâneas em 1.693 sistemas aquíferos distribuídos globalmente

Cada polígono representa um sistema aquífero. Cinza escuro representa sistemas aquíferos nos quais os níveis das águas subterrâneas têm sido relativamente estáveis (declive médio de Theil-Sen entre -0,1 e 0,1 m ano -1 ). Amarelo, laranja e vermelho representam sistemas aquíferos nos quais os níveis das águas subterrâneas se tornaram mais profundos (declive médio de Theil-Sen >0,1 m ano −1 ). O azul representa os sistemas aquíferos nos quais os níveis das águas subterrâneas se tornaram mais rasos (inclinação média de Theil-Sen de <-0,1 m ano -1 ). Cores mais escuras indicam taxas mais rápidas. Os pontos circulares marcam locais para os quais não temos dados de poços de monitoramento, mas as tendências do nível das águas subterrâneas foram documentadas na literatura, com cores indicando a média dos valores mínimos e máximos da literatura

Isso produziu uma imagem global mais robusta do abastecimento de água subterrânea e de como as explorações agrícolas e, em menor medida, as cidades e as indústrias, estão a esgotar os recursos em quase todo o lado. Também aponta

para a forma como os governos não estão a fazer o suficiente para regular as águas subterrâneas em grande parte ou na maior parte do mundo, comentaram os investigadores e outros especialistas.

“Esse é o resultado final”, disse Upma-

nu Lall, professor de engenharia ambiental na Universidade de Columbia e diretor do Columbia Water Center, que não esteve envolvido no estudo. “O esgotamento das águas subterrâneas continua inabalável na maioria das áreas do mundo”.

Comparação das tendências da escala do aquífero em profundidade com as águas subterrâneas durante o final do século XX e início do século XXI

a , Gráfico de dispersão das tendências da escala do aquífero (declives medianos de Theil-Sen) durante 2000–2022 ( valores do eixo x ) e durante 1980–2000 ( valores do eixo y ). A cor de cada ponto indica uma das seguintes categorias de tendências: (1) os níveis das águas subterrâneas tornaram-se mais rasos durante 1980-2000 e continuaram a tornar-se mais rasos (pontos roxos); (2) os níveis das águas subterrâneas tornaram-se mais rasos durante 1980-2000, mas desde então tornaram-se mais profundos (pontos amarelos); (3) os níveis das águas subterrâneas tornaram-se mais profundos durante 1980-2000, mas desde então tornaram-se mais rasos (pontos azuis); (4) os níveis das águas subterrâneas tornaram-se mais profundos durante 1980-2000 e continuaram a tornar-se mais profundos, mas a um ritmo mais lento (ou seja, aprofundamento desacelerado; pontos laranja); e (5) os níveis das águas subterrâneas tornaram-se mais profundos durante 1980-2000 e continuaram a aprofundar-se a um ritmo mais rápido (ou seja, aprofundamento acelerado; pontos vermelhos). A intensidade de cada cor é dimensionada com o valor absoluto (ou seja, magnitude) da diferença entre as tendências do final do século XX e do início do século XXI no nível das águas subterrâneas (ver legenda). b, Exemplos de séries temporais do nível das águas subterrâneas ilustrando cada uma das nossas cinco categorias (ver legenda). c – i , Mapas de sistemas aquíferos categorizados pelas tendências do final do século XX e início do século XXI nos níveis das águas subterrâneas (as cores correspondem às categorias na legenda)

Em cerca de um terço dos 542 aquíferos onde os investigadores conseguiram analisar várias décadas de dados, descobriram que o esgotamento foi mais grave no século XXI do que nos últimos 20 anos do século anterior.

Na maioria dos casos, isso acontece em locais que também receberam menos chuvas ao longo do tempo, descobriram eles. Os aquíferos localizados em terras áridas com grandes indústrias agrícolas – em locais como o norte do México, partes do Irão e sul da Califórnia – são particularmente vulneráveis ao rápido esgotamento das águas subterrâneas, concluiu o estudo.

Mas há alguns casos de esperança, disse Jasechko

Isto porque em cerca de 20% dos aquíferos estudados, os autores descobriram que a taxa a que os níveis das águas subterrâneas estão a cair no século XXI tinha abrandado em comparação com as décadas de 1980 e 1990.

“A nossa análise sugere que as perdas de água subterrânea a longo prazo não são universais nem irreversíveis”, escreveram os autores. Mas numa entrevista de acompanhamento, um deles, Richard Taylor, professor de hidrogeologia da University College London, disse que bombear demasiada água subterrânea pode danificar irreversivelmente os aquíferos quando provoca o afundamento ou a queda da terra, e o aquífero já não consegue armazenar água.

Na Arábia Saudita, o esgotamento das águas subterrâneas abrandou nes-

te século no aquífero Oriental de Saq, descobriram os investigadores, possivelmente devido às mudanças que o Reino do deserto implementou – como a proibição do cultivo de algumas culturas que exigem muita água – nas suas práticas agrícolas nas últimas décadas para reduzir a água. usar.

A bacia de Banguecoque, na Tailândia, é outro exemplo destacado pelo estudo de onde os níveis das águas subterrâneas aumentaram no início do século XXI em comparação com décadas anteriores. Os autores citaram taxas e licenças de bombeamento de águas subterrâneas estabelecidas pelo governo tailandês como possíveis razões para a melhoria.

E fora de Tucson, Arizona, apontaram para um projeto de recarga de águas subterrâneas - no qual as águas superficiais do Rio Colorado são depositadas no subsolo - como outro exemplo em que os níveis das águas subterrâneas aumentaram consideravelmente no século XXI.

Homem Samburu dá água às vacas na aldeia de Kom, condado de Samburu, Quênia, em 15 de outubro de 2022. A água subterrânea que abastece fazendas, casas, indústrias e cidades está se esgotando em todo o mundo, e em muitos lugares mais rápido do que nos últimos 40 anos

Scott Jasechko, professor de recursos hídricos da Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara, e principal autor do estudo

“Isso significa que há capacidade de agir, mas também há lições a serem aprendidas”, disse Taylor.

Hidrólogos, decisores políticos e outros especialistas em água descrevem frequentemente as águas subterrâneas como um recurso local ou hiper local,

Um homem cava com uma pá em terras agrícolas irrigadas por águas subterrâneas de poços na área fora de Qamishli, no nordeste da Síria, em 14 de dezembro de 2023

devido às enormes diferenças na forma como a água se move através das rochas e dos solos em aquíferos individuais.

“Não é possível extrapolar de uma região para outra, mas é possível mapear claramente o fato de que estamos nos esgotando mais rápido do que acumu-

Finalizando

Os pesquisadores fizeram análise metodologicamente consistente das tendências do nível das águas subterrâneas em 1.693 sistemas aquíferos distribuídos globalmente demonstrando declínios generalizados, rápidos e acelerados do nível das águas subterrâneas no século XXI, particularmente em terras áridas cultivadas.

A análise também documentou casos em que o declínio das águas subterrâneas abrandou ou reverteu após:

(1) a implementação de políticas de águas subterrâneas;

(2) o alívio da procura de águas subterrâneas através de transferências de águas superficiais; ou

lando”, disse Felicia Marcus, ex-funcionária de alto escalão da Califórnia e pesquisadora do Departamento de Água da Universidade de Stanford. West Program que não esteve envolvido na pesquisa. Isso, disse Marcus, significa “você precisa intervir”.

(3) a adição de armazenamento de águas subterrâneas na sequência de projetos geridos de recarga de aquíferos.

Os pesquisadores recomendam que para resolver o problema crescente do esgotamento global das águas subterrâneas, estes tipos de histórias de sucesso teriam de ser replicadas em dezenas de sistemas aquíferos com níveis de águas subterrâneas em declínio. Assim, a análise deles ilustra o potencial de recuperação dos aquíferos esgotados, ao mesmo tempo que demonstra quanto trabalho ainda precisa ser feito para proteger os recursos hídricos subterrâneos. Ao documentar pontos críticos globais de declínio e recuperação do nível das águas subterrâneas, esta análise pode informar os esforços para abordar o esgotamento rápido e acelerado das águas subterrâneas.

Irrigação alimentada por águas subterrâneas por meio de uma bomba elétrica no sudoeste de Bangladesh

Campo no Vale Central da Califórnia sendo alimentado por irrigação por inundação

Segundo relatório sobre a situação dos recursos hídricos globais da OMM - Organização Meteorológica Mundial

OMM pede melhor monitoramento do ciclo da água cada vez mais errático. São necessários mais investimentos

e partilha de dados para reforçar a gestão da água. As mudanças climáticas intensificam extremos como inundações e secas. A gestão dos recursos hídricos está no centro da ação climática. Informações hidrológicas apoiam alertas antecipados para todos

Os humanos só conseguem suportar certas combinações de calor e umidade antes que seus corpos comecem a apresentar problemas de saúde relacionados ao calor, como insolação ou ataque cardíaco. À medida que as alterações climáticas aumentam as temperaturas em todo o mundo, milhares de milhões de pessoas poderão ser empurradas para além destes limites.

O ciclo hidrológico está desequilibrado como resultado das alterações climáticas e das atividades humanas, de acordo com um novo relatório da Organização Meteorológica Mundial, que fornece uma avaliação extensa dos recursos hídricos globais.

Fotos: OMM, UM Water, Unsplash

As secas e as precipitações extremas estão a causar um pesado impacto nas vidas e nas economias. O derretimento da neve, do gelo e dos glaciares aumentou os perigos, como as inundações, e ameaça a segurança hídrica a longo prazo para muitos milhões de pessoas. E, no entanto, sabe-se muito pouco sobre o verdadeiro estado dos recursos de água doce do mundo. Não podemos gerir o que não medimos, afirma o relatório da OMM sobre o Estado dos Recursos Hídricos Globais de 2022 , apelando a uma mudança política fundamental.

Deve haver uma melhor monitorização, partilha de dados, colaboração transfronteiriça e avaliações dos recursos hídricos – e um aumento concomitante nos investimentos para facilitar isto. Isto é vital para ajudar a sociedade a lidar com os extremos crescentes de excesso ou escassez de água, afirma.

O Relatório sobre o Estado dos Recursos Hídricos Globais de 2022 da OMM baseia-se num projeto piloto emitido no ano passado. Ele contém informações mais ampliadas sobre variáveis hidrológicas importantes, como águas subterrâneas, evaporação, vazão, armazenamento de água terrestre, umidade do solo, criosfera (água congelada), influxos para reservatórios e desastres hidrológicos. Integra observações de campo, dados de sensoriamento remoto baseados em satélite e simulações de modelagem numérica para avaliar os recursos hídricos em escala global.

Disponibilidade de água doce num clima em mudança

“Este relatório da OMM oferece uma visão abrangente e consistente dos recursos hídricos em todo o mundo, destacando a influência das mudanças climáticas, ambientais e sociais”, afirma o Secretário-Geral da OMM, Prof. Petteri Taalas.

“As geleiras e a cobertura de gelo estão recuando diante dos nossos olhos. O aumento das temperaturas acelerou – e também interrompeu – o ciclo da água. Uma atmosfera mais quente retém mais umidade. Estamos vendo episódios de precipitação e inundações muito mais fortes. E no extremo oposto, mais evaporação, solos secos e secas mais intensas”, afirma.

“A esmagadora maioria dos desastres está relacionada com a água e, portanto, a gestão e a monitorização da água estão no centro da iniciativa global de Alerta Rápido para Todos. Muitos dos países visados para ações prioritárias no âmbito dos Avisos Prévios para Todos sofreram grandes inundações ou secas em 2022.

Principais conclusões

Nem um único país tinha dados hidrológicos oportunos e precisos disponíveis para apoiar a tomada de decisões baseadas em evidências e ações precoces”, afirma o Prof. Taalas.“Este relatório é um apelo à ação para uma maior partilha de dados para permitir alertas precoces significativos e para políticas de gestão da água mais coordenadas e integradas que sejam parte integrante da ação climática”, afirma.

O relatório combina contribuições de dezenas de especialistas e complementa o principal relatório da OMM sobre o Estado do Clima Global, a fim de fornecer informações integradas e holísticas aos decisores políticos.

Atualmente, 3,6 mil milhões de pessoas enfrentam acesso inadequado à água pelo menos um mês por ano e prevê-se que este número aumente para mais de 5 mil milhões até 2050, segundo a ONU Water.

Variáveis hidrológicas

O relatório fornece uma avaliação quantitativa independente e consistente, à escala global, dos recursos hídricos em grandes bacias hidrográficas, em comparação com a média de longo prazo para diversas variáveis, como descarga de rios, águas subterrâneas, evaporação, humidade do solo, influxo para reservatórios, etc.

Em 2022, mais de 50% das bacias hidrográficas globais registaram desvios das condições normais de descarga dos rios. A maioria destas áreas estava mais seca do que o normal, enquanto uma percentagem menor de bacias apresentava condições acima ou muito acima do normal. Isto foi semelhante a 2021. Mais de 60% dos principais reservatórios de água tiveram um fluxo abaixo ou normal, o que representa um desafio para fornecer água a todos os utilizadores num clima cada vez mais variável.

Ao longo de 2022, as anomalias na humidade e evaporação do solo ecoaram as das condições de descarga dos rios. Assim, por exemplo, a Europa registou um aumento da evaporação e uma diminuição da humidade do solo e dos fluxos dos rios durante o verão devido a uma grande onda de calor e a uma seca. Isto levou não só a desafios na agricultura, mas também ao encerramento dos planos de energia devido à falta de água de refrigeração.

Desastres relacionados com a água

As secas severas afetaram muitas partes da Europa no Verão de 2022, colocando desafios de transporte em rios como o Danúbio e o Reno e perturbando a produção de eletricidade nuclear em França devido à falta de água de refrigeração.

A navegação no rio Mississipi, nos EUA, foi afetada pelos níveis de água extremamente baixos, como resultado de uma seca contínua nos EUA.

Na América do Sul, a bacia do rio La Plata tem sofrido uma continuação de condições de seca desde 2020.

Isto causou uma queda significativa na produção hidroelétrica em 2022, resultante dos baixos caudais dos rios. Houve vários casos de falta de abastecimento de água no Paraguai durante 2022.

A seca severa na bacia do rio Yangtze, na China, resultou em vazões fluviais muito inferiores à média, influxo para reservatórios e umidade do solo.

A seca prolongada levou a uma grave crise humanitária no Corno de África.

A mudança das condições La Niña em 2022 para as condições El Niño em 2023 terá provavelmente um grande impacto no ciclo hidrológico que será analisado no relatório do próximo ano.

Criosfera

O Terceiro Pólo, que abrange o Planalto Tibetano, os Himalaias, o Karakorum, o Hindu Kush, os Pamirs e as Montanhas Tien Shan, é vital para o abastecimento de água de quase 2 mil milhões de pessoas. De 2000 a 2018, o balanço total da massa glaciar diminuiu mais de 4%. Houve uma diminuição notável na cobertura de neve e um grande aumento no volume dos lagos glaciais.

Isto teve impacto nos escoamentos fluviais nas bacias dos rios Indo, Amu Darya, Yangtze e Amarelo, indicando

a evolução da influência das alterações climáticas na região.

Em 2022, a cobertura de neve nos Alpes, crucial para alimentar rios importantes como o Reno, o Danúbio, o Ródano e o Pó, permaneceu muito abaixo da média. Os Alpes Europeus testemunharam níveis sem precedentes de perda de massa glaciar.

A região subtropical dos Andes registou um declínio consistente na acumulação de neve no inverno desde 2009, afetando o abastecimento de água às cidades do Chile e do oeste da Argentina. Embora em 2022 tenha havido neve ligeiramente acima da média em algumas áreas, as principais bacias hidrográficas ainda registaram condições abaixo da média, especialmente no lado argentino, levando a restrições hídricas sustentadas em centros urbanos populosos.

Em contraste, a Bacia do Níger e grande parte da África do Sul registaram descargas fluviais acima da média, ligadas a grandes cheias em 2022. Uma mega inundação atingiu a bacia do rio Indo, no Paquistão, matando pelo menos 1 700 pessoas, afetando 33 milhões de pessoas e

causando perdas económicas estimadas em mais de 30 mil milhões de dólares. Uma onda de calor no início do ano aumentou o degelo das geleiras, aumentando os níveis dos rios, que foram então aumentados pelas fortes chuvas de monções, que foram mais do que o dobro da média em julho e agosto.

As alterações climáticas e a atividade humana estão desequilibrando o ciclo hidrológico mundial

Criosfera

Mapa mostra eventos hidrológicos notáveis e de alto impacto selecionados em todo o mundo em 2022; círculos indicam eventos de inundação (azul) e seca (vermelho)

Resposta da OMM

O relatório destaca a falta de dados hidrológicos verificados e acessíveis. A África, o Médio Oriente e a Ásia, em particular, têm muito poucos dados observacionais disponíveis. Há uma necessidade urgente de investimentos na monitorização e partilha de dados de acordo com a Política Unificada de Dados da OMM.

O Sistema de Perspectiva e Status Hidrológico da OMM (HydroSOS), que está atualmente em desenvolvimento, procura enfrentar este desafio.

Escopo do relatório

A edição de 2022 do Relatório sobre o Estado Global dos Recursos Hídricos introduziu vários avanços importantes. Incorpora novos capítulos, com compo-

nentes adicionais do ciclo hidrológico: águas subterrâneas, umidade do solo, evapotranspiração, neve e gelo e afluências de reservatórios. Os dados para estes componentes adicionais foram recebidos através da integração de observação, dados de sensoriamento remoto baseados em satélite e resultados de simulações de modelagem numérica.Houve um aumento substancial no número de dados de descarga observados em comparação com o ano anterior, que foram recebidos de mais de 500 estações. Após o controle de qualidade, esse número foi reduzido para 273 estações em comparação com as 38 estações utilizadas no relatório anterior. No entanto, a partilha de dados foi limitada a apenas 14 países, deixando regiões como a África, o Médio Oriente e a Ásia notavelmente sub-representadas em termos de dados observacionais disponíveis.

A resolução espacial da análise global foi refinada, atingindo um total de 986 bacias hidrográficas em todo o mundo.

Parceiros

O relatório sobre o estado dos recursos hídricos globais contém contribuições de uma ampla rede de especialistas em hidrologia, incluindo serviços meteorológicos e hidrológicos nacionais, centros de dados globais, membros da comunidade global de modelagem hidrológica e organizações de apoio como a NASA e o Centro Alemão de Pesquisa em Geociências (GFZ).

Novo sistema para transformar água do mar em combustível de hidrogênio

A equipe SLAC-Stanford extraiu hidrogênio diretamente das águas oceânicas. Seu trabalho pode ajudar nos esforços para gerar combustível de baixo carbono para redes elétricas, carros, barcos e outras infraestruturas. A mistura de hidrogênio, oxigênio, sódio e outros elementos da água do mar a torna vital para a vida na Terra. Mas essa mesma química complexa dificultou a extração de gás hidrogênio para usos de energia limpa

Pesquisadores do SLAC National Accelerator Laboratory do Departamento de Energia e da Universidade de Stanford, com colaboradores da University of Oregon e da Manchester Metropolitan University, encontraram uma maneira de extrair o hidrogênio do oceano canalizando a água do mar através de um sistema de membrana dupla e eletricidade. Seu design inovador provou ser bem-sucedido na geração de gás hidrogênio sem produzir grandes quantidades de subprodutos nocivos. Os resultados de seu estudo, publicados na Joule, podem ajudar a avançar nos esforços para produzir combustíveis com baixo teor de carbono.

“Muitos sistemas de água para hidrogênio hoje tentam usar uma monocamada ou membrana de camada única.

Nosso estudo uniu duas camadas ”, disse Adam Nielander, cientista associado do Centro SUNCAT de Ciência e Catálise de Interface, um instituto conjunto SLAC-Stanford.

“Essas arquiteturas de membrana nos permitiram controlar a maneira como os íons na água do mar se moviam em nosso experimento”. O gás hidrogênio é um combustível de baixo carbono atualmente usado de várias maneiras, como para operar veículos elétricos com célula de combustível e como uma opção de armazenamento de energia de longa duração – adequada para armazenar energia por semanas, meses ou mais – para redes elétricas.

Muitas tentativas de produzir gás hidrogênio começam com água doce ou dessalinizada, mas esses métodos podem ser caros e consumir muita energia.

A água tratada é mais fácil de trabalhar porque tem menos coisas – elementos químicos ou moléculas – flutuando. No entanto, purificar a água é caro, requer energia e adiciona complexidade aos dispositivos, disseram os pesquisadores. Outra opção, a água doce natural, também contém uma série de impurezas que são problemáticas para a tecnologia moderna, além de ser um recurso mais limitado do planeta, disseram.

Para trabalhar com água do mar, a equipe implementou um sistema de membrana bipolar, ou de duas camadas, e o testou usando eletrólise, um método que usa eletricidade para conduzir íons, ou elementos carregados, para executar uma reação desejada.

Eles começaram seu projeto controlando o elemento mais prejudicial ao sistema de água do mar – o cloreto, disse Joseph Perryman, pesquisador de pós-doutorado do SLAC e de Stanford. “Existem muitas espécies reativas na água do mar que podem interferir na reação água-hidrogênio, e o cloreto de sódio, que torna a água do mar salgada, é um dos principais culpados”, disse Perryman. “Em particular, o cloreto que chega ao ânodo e oxida reduzirá a vida útil de um sistema de eletrólise e pode realmente se tornar inseguro devido à natureza tóxica dos produtos de oxidação que incluem cloro molecular e água sanitária”. A membrana bipolar do experimento permite o acesso às condições necessárias para a produção de gás hidrogênio e evita que o cloreto chegue ao centro de reação. “Estamos essencialmente dobrando as maneiras de interromper essa reação de cloreto”, disse Perryman.

Fotos: Cortesia de H. Dai, Yun Kuang, Michael Kenney, Laboratório Acelerador Nacional Adam Nielander/SLAC

Uma representação do sistema de membrana bipolar da equipe que converte a água do mar em gás hidrogênio. CRÉDITO: Nina Fujikawa/SLAC National Accelerator Laboratory

Uma casa para o hidrogênio

O sistema de membrana ideal executaria três funções principais: separar os gases hidrogênio e oxigênio da água do mar; ajudam a mover apenas os íons úteis de hidrogênio e hidróxido enquanto restringem outros íons da água do mar; e ajudam a prevenir reações indesejadas. Capturar todos os três juntos é difícil, e a pesquisa da equipe é voltada para a exploração de sistemas que podem combinar com eficiência todas essas três necessidades. Especificamente em seu experimento, os prótons, que eram os íons positivos de hidrogênio, passam por uma das camadas da membrana para um local onde podem ser coletados e transformados em gás hidrogênio ao interagir com um eletrodo carregado negativamente. A segunda membrana do sistema permite apenas a passagem de íons negativos, como o cloreto. Como proteção adicional, uma camada de membrana contém grupos carregados negativamente que são fixados à membrana, o que torna mais difícil para outros íons carregados negativamente, como cloreto, se moverem para lugares onde não deveriam estar, disse Daniela Marin, graduada em Stanford. estudante de engenharia química e co-autor. A membrana carregada negativamente provou ser altamente eficiente em bloquear quase todos os íons de cloreto nos experimentos da equipe, e seu sistema operou sem gerar subprodutos tóxicos como água sanitária e cloro. Além de projetar um sistema de membrana de água do mar para hidrogênio, o estudo também fornece uma melhor compreensão geral de como os íons da água do mar se movem através das membranas, disseram os pesquisadores.

Esse conhecimento pode ajudar os cientistas a projetar membranas mais fortes para outras aplicações, como a produção de gás oxigênio.

“Também há algum interesse em usar a eletrólise para produzir oxigênio”, disse Marin. “Entender o fluxo de íons e a conversão em nosso sistema de membrana bipolar também é fundamental para esse esforço.

Esses pesquisadores coletaram água do mar em Half Moon Bay, Califórnia, em janeiro de 2023 para um experimento que transformou o líquido em combustível de hidrogênio. A partir da esquerda: Joseph Perryman, um SLAC e pesquisador de pós-doutorado em Stanford; Daniela Marin, estudante de pós-graduação de Stanford em engenharia química e coautora; Adam Nielander, cientista associado do SUNCAT, um instituto conjunto SLAC-Stanford; e Charline Rémy, pesquisadora visitante da SUNCAT

Além de produzir hidrogênio em nosso experimento, também mostramos como usar a membrana bipolar para gerar gás oxigênio.” Em seguida, a equipe planeja melhorar seus eletrodos e membranas construindo-os com materiais mais abundantes e facilmente mineráveis. Essa melhoria no projeto pode tornar o sistema de eletrólise mais fácil de ser dimensionado para um tamanho necessário para gerar hidrogênio para atividades intensivas em energia, como o setor de transporte, disse a equipe.

Os pesquisadores também esperam levar suas células de eletrólise para o Stanford Synchrotron Radiation Lightsource (SSRL) do SLAC, onde podem estudar a estrutura atômica de catalisadores e membranas usando os intensos raios-X da instalação.

“O futuro é brilhante para as tecnologias verdes de hidrogênio”, disse Thomas Jaramillo, professor da SLAC e Stanford e diretor da SUNCAT.

“Os insights fundamentais que estamos obtendo são essenciais para informar inovações futuras para melhorar o desempenho, a durabilidade e a escalabilidade dessa tecnologia”.

Resumo gráfico

Hongjie Dai e seu laboratório de pesquisa na Universidade de Stanford desenvolveram um protótipo que pode gerar combustível de hidrogênio a partir da água do mar

Algas marrons poderiam extrair meio gigatonelada de CO2 da atmosfera anualmente (e isso é muito)

As algas marrons são verdadeiras plantas maravilha quando se trata de absorver dióxido de carbono do ar. Na forma de fucoidan, as algas marrons podem remover até 0,55 gigatoneladas de dióxido de carbono da atmosfera a cada ano

por *Instituto Max Planck

Fotos: Hagen Buck-Wiese/Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha, Instituto Max Planck, Twitter/@FeFullerton

Uma equipe internacional de cientistas (Efi Rousi, Kai Kornhuber, Goratz Beobide-Arsuaga, Fei Luo, Dim Coumou) analisou dados observacionais dos últimos 40 anos e mostrou, pela primeira vez, que esse rápido aumento está ligado a mudanças na circulação atmosférica. Ventos de grande escala de 5 a 10 km de altura, a chamada corrente de jato, estão mudando na Eurásia.

Os períodos durante os quais a corrente de jato é dividida em duas ramificações – os chamados estados de jato duplo – tornaram-se mais duradouros.

Esses estados de jato duplo explicam quase toda a tendência ascendente das ondas de calor na Europa Ocidental e cerca de 30% no domínio europeu maior.

Eles até superam as florestas terrestres nisso e, portanto, desempenham um papel decisivo para a atmosfera e nosso clima.

Mas o que acontece com o dióxido de carbono depois que as algas o absorvem?

Pesquisadores do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha relataram recentemente no Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), que as algas marrons podem remover grandes quantidades de dióxido de carbono do ciclo global a longo prazo e, portanto, podem neutralizar o aquecimento global. As algas absorvem dióxido de carbono da atmosfera e usam o carbono para crescer. Eles liberam até um terço do carbono que absorvem de volta para a água do mar, por exemplo, na forma de excreções açucaradas.

Dependendo da estrutura dessas excreções, elas são rapidamente utilizadas por outros organismos ou afundam em direção ao fundo do mar. “As excreções de algas marrons são muito complexas e, portanto, incrivelmente complicadas de medir”, diz o primeiro autor Hagen Buck-Wiese, do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha em Bremen.

As algas marrons são particularmente difundidas em costas rochosas em latitudes temperadas e frias e absorvem grandes quantidades de dióxido de carbono do ar em todo o mundo.

As algas marrons podem remover grandes quantidades de CO2 do ciclo global a longo prazo

“No entanto, conseguimos desenvolver um método para analisá-los em detalhes.” Com esse método, os pesquisadores examinaram um grande número de substâncias diferentes. O chamado fucoidan acabou sendo particularmente emocionante.

“O fucoidan compôs cerca de metade das excreções das espécies de algas marrons que estudamos, as chamadas bexigas”, diz Buck-Wiese. Fucoidan é uma molécula recalcitrante. “O fucoidan é tão complexo que é muito difícil para outros organismos usá-lo. Ninguém parece gostar disso.” Como resultado, o carbono do fucoidan não retorna à atmosfera rapidamente.

Algas marrons podem comprometer quase todas as emissões de dióxido de carbono da Alemanha

As algas marrons são notavelmente produtivas. Estima-se que absorvam cerca de 1 gigaton (um bilhão de toneladas) de carbono por ano do ar. Usando os resultados do presente estudo, isso significaria que até 0,15 gigatoneladas de carbono, equivalente a 0,55 gigatoneladas de dióxido de carbono, são sequestradas por algas marrons a cada ano a longo prazo. Para comparação: as emissões anuais de gases de efeito estufa da Alemanha atualmente totalizam cerca de 0,74 gigatoneladas de dióxido de carbono, de acordo com a Agência Federal do Meio Ambiente (Umweltbundesamt, estimativa para 2020). “E ainda melhor: o fucoidan não contém nenhum nutriente, como nitrogênio”, explica Buck-Wiese. Assim, o crescimento das algas marrons não é afetado pelas perdas de carbono.

Mais espécies e locais

Para o estudo atual, Buck-Wiese e seus colegas do MARUM MPG Bridge Group Marine Glycobiology, baseado no Instituto Max Planck de Bremen e no MARUM – Centro de Ciências Marinhas

Fucus vesiculosus, o bacilo, é uma planta perene e cresce até 30 centímetros de comprimento. Adere-se a rochas e outros substratos com uma placa adesiva. O bacilo recebe esse nome devido às distintas bolhas esféricas de gás que fornecem flutuabilidade e são claramente visíveis nesta imagem

e Ambientais da Universidade de Bremen, conduziram seus experimentos no Estação Zoológica de Tvärminne no sul da Finlândia. “Em seguida, queremos examinar outras espécies de algas marrons e outros locais”, diz Buck-Wiese. “O grande potencial das algas marrons para a proteção do clima definitivamente precisa ser mais pesquisado e utilizado”.

Fucoidan: limo de algas marrons não é um prato favorito

As algas absorvem dióxido de carbono da atmosfera e usam o carbono para crescer. Eles liberam até um terço do carbono que absorvem de volta para a água do mar, por exemplo, na forma de excreções açucaradas. Dependendo da estrutura dessas excreções, elas são rapidamente utilizadas por outros organismos ou afundam em direção ao fundo do mar.“As excreções de algas marrons são muito complexas e, portanto, incrivelmente complicadas de medir”, diz o primeiro autor Hagen Buck-Wiese, do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha em Bremen.

A alga marrom Fucus vesiculosus cresce em pedras em quase todos os lugares ao longo do Mar do Norte e do Mar Báltico. Para o estudo, os pesquisadores também examinaram o fucoidan dessas algas, como as da costa de Helgoland

“No entanto, conseguimos desenvolver um método para analisá-los em detalhes.”Com esse método, os pesquisadores examinaram um grande número de substâncias diferentes. O chamado fucoidan acabou sendo particularmente emocionante. “O fucoidan compôs cerca de metade das excreções das espécies de algas marrons que estudamos, as chamadas bexigas”, diz Buck-Wiese. Fucoidan é uma molécula recalcitrante. “O fucoidan é tão complexo que é muito difícil para outros organismos usá-lo. Ninguém parece gostar dele.” Como resultado, o carbono do fucoidan não retorna à atmosfera rapidamente. “Isso torna as algas marrons particularmente bons ajudantes na remoção de dióxido de carbono da atmosfera a longo prazo - por centenas a milhares de anos”.

Fucus vesiculosus

As algas marrons são atores importantes no ciclo global do carbono, fixando grandes quantidades de dióxido de carbono e, assim, extraindo esse gás de efeito estufa da atmosfera. Além disso, como a decomposição microbiana das algas marrons mortas é mais lenta do que a de outras plantas marinhas, o dióxido de carbono fixado pelas algas marrons permanece muito mais tempo no mar. Cientistas do Instituto Max Planck de Microbiologia Marinha, do MARUM – Centro de Ciências Ambientais Marinhas da Universidade de Bremen e de outros institutos exploraram por que as algas marrons se degradam tão lentamente. Eles descobriram que apenas bactérias altamente especializadas podem realizar a degradação com a ajuda de mais de cem enzimas.

Paredões vivos para aumentar o habitat marinho

O projeto Paredões vivos, liderado por cientistas da Macquarie University, pode ajudar a remediar os impactos ambientais de um boom global na construção marítima. A luta para salvar os habitats costeiros da alta maré alta

Os ecologistas costeiros da Macquarie University, a professora associada Melanie Bishop e a Dra. Katherine Dafforn co-lideram a iniciativa de ciências marinhas Living Seawalls, anunciada como finalista dos oceanos nos prêmios ambientais internacionais Earthshot de um milhão de libras (US$ A1,88 milhões), a serem concedidos em outubro pelo Príncipe William do Reino Unido.

O projeto Living Seawalls – “Paredões vivos” pode ajudar a abordar uma importante contribuição para nossas taxas de declínio rápido da biodiversidade marinha. Atualmente, há mais área do fundo do mar modificada por infraestrutura construída do que nas florestas de mangue e ervas marinhas do nosso planeta.

“Há um boom contínuo de construção em nossos mares – de paredões, estacas, pontões e marinas a turbinas eólicas offshore, desenvolvimentos de aquicultura e plataformas de mineração”, diz Bishop.

Há um boom contínuo de construção em nossos mares – de paredões, estacas, pontões e marinas a turbinas eólicas offshore, desenvolvimentos de aquicultura e plataformas de mineração.

“Isso é extremamente prejudicial para a ecologia marinha, muitas vezes nos portos, estuários e litorais costeiros que são os berçários e fontes de alimento para a maior parte da vida oceânica”. As estruturas também estão sendo reforçadas para proteger os recursos costeiros dos efeitos do aumento do nível do mar e das tempestades, acrescenta ela – mas, ironicamente, substituir as defesas naturais por paredes duras do mar pode tornar os litorais mais vulneráveis a eventos exacerbados pelas mudanças climáticas.

Mais de mil painéis instalados globalmente incluem 11 locais no porto de Sydney

Fotos: Corryn Knapp/SERC)¸ Macquarie University

Os painéis contêm uma diversidade e quantidade de espécies semelhantes aos recifes rochosos naturais próximos, que são hotspots locais de biodiversidade

Bishop e Dafforn, juntamente com uma equipe de colaboradores internacionais, descobriram que em 2018, as estruturas marinhas tinham uma pegada global de pelo menos 32.000 quilômetros quadrados, com cada estrutura modificando significativamente a paisagem marítima circundante; e os pesquisadores estimam que, na próxima década, a área de paisagem marítima modificada para infraestrutura de energia e aquicultura, cabos e túneis em todo o mundo aumentará em pelo menos 50%.

O porto de Sydney é um grande exemplo desse boom de construção: mais da metade da costa do porto foi modificada por paredões, cais e outras estruturas, e os enormes recifes de ostras que – de acordo com os primeiros diários coloniais – uma vez dominaram as linhas costeiras quase desapareceram. Menos de 15 por cento dos recifes de moluscos da Austrália permanecem desde os dias pré-invasão, diz ela; e como esses animais desempenham um papel importante na filtragem e limpeza da água, isso teve um grande impacto negativo na qualidade da água nas áreas costeiras do país nos últimos dois séculos.

anexados em módulos para melhorar as superfícies de paredões e outras estruturas voltadas para o oceano, fornecendo habitat para plantas e animais marinhos.

A equipe do “Paredões vivos” baseou-se em décadas de pesquisa marinha para desenvolver uma série de painéis marinhos, ou ladrilhos, que podem ser

Até aquela data, a equipe projetou 10 designs de superfície de habitat diferentes que imitam vários recursos naturais da costa. Eles trabalham com o designer industrial Alex Goad e o Reef Design Lab , usando impressão 3D para criar moldes originais para moldar os painéis de concreto com cerca de 60 cm de diâmetro.

Já são mais de mil painéis instalados globalmente, com as primeiras instalações em Sawmillers Reserve e Millers Point no porto de Sydney em 2018. Onze instalações do porto de Sydney instaladas nos últimos três anos se juntam a uma em Port Adelaide (2019), em Narooma (2020) e em Townsville (2021). Os painéis também estão sendo testados em locais em Cingapura (2020), Gibraltar (2019) e País de Gales (2020), com a maioria das instalações sujeitas a monitoramento e pesquisa contínuos.

“Descobrimos que, depois de dois anos, nossos painéis já sustentavam pelo menos um terço a mais de espécies do que os paredões que existiam há décadas”, diz Bishop.

“Os painéis tinham uma mistura e quantidade de vida semelhantes aos recifes rochosos naturais próximos, que são pontos críticos de biodiversidade”. A equipe descobriu que mais de 100 espécies diferentes de invertebrados e algas marinhas estavam hospedadas nos painéis e eram usadas por mais de 30 espécies de peixes. “Os peixes também gostam de se abrigar no habitat e se alimentam das fontes adicionais de alimento encontradas nos painéis”, diz ela.

Paredões vivos: dando vida aos paredões de Sydney! Assista o Video em: www.vimeo.com/398704136

Reconhecimento global: The Living Seawalls team, a partir da esquerda: Dra. Aria Lee (Assistente de Pesquisa), Professora Associada Melanie Bishop (Colíder), Dra. Katherine Dafforn (Colíder), Dra. Mariana Mayer Pinto (Colíder) e Dra. Vozzo (Gerente de Projeto)

Coletando dados para avaliar o sucesso contínuo dos ‘painéis de habitat’

Painéis de paredão hospedam e protegem a vida

“Um método que usamos é a fixação de painéis em hastes de aço inoxidável inseridas na parede, de modo que, onde houver vida marinha existente em uma parede, possamos colocar o painel a 10 centímetros da parede, triplicando a área da superfície e criando uma cavidade atrás da parede. painel que os peixes adoram”.

O design modular permite que os “Paredões vivos” sejam adaptados a cada local, diz ela – e à medida que o nível do mar subir nos próximos anos, os painéis podem fornecer habitat para espécies migrarem verticalmente.

As paredes marítimas e outras estruturas são superfícies nuas e inexpressivas com pouca proteção contra as altas temperaturas que podem ocorrer na maré baixa no verão, mas esses painéis podem reduzir as temperaturas da superfície em até 10 graus Celsius.

“Em um clima mais quente, isso pode ser a diferença entre a vida e a morte de muitas espécies, então os painéis podem fazer parte de nossa adaptação às mudanças climáticas”, diz Bishop.

Construindo os jardins subaquáticos de Barangaroo – e bebês de algas

Construindo os jardins subaquáticos de Barangaroo – e bebês de algas

A co-líder do “Paredões vivos”, a cientista ambiental da Macquarie University, Dra. Katherine Dafforn, é especializada em entender e gerenciar impactos urbanos em sistemas marinhos e no projeto ecológico de litorais marinhos.

Dafforn faz parte de uma equipe de ciências marinhas que trabalha com o desenvolvedor imobiliário Lendlease desde 2014, ajudando seus arquitetos e engenheiros a entender o impacto do local de Barangaroo no ambiente marinho e a elaborar projetos de estruturas que melhor se adaptem ao ecossistema local.

“Nosso grande foco naquele local era fornecer habitat para espécies nativas subaquáticas, para substituir espécies invasoras que viviam nas estruturas de lá”, diz ela.

A co-líder do “Paredões vivos” , Dra. Katherine Dafforn, trabalhou com Lendlease para projetar jardins subaquáticos para o local de Barangaroo

Algas e animais marinhos como proteção contra predadores ou estressores ambientais

Paredões vivos adaptados a cada local

O distrito de Barangaroo, de US$ 6 bilhões, se espalha por 22 hectares da orla oeste do CBD de Sydney, metade do parque plantado com mais de 75.000 árvores e arbustos nativos - portanto, projetar estruturas subaquáticas para hospedar jardins de algas nativas se encaixa no resumo, diz ela. “Fizemos alguns levantamentos iniciais das estruturas existentes para elaborar um plano e, em seguida, Barangaroo ingressou no programa Living Seawalls em 2018”, diz ela.

A equipe do “Paredões vivos” trabalhou com especialistas em sustentabilidade, engenheiros e artistas da Lendlease para desenvolver um plano para o porto abaixo de Waterman’s Cove, um calçadão de madeira no sul do distrito.

Eles instalaram mais de 380 ladrilhos na zona intertidal e subtidal em novembro de 2020, tornando-a a maior instalação de paredões vivos no porto de Sydney.

A equipe personalizou cinco designs texturizados diferentes para o local; um imita um recife de ostras, outro se parece com ‘kelp holdfast’ - ou raízes de algas marinhas, e outro ainda é projetado como os ‘dedos’ de uma esponja, com uma microtextura para atrair algas e invertebrados bebês.

Paredões vivos tem um enorme potencial para aumentar o valor ecológico e social das estruturas costeiras em todo o mundo.

“Colhemos algumas algas de estacas que estavam sendo removidas e as replantamos em Barangaroo no início deste ano”, diz ela.

Dafforn admite que está tão empolgada quanto uma nova mãe com a descoberta da equipe neste mês de que a alga transplantada parece ter gerado novos ‘bebês de algas’. “Fizemos alguns levantamentos dos painéis na semana passada e encontramos alguns minúsculos recrutas de algas, provavelmente dos adultos que plantamos lá no ano passado, o que sugere que o habitat será autossustentável.” Dafforn diz que parte do motivo do sucesso do projeto Barangaroo é que a equipe do Living Seawalls fez parte do processo de planejamento em um estágio inicial. “Você tem muito mais opções quando não está apenas adaptando e lidando com algo que já existe.”

Planos futuros

Ganhar o prêmio Earthshot de um milhão de libras permitiria que a equipe do “Paredões vivos”expandisse rapidamente o projeto para outros locais – mas apenas ser finalista deu a eles reconhecimento global, diz Bishop.

“Atualmente, existem vários caminhos diferentes para os grupos financiarem instalações, desde trabalhar com o governo a patrocinadores corporativos (especialmente quando estão localizados à beira-mar) e trabalhar com organizações comunitárias que podem arrecadar fundos para uma instalação”, diz ela.

Bishop diz que o sucesso do “Paredões vivos” até agora repousa em parte em sua abordagem multidisciplinar, encontrando-se na interseção da ecologia marinha, arquitetura, design e engenharia.

“Ao usar boa ciência e projetar nossa infraestrutura marinha com a natureza em mente, o “Paredões vivos” tem um enorme potencial para aumentar o valor ecológico e social das estruturas costeiras em todo o mundo”, diz ela.

No porto de embarcações pequenas da Marina de São Francisco

Sinais de vida, depois de dois anos, os painéis sustentavam pelo menos um terço a mais de espécies do que os paredões que estavam ali há décadas

A Dra. Maria Vozzo conduz uma contagem de biodiversidade em uma série de ladrilhos de habitat instalados na Fairlight Pool nas praias do norte de Sydney

As ondas oceânicas ganham força à medida que o planeta aquece

Dados sísmicos mostram que o aquecimento global abala a Terra

Àmedida que as ondas oceânicas sobem e descem, elas aplicam forças no fundo do mar abaixo e geram ondas sísmicas. Estas ondas sísmicas são tão poderosas e generalizadas que aparecem como um ruído constante nos sismógrafos, os mesmos instrumentos usados para monitorizar e estudar terramotos.

Esse sinal de onda tem se tornado mais intenso nas últimas décadas, refletindo mares cada vez mais tempestuosos e maiores ondas oceânicas.

No novo estudo publicado na Nature Communications, colegas e eu acompanhamos esse aumento em todo o mundo nas últimas quatro décadas. Estes dados globais , juntamente com outros estudos sísmicos oceânicos, de satélite e regionais, mostram um aumento de décadas na energia das ondas que coincide com o aumento das tempestades atribuídas ao aumento das temperaturas globais.

As linhas tracejadas representam as médias móveis de 10 anos. O Oceano Antártico é definido entre as latitudes de 40°S e 80°S. A potência média regional das ondas é calculada como a média espacial de cada série temporal histórica de potência das ondas (ver Métodos). As linhas sólidas indicam cada série temporal. As linhas tracejadas correspondem à média móvel de 10 anos

Média espacial anual da potência das ondas calculada globalmente e por bacia oceânica

Fotos: Nature, Pixabay/CC0 Domínio Público, Rick Aster

O que a sismologia tem a ver com as ondas do mar

Intensificação das ondas oceânicas desde o final da década de 1980

Média espacial anual da potência das ondas calculada globalmente e por bacia oceânica

Cada círculo é uma estação sísmica, com tamanho proporcional à aceleração vertical da Terra naquela estação suavizada ao longo de três anos. Os círculos vermelhos indicam períodos em que os movimentos terrestres são maiores que a mediana histórica; azul indica períodos em que são menores. O gráfico sincronizado mostra a anomalia de aceleração vertical mediana para todas as estações e reflete os ciclos do El Niño e um aumento mais pronunciado nos últimos anos

As redes sismográficas globais são mais conhecidas por monitorar e estudar terremotos e por permitir que os cientistas criem imagens do interior profundo do planeta.

Estes instrumentos altamente sensíveis registam continuamente uma enorme variedade de fenómenos sísmicos naturais e causados pelo ho -

mem, incluindo erupções vulcânicas , explosões nucleares e outras, quedas de meteoros, deslizamentos de terra e terramotos glaciares . Eles também capturam sinais sísmicos persistentes do vento, da água e da atividade humana. Por exemplo, as redes sismográficas observaram o silêncio global do ruído sísmico causado pelo ho -

mem à medida que medidas de confinamento eram instituídas em todo o mundo durante a pandemia do coronavírus.No entanto, o mais difundido globalmente dos sinais sísmicos de fundo é o zumbido incessante criado pelas ondas oceânicas provocadas por tempestades, conhecido como microssismo global.

Dois tipos de sinais sísmicos

As ondas oceânicas geram sinais microssísmicos de duas maneiras diferentes. O mais energético dos dois, conhecido como microssismo secundário , pulsa em um período entre cerca de oito e 14 segundos. À medida que conjuntos de ondas viajam através dos oceanos em várias direções, eles interferem entre si, criando variações de pressão no fundo do mar. No entanto, as ondas interferentes nem sempre estão presentes, portanto, neste sentido, é um proxy imperfeito para a atividade geral das ondas oceânicas.

Uma segunda maneira pela qual as ondas oceânicas geram sinais sísmicos globais é chamada de processo de microssismo primário . Esses sinais são causados por ondas oceânicas que empurram e puxam diretamente o fundo do mar. Como os movimentos da água dentro das ondas diminuem rapidamente com a profundidade, isso ocorre em regiões onde a profundidade da água é inferior a cerca de 300 metros (1.000 pés). O sinal primário de microssismo é visível nos dados sísmicos como um zumbido constante com um período entre 14 e 20 segundos.

Variabilidade histórica no forçamento oceanográfico

uma série temporal Global Wave Power do GOW (preto: GOW-NCEP, e cinza: GOW-CFSR), RaA13 (pontos azuis) e altimetria de satélite (pontos vermelhos); b série temporal global da temperatura da superfície do mar do ERSSTv3b (azul) e OISST (vermelho); e c resíduos não autocorrelacionados de Potência das Ondas de GOW (preto e cinza) no eixo vertical esquerdo) e Temperatura da Superfície do Mar de ERSSTv3b (azul) e OISST (vermelho) no eixo vertical direito . As linhas tracejadas verticais indicam o início da era em que a altura das ondas foi medida com satélites

A tempestade Ciarán atingiu o farol de Newhaven e a parede do porto da Inglaterra em 4 de novembro de 2023.

O que o planeta agitado nos diz

Em nosso estudo , estimamos e analisamos a intensidade histórica do microssismo primário desde o final da década de 1980 em 52 locais sismográficos ao redor do mundo com longos históricos de registro contínuo. Descobrimos que 41 (79%) dessas estações apresentaram aumentos de energia altamente significativos e progressivos ao longo das décadas.

Os resultados indicam que a média global da energia das ondas oceânicas desde o final do século XX aumentou a uma taxa média de 0,27% ao ano. No entanto, desde 2000, esse aumento médio global na taxa aumentou 0,35% ao ano.

Encontramos a maior energia geral de microsismo nas regiões muito tempestuosas do Oceano Antártico, perto da península da Antártica. Mas estes resultados mostram que as ondas do Atlântico Norte se intensificaram mais rapidamente nas últimas décadas em comparação com os níveis históricos. Isto é consistente com pesquisas recentes que sugerem que a intensidade das tempestades no Atlântico Norte e os perigos costeiros estão a aumentar. A tempestade Ciarán , que atingiu a Europa com ondas poderosas e ventos com força de furacão em novembro de 2023, foi um exemplo recorde.

Um aviso costeiro

O registo de décadas de microssismo também mostra a oscilação sazonal de fortes tempestades de inverno entre os hemisférios Norte e Sul. Captura os efeitos de amortecimento das ondas provocados pelo crescimento e diminuição do gelo marinho da Antártida, bem como os altos e baixos plurianuais associados aos ciclos El Niño e La Niña e os seus efeitos de longo alcance nas ondas e tempestades oceânicas.

Juntos, estes e outros estudos sísmicos recentes complementam os resultados da investigação climática e oceânica que mostram que as tempestades e as ondas se intensificam à medida que o clima aquece.

Os oceanos absorveram cerca de 90% do excesso de calor ligado ao aumento das emissões de gases com efeito de estufa provenientes das atividades humanas nas últimas décadas. Esse excesso de energia pode traduzir-se em ondas mais prejudiciais e tempestades mais poderosas .

Os nossos resultados oferecem outro alerta para as comunidades costeiras, onde o aumento da altura das ondas oceânicas pode atingir as costas, danificando infra-estruturas e erodindo a terra . Os impactos do aumento da energia das ondas são ainda agravados pela contínua subida do nível do mar , alimentada pelas alterações climáticas e pela subsidência. E sublinham a importância de mitigar as alterações climáticas e de criar resiliência nas infra-estruturas costeiras e nas estratégias de proteção ambiental.

Estes mapas globais centrados no Oceano Atlântico mostram padrões de temperatura da superfície do mar durante episódios de El Niño (esquerda) e La Niña (direita). As cores ao longo do equador mostram áreas mais quentes ou mais frias do que a média de longo prazo

Em novembro de 2022, as ondas intensas do furacão Nicole erodiram a terra sob várias casas em Daytona Beach, Flórida

Dessalinização com água doce mais barata que a água da torneira

Engenheiros do MIT e da China pretendem transformar a água do mar em água potável com um dispositivo completamente passivo inspirado no oceano e alimentado pelo sol

por *Jennifer Chu/MIT

Aequipe descreve o projeto de um novo sistema de dessalinização solar que absorve água salgada e a aquece com luz solar natural, conforme publicação na Joule. A configuração do dispositivo permite que a água circule em redemoinhos, de maneira semelhante à circulação “termohalina” muito maior do oceano. Essa circulação, combinada com o calor do sol, faz com que a água evapore, deixando o sal para trás. O vapor de água resultante pode então ser condensado e coletado como água pura e potável. Entretanto, o sal restante continua a circular através e fora do dispositivo, em vez de se acumular e obstruir o sistema.

O novo sistema tem uma taxa de produção de água mais elevada e uma taxa de rejeição de sal mais elevada do que todos os outros conceitos de dessalinização solar passiva actualmente em teste.

Pesquisadores do MIT projetaram um novo sistema de dessalinização solar que absorve água salgada e a aquece com luz solar natural. O sistema elimina o sal acumulado, de modo que as peças de reposição não são necessárias com frequência, o que significa que o sistema poderia produzir água potável a uma taxa e preço mais baratos do que a água da torneira. Um protótipo inclinado de dez estágios está localizado em um reservatório “semelhante a um barco”

Os pesquisadores estimam que se o sistema for ampliado para o tamanho de uma mala pequena, poderá produzir cerca de 4 a 6 litros de água potável por hora e durar vários anos antes de exigir peças de reposição.

Nesta escala e desempenho, o sistema poderia produzir água potável a uma taxa e preço mais baratos do que a água da torneira. “Pela primeira vez, é possível que a água produzida pela luz solar seja ainda mais barata do que a água da torneira”, afirma Lenan Zhang, cientista pesquisador do Laboratório de Pesquisa de Dispositivos do MIT. A equipe prevê que um dispositivo ampliado poderia produzir passivamente água potável suficiente para atender às necessidades diárias de uma pequena família. O sistema também poderia abastecer comunidades costeiras fora da rede, onde a água do mar é facilmente acessível.

Os co-autores do estudo de Zhang incluem Yang Zhong, estudante de pós-graduação do MIT, e Evelyn Wang, professora de engenharia da Ford, juntamente com Jintong Gao, Jinfang You, Zhanyu Ye, Ruzhu Wang e Zhenyuan Xu da Universidade Jiao Tong de Xangai, na China.

Uma convecção poderosa

O novo sistema da equipe melhora seu design anterior – um conceito semelhante de múltiplas camadas, chamadas estágios.

Fotos: Earth.com, Jintong Gao, MIT, Zhenyuan Xu

Engenheiros do MIT e da China conceberam um sistema passivo de dessalinização solar destinado a converter a água do mar em água potável

Processo de remoção do sal da água do oceano para produzir água potável

Cada estágio continha um evaporador e um condensador que usava o calor do sol para separar passivamente o sal da água que entrava. Esse projeto, que a equipe testou no telhado de um prédio do MIT, converteu eficientemente a energia do sol na evaporação da água, que foi então condensada em água potável. Mas o sal que sobrou rapidamente se acumulou na forma de cristais que obstruíram o sistema depois de alguns dias. Num cenário real, um utilizador teria de colocar estágios com frequência, o que aumentaria significativamente o custo global do sistema.

Num esforço de acompanhamento, eles desenvolveram uma solução com uma configuração de camadas semelhante, desta vez com um recurso adicional que ajudava a circular a água que entrava, bem como qualquer sal restante. Embora esse projeto evitasse que o sal se depositasse e se acumulasse no dispositivo, dessalinizou a água a uma taxa relativamente baixa.

Na última iteração, a equipe acredita ter chegado a um projeto que atinge uma alta taxa de produção de água e uma alta rejeição de sal, o que significa que o sistema pode produzir água potável de forma rápida e confiável por um longo período. A chave para seu novo design é uma combinação de seus dois conceitos anteriores: um sistema multiestágio de evaporadores e condensadores, que também é configurado para aumentar a circulação de água – e sal –dentro de cada estágio.

“Introduzimos agora uma convecção ainda mais poderosa, semelhante à que normalmente vemos no oceano, em escalas de quilômetros de extensão”, diz Xu.

As pequenas circulações geradas no novo sistema da equipe são semelhantes à convecção “termohalina” no oceano –um fenômeno que impulsiona o movimento da água ao redor do mundo, com base nas diferenças de temperatura do mar (“termo”) e salinidade (“halina”). ).

Sistema de dessalinização solar pode ser mais econômico do que água da torneira

“Quando a água do mar é exposta ao ar, a luz solar faz com que a água evapore. Depois que a água sai da superfície, o sal permanece. E quanto maior a concentração de sal, mais denso é o líquido, e essa água mais pesada quer fluir para baixo”, explica Zhang. “Ao imitar este fenômeno de quilômetros de extensão em uma pequena caixa, podemos aproveitar esse recurso para rejeitar o sal”.

Batendo

O coração do novo design da equipe é um estágio único que lembra uma caixa fina, coberto com um material escuro que absorve eficientemente o calor do sol. No interior, a caixa é separada em seções superior e inferior. A água pode fluir pela metade superior, onde o teto é revestido por uma camada evaporadora que utiliza o calor do sol para aquecer e evaporar qualquer água em contato direto. O vapor de água é então canalizado para a metade inferior da caixa, onde uma camada de condensação resfria o vapor em um líquido potável sem sal. Os pesquisadores inclinaram a caixa inteira dentro de um recipiente maior e vazio, depois ane-

xaram um tubo da metade superior da caixa até o fundo do recipiente e fizeram o recipiente flutuar em água salgada. Nesta configuração, a água pode naturalmente subir através do tubo e entrar na caixa, onde a inclinação da caixa, combinada com a energia térmica do sol, induz a água a girar à medida que flui. Os pequenos redemoinhos ajudam a colocar a água em contato com a camada superior de evaporação, ao mesmo tempo que mantêm o sal circulando, em vez de sedimentar e entupir.

A equipe construiu diversos protótipos, com um, três e 10 estágios, e testou seu desempenho em águas de salinidade variada, incluindo água do mar natural e água sete vezes mais salgada.

A partir destes testes, os investigadores calcularam que se cada fase fosse ampliada para um metro quadrado, produziria até 5 litros de água potável por hora, e que o sistema poderia dessalinizar a água sem acumular sal durante vários anos. Dada esta vida útil prolongada e o facto de o sistema ser totalmente passivo, não necessitando de eletricidade para funcionar, a equipa estima que o custo global de funcionamento do sistema seria mais barato do que o custo para produzir água canalizada nos Estados Unidos.

“Mostramos que este dispositivo é capaz de ter uma vida útil longa”, diz Zhong. “Isso significa que, pela primeira vez, é possível que a água potável produzida pela luz solar seja mais barata do que a água da torneira. Isto abre a possibilidade de a dessalinização solar resolver problemas do mundo real.”

O financiamento para a pesquisa na Universidade Jiao Tong de Xangai foi apoiado pela Fundação de Ciências Naturais da China

Transformar a água do mar em água potável com um dispositivo passivo inspirado no oceano e alimentado pelo sol

A floresta do vale da Chapada de Guimarães, Brasil, fica na periferia da floresta amazônica e é especialmente vulnerável à seca

El Niño extremo desliga o sumidouro de carbono florestal da América do Sul

As florestas tropicais da América do Sul perderam a capacidade de absorver carbono da atmosfera quando as condições se tornaram excepcionalmente quentes e secas, de acordo com uma nova investigação

Durante muito tempo, as florestas tropicais funcionaram como sumidouros de carbono, retirando mais carbono do ar do que libertam, um processo que moderou o impacto das alterações climáticas.

Mas uma pesquisa liderada pela Dra. Amy Bennett, pesquisadora da Universidade de Leeds, descobriu que em 2015-2016, quando um evento climático El Niño resultou em seca e nas temperaturas mais altas já registradas, as florestas sul-americanas foram incapazes de funcionar como carbono. afundar.

O El Niño ocorre quando as temperaturas da superfície do mar no Oceano Pacífico aumentam acentuadamente, desencadeando uma grande mudança no sistema climático mundial. Em 2015-2016, o resultado foi um clima excepcionalmente quente para a América do Sul. Um evento semelhante está em andamento agora.

O Dr. Bennett, da Escola de Geografia de Leeds, disse: “As florestas tropicais da Amazónia têm desempenhado um papel fundamental na desaceleração da acumulação de dióxido de carbono na atmosfera.

“Os cientistas sabem que as árvores da Amazónia são sensíveis às mudanças de temperatura e à disponibilidade de água, mas não sabemos como as florestas individuais poderão ser alteradas pelas futuras alterações climáticas.

Membro da equipe de trabalho de campo fazendo medições em uma das árvores

Fotos: Agencia Brasil-EBC, Emílio Vilanova, Luis Gamez, PHYS, Rainfor.org, UNEMAT

Anomalias climáticas durante o evento ENSO 2015–2016:

(a) Anomalias de temperatura da superfície do mar (SST) NINO 3,4 de 1950–2016 mostrando períodos de eventos El Niño e La Niña definidos por limites de SST de +0,5/−0,5, e El Niño 2015–2016 Valores de anomalia de TSM por mês em vermelho no painel direito. (b) Anomalias médias globais de TSM de dezembro a fevereiro de 2015/16 durante o pico da temporada ENSO.

(c) Anomalias de precipitação acumuladas de outubro a dezembro de 2015 em direção à fase de pico do ENSO e (d) anomalias da temperatura média da superfície terrestre (TST) para outubro-dezembro de 2015. Anomalias na precipitação e TSTs destacam várias regiões ligadas ao ENSO, incluindo sudeste dos Estados Unidos, nordeste do Brasil, leste da África equatorial, sul da África e sudeste da Ásia. Esta figura foi criada usando o software Interactive Data Language (IDL) (versão 8.6.0)

“Investigar o que aconteceu na Amazônia durante este enorme evento El Niño nos deu uma janela para o futuro, mostrando como o clima quente e seco sem precedentes impacta as florestas.”

Os pesquisadores relatam suas descobertas na revista Nature Climate Change. O estudo uniu as redes de pesquisa RAINFOR e PPBio, com dezenas de bolsas de curto prazo que permitiram a mais de 100 cientistas medir florestas durante décadas em 123 parcelas experimentais.

As parcelas abrangem florestas amazônicas e atlânticas, bem como florestas mais secas na América do Sul tropical.

Estes registos diretos, árvore a árvore, mostraram que a maioria das florestas funcionou como sumidouro de carbono durante a maior parte dos últimos 30 anos, com o crescimento das árvores a exceder a mortalidade. Quando ocorreu o El Niño de 2015-2016, a pia fechou. Isso ocorreu porque a morte das árvores aumentou com o calor e a seca.

A professora Beatriz Marimon, da Universidade Estadual de Mato Grosso, no Brasil, acrescentou: “Aqui no sudeste da Amazônia, na orla da floresta tropical, as árvores podem agora ter deixado de armazenar carbono e passar a emiti-lo.

Um pesquisador medindo uma árvore, no Sul da Amazônia

Mudanças no carbono acima do solo em 123 parcelas de florestas neotropicais durante o evento El Niño de 2015–2016

(a) Mapas ( a – c ) com setas representando a magnitude e direção da mudança medida e localização aproximada de cada parcela e dinâmica do carbono da biomassa ( d ) antes e durante o evento El Niño de 2015–2016. Para a – c , as setas laranja indicam efeitos negativos nos stocks de biomassa (por exemplo, diminuição da variação líquida, aumento das perdas) e as setas verdes indicam efeitos positivos nos stocks de biomassa (por exemplo, aumento dos ganhos). El Niño − carbono líquido acima do solo pré-El Niño, Δ carbono líquido ( a ). El Niño − ganhos de carbono acima do solo pré-El Niño, Δ ganhos de carbono ( b ). El Niño − perdas de carbono acima do solo pré-El Niño, Δ perdas de carbono (c ). O sombreado de fundo mostra o MCWD pré-El Niño (MCWD médio de maio de 2005 a abril de 2015) em todo o espaço climático, e não a extensão atual das florestas tropicais. Para gráficos d , n = 123, as barras de erro representam ICs de 95%, centrados na média, e ‘*’ indica teste t pareado significativo, carbono líquido P = 0,049, perdas P = 0,017

Embora as taxas de crescimento das árvores resistissem às temperaturas mais altas, a mortalidade das árvores aumentou quando este clima extremo atingiu”.

Resultados do estudo

Das 123 parcelas estudadas, 119 delas experimentaram um aumento médio mensal de temperatura de 0,5 graus Celsius. 99 das parcelas também sofreram déficits hídricos. Onde estava mais quente, também estava mais seco.

Antes do El Niño, os investigadores calcularam que as parcelas armazenavam e sequestravam cerca de um terço de tonelada de carbono por hectare por ano. Isto caiu para zero com as condições mais quentes e secas do El Niño.

Copa das árvores nas Planícies Ocidentais, Venezuela

O grande desafio é manter as florestas em pé em primeiro lugar

A mudança ocorreu devido à perda de biomassa com a morte das árvores.

Escrevendo no artigo, os investigadores observaram que o maior impacto relativo do evento El Niño ocorreu nas florestas onde o clima a longo prazo já era relativamente seco.

A expectativa era que as florestas mais húmidas seriam mais vulneráveis ao clima extremamente seco, uma vez que estariam menos adaptadas a tais condições. No entanto, o oposto foi o caso. Em vez disso, as florestas mais habituadas a um clima mais seco na periferia seca do bioma florestal tropical revelaram-se mais vulneráveis à seca. Isto sugeriu que algumas árvores já estavam operando nos limites das condições toleráveis.

Para o professor Oliver Phillips, ecologista da Universidade de Leeds que supervisionou a investigação e lidera a iniciativa global ForestPlots, as descobertas ofereceram esperança sobre a resiliência da natureza tropical sul-americana. Ele acrescentou: “A perspectiva completa de 30 anos fornecida pela nossa diversificada equipe mostra que este El Niño não teve pior efeito nas florestas intactas do que as secas anteriores. No entanto, esta foi a seca mais quente de sempre. “O aumento da mortalidade de árvores foi nas áreas mais secas da periferia amazônica, onde as florestas já estavam fragmentadas.

Utilização de barcos para aceder a algumas parcelas florestais

Conhecendo estes riscos, os conservacionistas e gestores de recursos podem tomar medidas para protegê-los.

“Através da complexa dinâmica que acontece nos ambientes florestais, o desmatamento torna o ambiente mais seco e quente, estressando ainda mais as árvores remanescentes.

“Então, o grande desafio é manter as florestas em pé em primeiro lugar. Se conseguirmos fazer isso, então as nossas

evidências no terreno mostram que podem continuar a ajudar a reter o carbono e a abrandar as alterações climáticas.”

Dois relatórios são publicados na Nature Climate Change relacionados a esta pesquisa. O artigo científico, “Sensibilidade das florestas tropicais da América do Sul a uma anomalia climática extrema”, e um resumo de pesquisa intitulado “Impacto do El Nino 2015-2016 nas florestas tropicais da América do Sul”.

O sal do Caribe afeta nosso clima

As anomalias de salinidade do Caribe contribuíram para a circulação e o clima variáveis do Atlântico Norte durante a Era Comum. Estudo explora ligação entre salinidade, correntes oceânicas e clima. O impacto do sal caribenho no clima

Fotos: GEOMAR, Zhuravleva, A. et al (2023)

Os períodos frios anteriores, como a Pequena Idade do Gelo, foram associados à redução da força das correntes do Atlântico Norte e ao aumento da salinidade superficial no Caribe. Isto foi acompanhado por perturbações na distribuição de sal para o norte, levando a fases de arrefecimento mais longas e mais fortes no hemisfério norte.

A distribuição de sal pelas correntes oceânicas desempenha um papel crucial na regulação do clima global. Isto é o que pesquisadores da Universidade de Dalhousie no Canadá, GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI) e MARUM – Centre for Marine Environmental Sciences da Universidade de Bremen descobriram em um novo estudar.

Simulação de modelo da velocidade do fluxo superficial no Atlântico mostrando a Corrente do Golfo e a posição do núcleo sedimentar caribenho investigado. O novo estudo reafirma que a advecção meridional do sal pelas correntes do Atlântico Norte é um mecanismo de feedback crucial para a regulação climática

Os mapas de correlação são criados nas ferramentas de intercomparação de reanálises baseadas na Web (wwwpsl.noaa.gov/data/writ/) usando dados de temperatura (A) e salinidade (B) a 20 m de profundidade de água do conjunto de dados ORA-S5 [de 1979 a 2022] e um índice AMO retirado do site da NOAA (www. psl.noaa.gov/data/timeseries/AMO/ ). A numeração de 1 a 12 em (B) corresponde aos locais mencionados: (1) M35003-6, Bacia de Tobago, sudeste do Caribe (este estudo), (2) South Sawtooth Lake, Canadá, (3) sítio Arctica islandica , plataforma norte da Islândia, mares nórdicos ( 12 , 13 ), (4) RAPiD-35-COM, Mar de Labrador, (5) RAPiD-21-COM, subpolar Atlântico Nordeste ( 10 ), (6) KNR-178-48JPC, oeste do Atlântico Norte, (7) 2010-GB2-MCA, Golfo do México, (8) estalagmite CG, Cuba, (9) Estalagmite PDR-1, Porto Rico,

(10) Grape Tree Pond, Jamaica, (11) Lago Punta Laguna, Yucatán, México, (12) Estalagmite YOK-I, Yucatán, Belize. As localizações proxy marítimas e terrestres são marcadas com círculos e quadrados, respectivamente. AMO, Oscilação Multidecadal do Atlântico.

águas superficiais do AMO e do Atlântico Norte e as localizações dos registros proxy

(A) valores plancticos de δ 18 O, (B) SST, (C) SSS, (D) valores plancticos de δ 13 C e ( E ) proporções de N. dutertrei (preto, registro suavizado de média móvel de 3 pontos) e pontuações para o primeiro componente principal (PC1) da assembleia de foraminíferos planctônicos (laranja, dados brutos). Em (A) a (D), são mostrados dados brutos e suavizados (média móvel de 3 pontos). Os registros suavizados são plotados com suas incertezas ±1σ (A a D) e intervalos de confiança de 95% para proporções de N. dutertrei (E). As barras azuis indicam eventos centenários de resfriamento/salinificação no sudeste do Caribe. LALIA, Pequena Idade do Gelo da Antiguidade Tardia.

Eles estudaram anomalias climáticas naturais, incluindo a chamada Pequena Idade do Gelo. Este período frio do século XV a meados do século XIX levou a colheitas fracas, fome e doenças na Europa. Embora a Pequena Idade do Gelo seja um dos períodos mais estudados da história recente, os mecanismos climáticos subjacentes permanecem controversos.

“Observar anomalias climáticas naturais recentes ajudam a compreender os processos e mecanismos que o aquecimento global induzido pelo homem pode desencadear”, afirma a Dra. Anastasia Zhuravleva, principal autora do estudo. Foi aluna de doutoramento no GEOMAR e recebeu o Prémio Annette Barthelt pela sua dissertação em 2019. Em seguida, trabalhou como investigadora de pós-doutoramento no GEOMAR e na Dalhousie University, onde o estudo foi concluído.

“Os investigadores consideram frequentemente um aumento na extensão do gelo marinho e a dessalinização no Atlântico Norte subpolar como possíveis desencadeadores de períodos frios passados, mas os processos no Atlântico tropical parecem ser igualmente importantes”, diz a Dra. Zhuravleva. Latitudes norte e médias, há pouca informação sobre estes eventos climáticos recentes do Atlântico subtropical-tropical e seu impacto nas regiões do Hemisfério Norte”, acrescenta o Dr. Henning Bauch, paleoclimatologista da AWI e GEOMAR, co-iniciador e co-autor do estudo. “É aqui que entra a nossa pesquisa”.

Então, o que aconteceu no Atlântico tropical durante anomalias climáticas históricas, e como é que as potenciais mudanças aí podem ter afetado a circulação oceânica e o clima muito mais a norte? Para responder a estas questões, a equipa trabalhou num perfil de sedimentos do sul das Caraíbas e reconstruiu a salinidade e a temperatura das águas superficiais ao longo dos últimos 1700 anos. Entre outras coisas, os pesquisadores determinaram a composição isotópica e elementar das conchas calcárias do plâncton.

Os resultados mostram um resfriamento de cerca de 1°C durante a Pequena Idade do Gelo. “É uma mudança de temperatura significativa para esta região”, diz o Dr. Mahyar Mohtadi, coautor do estudo e chefe do grupo de Variabilidade Climática em Baixas Latitudes do MARUM. “Particularmente notável é a ocorrência de outro resfriamento pronunciado nos séculos VIII-IX. As temperaturas mais frias no oceano tropical, de outra forma quente, levaram a uma menor precipitação regional, o que coincidiu com secas severas na Península de Yucatán e o declínio da cultura Maia Clássica”.

Além disso, os investigadores descobriram que as anomalias climáticas frias no Atlântico Norte subpolar e na Europa foram acompanhadas por uma circulação oceânica mais fraca e pelo aumento da salinidade nas Caraíbas. “A advecção, ou o movimento do sal tropical para altas latitudes ao norte, é essencial para manter altas densidades superficiais no Atlântico Norte subpolar.

Registros proxy climáticos do núcleo M350036 nos últimos 1.700 anos

Climatologia moderna no sul da Bacia de Tobago e temperatura/ salinidade reconstruída para o topo do núcleo M35003-6

Temperatura média anual e sazonal (A) e salinidade (B) nos 100 m superiores nas últimas seis décadas aproximadas de seis estações mais próximas de M35003-6 no Atlas Oceânico Mundial[veja o mapa inserido em (B)] . Os círculos laranja com barras mostram estimativas de temperatura e salinidade (±1σ) para o topo do núcleo M35003-6 derivadas dos valores de Mg/Ca-δ 18 O. Também é mostrada em (A) a distribuição de profundidade de G. ruber vivo (branco) na fração de> 100 μm inferida de múltiplas redes de plâncton de abertura/fechamento em nossa localização central em abril de 1996. A figura é feita usando Ocean Data View.

Este é um pré-requisito para a estabilidade global da circulação oceânica em grande escala, incluindo a transferência de água quente da Corrente do Golfo, que é responsável pelas nossas temperaturas amenas na Europa”, afirma o Dr. Bauch.

Os dados sobre o passado histórico permitem assim uma reconstrução da ligação através do Atlântico Norte. O resfriamento inicial pode ser causado por erupções vulcânicas, baixa atividade solar e feedbacks entre o gelo marinho e o oceano no Norte. O novo estudo fornece evidências de que uma diminuição no movimento do sal para altas latitudes setentrionais amplificará e prolongará estes eventos climáticos. Por outro lado, o movimento lento das anomalias positivas de salinidade dos trópicos acabará por aumentar a densidade na superfície do Atlântico Norte subpolar. Isto pode favorecer o transporte de calor para o norte pelas correntes oceânicas, resultando em temperaturas mais amenas na Europa e na América do Norte.

“Esse feedback de salinidade é conhecido por modelos e foi assumido para a Pequena Idade do Gelo. No entanto, na ausência de dados sobre os oceanos tropicais, estes pressupostos basearam-se em registos de precipitação menos diretos”, afirma a Dra. Zhuravleva. Há evidências de que a Corrente do Golfo está a enfraquecer e que o aquecimento induzido pelo homem é uma causa provável. O que é certo é que as consequências desta mudança serão globais. Até que ponto os diferentes mecanismos climáticos interagem tem sido uma questão em aberto. Este estudo confirma agora que o transporte sul-norte de sal é um fator chave nos processos envolvidos.

A distribuição de sal pelas correntes oceânicas desempenha um papel crucial na regulação do clima global

“Secas Energéticas”

A energia solar e eólica podem ser combustíveis renováveis e gratuitos, mas também dependem de processos naturais que os humanos não podem controlar. Nessas áreas -- eólica e solar, as “Secas Energéticas” podem durar quase uma semana, mostra pesquisa

por *Departamento de Energia dos EUA

Uma coisa é reconhecer os riscos que acompanham as energias renováveis: o sol nem sempre brilha e o vento nem sempre sopra, mas o que acontece quando a rede perde ambas as fontes de energia ao mesmo tempo?

Este fenômeno é conhecido como seca energética composta. Num novo artigo, investigadores do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico (PNNL) descobriram que, em algumas partes do país, estas secas energéticas podem durar quase uma semana.

“Quando temos uma rede completamente descarbonizada e dependemos fortemente da energia solar e eólica, as secas energéticas podem ter um enorme impacto na rede”, disse Cameron Bracken, cientista da Terra no PNNL e

autor principal do artigo. Os operadores da rede precisam de saber quando ocorrerão secas energéticas para que pos-

sam preparar-se para extrair energia de diferentes fontes. Além disso, compreender onde, quando e durante quanto tempo ocorrem as secas energéticas ajudará os especialistas a gerir sistemas de baterias ao nível da rede que podem armazenar eletricidade suficiente para serem implementadas durante os períodos em que a energia é mais necessária. A equipe publicou as descobertas na Renewable Energy e fará uma apresentação na reunião anual desta semana da União Geofísica Americana.

Caçando dias nublados e sem vento

No passado, os investigadores estudaram secas energéticas compostas à escala estatal ou regional. Mas pouco foi estudado em escala nacional. Para saber mais sobre o risco de secas energéticas em todo o território continental dos EUA, os investigadores investigaram dados meteorológicos e, em seguida, utilizaram dados históricos da procura de energia para compreender com que frequência ocorre uma seca energética quando essa energia é mais necessária.

Caçando dias nublados e sem vento

A equipe examinou 4 décadas de dados meteorológicos horários para o território continental dos EUA e se concentrou em áreas geográficas onde atualmente operam usinas de energia solar e eólica. Os dados meteorológicos incluíram a velocidade do vento no auge das turbinas eólicas, bem como a intensidade da energia solar que incide sobre os painéis solares. Momentos em que os dados meteorológicos mostraram ar estagnado e céus nublados traduziram-se numa menor geração de energia a partir das centrais eólicas e solares – uma seca energética composta.

“Basicamente, tiramos um instantâneo da infraestrutura em 2020 e o analisamos ao longo de 40 anos de dados meteorológicos, começando em 1980”, disse Bracken. “Estamos basicamente dizendo ‘isto é como a infraestrutura atual teria funcionado sob condições climáticas históricas’”.

Os investigadores descobriram que as secas energéticas podem ocorrer em qualquer estação do ano no território continental dos EUA, embora variem amplamente em frequência e duração. Na Califórnia, por exemplo, condições nubladas e sem vento podem durar vários dias, enquanto as mesmas condições podem durar apenas algumas horas no Texas. Utah, Colorado e Kansas enfrentam secas energéticas frequentes, tanto em escalas de tempo de várias horas como em escalas de tempo de vários dias. Entretanto, o Noroeste e Nordeste

do Pacífico parecem sofrer secas energéticas que duram várias horas com mais frequência do que vários dias. Os diferentes prazos (horário versus diário) ajudarão a informar o impacto da

Magnitude, duração e frequência das secas energéticas para todos os BAs (Regiões Energéticas dos EUA) e períodos de agregação

As secas de WS (Eólica e Solar) são mostradas no painel esquerdo e as secas de LWS (Carga, Eólica e Solar) no painel direito. Os pontos indicam a duração média da seca para uma BA numa determinada escala de tempo, as linhas verticais indicam o intervalo de durações da seca desde o mínimo até ao máximo de duração observada no período de 40 anos. A linha curva é uma curva exponencial destinada a ilustrar uma região delimitadora superior aproximada para os dados.

seca energética na rede – durará apenas algumas horas ou vários dias?

No geral, os investigadores descobriram que a seca energética composta mais longa numa escala horária foi de 37 horas (no Texas), enquanto a seca energética mais longa numa escala diária foi de seis dias (na Califórnia).

Seca energética no pico da demanda

Simplesmente saber onde e como ocorrem as secas energéticas é apenas uma peça do quebra-cabeça, disse Bracken. Ele também enfatizou que uma seca de energia solar e eólica não causará necessariamente uma escassez de energia. Os operadores de rede podem recorrer a outras fontes de energia, como energia hidrelétrica, combustíveis fósseis ou energia transmitida de outras regiões dos EUA.

Mas como a nação pretende afastar-se dos combustíveis fósseis e depender mais da energia solar e eólica, os operadores da rede devem compreender se ocorrerão secas energéticas durante períodos em que a procura de eletricidade poderá exceder a oferta. As alterações

climáticas trazem verões mais quentes e tempestades de inverno mais intensas, e estes são tempos em que não só as pessoas utilizam mais energia para se manterem seguras (para arrefecimento ou aquecimento), mas o acesso à eletricidade pode significar vida ou morte.

Para compreender a possível ligação entre secas energéticas e procura de energia, a equipa mapeou os seus dados históricos e hipotéticos de geração em 40 anos de dados históricos de procura de energia que também abrangeram centrais eléctricas reais em todo o continente.Os dados mostraram que “as secas eólicas e solares acontecem durante eventos de pico de procura

Distribuição cumulativa reversa da duração das secas de produção de energia para 695 secas moderadas (nível de 50%) na Europa. Secas hidrelétricas (azul); secas de energia eólica 696 (laranja), secas de energia solar (vermelho). Todos os painéis mostram a percentagem de eventos de seca do período de 30 anos 697 que excedem uma determinada duração em dias

mais do que seria de esperar devido ao acaso”, disse Bracken, o que significa que na maioria das vezes, períodos sem vento e sem nuvens ocorreram durante períodos em que a procura de energia era elevada. Por enquanto, Bracken não tem certeza de que a correlação signifique causalidade. “Isso pode ser devido a fenômenos meteorológicos bem compreendidos, como inversões que suprimem o vento e aumentam as temperaturas, mas são necessários mais estudos”, disse Bracken.

Armazenamento de energia para secas energéticas

O estudo dos padrões de frequência e duração das secas energéticas também ajudará a informar a implantação de projetos de armazenamento de energia de longa duração, disse Nathalie Voisin, cientista da Terra no PNNL e coautora do artigo. O artigo é o primeiro a fornecer um padrão uniforme sobre o que é uma seca energética composta e quanto tempo ela pode durar em diferentes partes do país.

“Estamos fornecendo informações sobre como projetar e gerenciar adequadamente o armazenamento de vários dias. Então, quando você sabe que uma seca energética vai durar cinco horas ou cinco dias, você pode incentivar o armazenamento a ser gerenciado de acordo”, disse Voisin. Em seguida, Bracken e a equipe extrapolarão os dados meteorológicos e de demanda para o futuro para ver como as mudanças climáticas afetarão a frequência e a duração das secas energéticas.

A equipe planeja modelar secas energéticas até o final do século, combinadas com infraestrutura em evolução.

Os operadores de rede podem recorrer a outras fontes de energia

Relatório da ONU sobre a Conservação das Espécies Migratórias de Animais Selvagens (CMS COP14)

Oprimeiro relatório sobre o estado das espécies migratórias no mundo foi lançado pela Convenção sobre a Conservação das Espécies Migratórias de Animais Selvagens (CMS), um tratado de biodiversidade da ONU, na abertura da (CMS COP14), em Samarcanda, Uzbequistão

A conferência focou na conservação e restauração de habitat’s, bem como nas ameaças às espécies, estas incluindo a superexploração, perda de habitat e fragmentação, poluição e mudanças climáticas

O relatório histórico revela:

☆ Embora algumas espécies migratórias listadas no CMS estejam a melhorar, quase metade (44%) apresenta declínios populacionais;

☆ Mais de uma em cada cinco (22%) das espécies listadas no CMS estão ameaçadas de extinção

☆ Quase todos (97%) dos peixes listados no CMS estão ameaçados de extinção;

☆ O risco de extinção está a aumentar para as espécies migratórias em todo o mundo, incluindo aquelas não listadas no CMS;

☆ Metade (51%) das Áreas Chave para a Biodiversidade identificadas como importantes para animais migratórios listados no CMS não têm estatuto de proteção, e 58% dos locais monitorizados reconhecidos como importantes para as espécies listadas no CMS estão a sofrer níveis insustentáveis de pressão causada pelo homem;

☆ As duas maiores ameaças às espécies listadas no CMS e a todas as espécies migratórias são a sobreexploração e a perda de habitat devido à atividade humana. Três em cada quatro espécies listadas no CMS são afetadas pela perda, degradação e fragmentação de habitat, e sete em cada 10 espécies listadas no CMS são afetadas pela sobreexploração (incluindo captura intencional, bem como captura acidental) ;

☆ As alterações climáticas, a poluição e as espécies invasoras também estão a ter impactos profundos nas espécies migratórias;

☆ Globalmente, 399 espécies migratórias ameaçadas ou quase ameaçadas de extinção não estão atualmente listadas no CMS.

Até agora, não foi realizada nenhuma avaliação abrangente sobre as espécies migratórias. O relatório fornece uma visão global do estado de conservação e das tendências populacionais dos animais migratórios, combinada com as informações mais recentes sobre as suas principais ameaças e ações bem-sucedidas para salvá-los.

Fotos: CMS COP14 , IISD/ENB - Kiara Worth, IUCN, Unsplash

Bilhões de animais fazem viagens migratórias todos os anos em terra, nos oceanos e nos céus, atravessando fronteiras nacionais e continentes, alguns deles viajando milhares de quilómetros por todo o mundo para se alimentarem e procriarem.

As espécies migratórias desempenham um papel essencial na manutenção dos ecossistemas mundiais e proporcionam benefícios vitais, ao polinizarem as plantas, transportarem nutrientes essenciais, atacarem pragas e ajudarem a armazenar carbono.

Preparado para o CMS por cientistas conservacionistas do Centro de Monitoramento da Conservação Mundial do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (UNEP-WCMC), o relatório CMS sobre o Estado das Espécies Migratórias do Mundo usa os conjuntos de dados de espécies mais robustos do mundo e apresenta contribuições de especialistas de instituições como a BirdLife International, a International União para a Conservação da Natureza (IUCN) e a Sociedade Zoológica de Londres (ZSL).

Inger Andersen, Diretora Executiva do PNUMA na declaração de abertura do CMS COP14

Inger Andersen, Diretora Executiva do Programa das Nações Unidas para o Ambiente, afirmou: “O relatório mostra-nos claramente que as atividades humanas insustentáveis estão pondo em perigo o futuro das espécies migratórias – criaturas que não só atuam como indicadores de mudança ambiental, mas desempenham um papel integral na manutenção da função e resiliência dos ecossistemas complexos do nosso planeta. A comunidade global tem a oportunidade de traduzir esta ciência mais recente sobre as pressões enfrentadas pelas espécies migratórias em ações concretas de conservação. Dada a situação precária de muitos destes animais, não podemos dar-nos ao luxo de atrasar e devemos trabalhar em conjunto para tornar as recomendações uma realidade”.

O foco principal do relatório são as 1.189 espécies animais que foram reconhecidas pelas Partes do CMS como necessitando de proteção internacional e estão listadas no CMS, embora também apresente análises ligadas a mais de 3.000 espécies migratórias não-CMS adicionais.

As espécies listadas na Convenção são aquelas em risco de extinção em toda ou grande parte da sua área de distribuição, ou que necessitam de uma ação internacional coordenada para melhorar o seu estado de conservação.

Embora tenha havido tendências positivas para numerosas espécies CMS, as conclusões do relatório sublinham a necessidade de uma maior ação, para todas as espécies migratórias. A listagem de espécies no CMS significa que estas espécies requerem cooperação internacional para abordar a sua conservação. Mas muitas das ameaças que estas espécies enfrentam são motores globais de alterações ambientais – afetando a perda de biodiversidade, bem como as alterações climáticas. Assim, fazer face ao declínio das espécies migratórias exige uma ação entre os governos, o sector privado e outros intervenientes.

Nos últimos 30 anos, 70 espécies migratórias listadas no CMS – incluindo a águia das estepes, o abutre do Egipto e

o camelo selvagem – tornaram-se mais ameaçadas. Isto contrasta com apenas 14 espécies listadas que agora têm um estado de conservação melhorado – estas incluem as baleias azuis e jubarte, a águia marinha de cauda branca e o colhereiro de cara preta.

O mais preocupante é que quase todas as espécies de peixes listadas no CMS –incluindo tubarões migratórios, raias e esturjões – enfrentam um elevado risco de extinção, com as suas populações a diminuir 90% desde a década de 1970.

Analisando as ameaças às espécies, o relatório mostra até que ponto o declínio das espécies migratórias está sendo causado pelas atividades humanas.

As duas maiores ameaças às espécies listadas no CMS e a todas as espécies migratórias foram confirmadas como a sobreexploração – que inclui a caça insustentável, a sobrepesca e a captura de animais não-alvo, como na pesca – e a perda, degradação e fragmentação de habitat – de atividades como a agricultura e a expansão da infra-estrutura de transportes e energia.

Uma prioridade fundamental é mapear e tomar medidas adequadas para proteger os locais vitais que servem como locais de reprodução, alimentação e escala para espécies migratórias.

O relatório mostra que quase 10.000 das Áreas Chave para a Biodiversidade do mundo são importantes para as espécies migratórias listadas no CMS,

Amy Fraenkel, Secretária Executiva do CMS, disse: “As espécies migratórias dependem de uma variedade de habitats específicos em diferentes momentos do seu ciclo de vida. Eles viajam regularmente, às vezes milhares de quilômetros, para chegar a esses lugares. Enfrentam enormes desafios e ameaças ao longo do caminho, bem como nos seus destinos onde se reproduzem ou se alimentam. Quando as espécies atravessam as fronteiras nacionais, a sua sobrevivência depende dos esforços de todos os países onde são encontradas. Este relatório histórico ajudará a apoiar ações políticas tão necessárias para garantir que as espécies migratórias continuem a prosperar em todo o mundo”.

mas que mais de metade (por área) não são designadas como áreas protegidas ou conservadas. 58% dos locais monito-

rizados importantes para espécies listadas no CMS estão ameaçados devido a atividades humanas.

Amy Fraenkel, secretária executiva da Convenção sobre Espécies Migratórias e Secretária Executiva do CMS COP14

Muitas aves, mamíferos e peixes enfrentam inúmeras ameaças, mas podem ser salvos

[*] O relatório completo e na íntegra pode ser acessado em: www.bit.ly/3SLH88r

Gás de cozinha

Resíduo orgânico