O sistema de monção da América do Sul : as mudanças observadas e as projeções (hidro)climáticas - Camarinha, Camila. (UFRJ, 2022)
[PT] O sistema global de monção está conectado com o padrão de precipitação da região tropical, portanto o entendimento da variabilidade e da mudança de seu regime é de suma importância para o crescimento de diversos países em desenvolvimento, nos quais a agricultura é o principal fator econômico e boa parte da energia elétrica é gerada em hidrelétricas. Dentro desse contexto, o estudo foi dividido em duas partes com o propósito de avaliar o impacto das mudanças climáticas no Sistema de Monção da América do Sul (SMAS), o qual é responsável pela precipitação que abastece importantes regiões hidrográficas brasileiras. Como uma forma de detectar possíveis mudanças nos períodos histórico e futuro na área do SMAS, utilizaram-se médias mensais de 30 anos dos meses de janeiro a dezembro das seguintes variáveis: temperatura do ar, precipitação e evapotranspiração. Então, na primeira fase do estudo, comparações entre o clima no passado recente (de janeiro 1955 até dezembro de 1984) e a climatologia corrente (janeiro de 1985 até dezembro de 2014) foram realizadas através dos seguintes modelos climáticos globais de quarta geração do Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL): o modelo climático acoplado, Coupled Climate Model (CM4), e do sistema terrestre, Earth System Model (ESM4), sendo que ambos fazem parte do Coupled Model Intercomparison Project, Phase 6 (CMIP6). Produtos com base em observações in situ e uma reanálise global foram selecionados para as avaliações nos dois períodos históricos devido à longa série temporal disponível desses produtos. Na segunda parte, buscou-se avaliar as mudanças no clima projetado para o final do século na região do SMAS.Dessa forma, realizaram-se comparações entre o clima corrente, analisado na primeira parte do estudo, e o do final do século XXI (janeiro de 2071 até dezembro de 2100), o último utilizando o cenário mais severo entre os do CMIP6. Através de métricas estatísticas, os resultados indicaram que nos meses chuvosos do verão austral na região do SMAS, o CM4 teve um desempenho melhor do que o ESM4 em comparações com as análises da precipitação observada. Os resultados da fase histórica apontaram uma maior mudança nos meses da estação seca do inverno, com um aumento da temperatura do ar acima 1,5 ºC, seguido por uma redução na precipitação, em comparação com o clima do passado recente, utilizando as análises da Universidade de Delaware, EUA. Sob o cenário mais extremo do CMIP6, o CM4 projetou uma diferença na temperatura do ar que pode ultrapassar 9 ºC nos meses associados com o início da fase ativa do SMAS em algumas áreas na primavera. Os dois modelos do GFDL projetam uma redução na precipitação durante todos os meses do ano em relação ao clima corrente, especialmente no inverno e na primavera. O presente trabalho indica um atraso no início da fase ativa do SMAS para o final do século XXI, o que corrobora estudos anteriores que utilizaram os modelos do GFDL da quinta fase do experimento CMIP.[EN] The global monsoon system is associated with the tropical rainfall pattern; therefore, it is of paramount importance to understand its precipitation variability and change for the growth of several developing countries, in which agriculture is the main economic factor and hydropower plants produce most of the energy. Within this context, this work was divided into two parts with the purpose of assessing the impact of climate change on the South American Monsoon System (SAMS), which is responsible for the precipitation in important Brazilian hydrographic regions. To detect any changes in the historical and future periods over the SAMS region, monthly averages of 30 years from January to December of the following variables were used: air temperature, precipitation, and evapotranspiration. Then, in the first phase of the study, comparisons will be made between the climatology of the recent past (from January 1955 to December 1984) and the current climate (from January 1985 to December 2014), carried out using the following fourth-generation climate models of the Geophysical Fluid Dynamics Laboratory (GFDL): the Coupled Climate Model (CM4) and the Earth System Model (ESM4). Both models integrate the Model-Coupled Intercomparison Project, Phase 6 (CMIP6). To assess the current climatology of the two global models, we used long-record, gridded products based on in situ observations and a global reanalysis. In the second part, an evaluation of the projected changes in temperature and precipitation for the end of the century in the SAMS region was performed using the two models’ climates, current and end of the 21st century (January 2071 to December 2100), the latter using the most severe scenario of CMIP6.In comparison with precipitation analyses using statistical metrics, the first-phase results indicated that overall, CM4 performs better than ESM4 in the study area, especially in the rainy months of the austral summer. The results of the historical phase also indicated changes in the months of the SAMS dry season, with an increase in air temperature above 1.5 °C, followed by a reduction in precipitation in comparison with the recent past climate using the gridded analyses of the University of Delaware, USA. Under the CMIP6 extreme climate scenario, CM4 projected an increase in air temperature that could exceed 9 °C in the months associated with the beginning of the active phase of SAMS in some areas during the spring. Both GFDL models projected a reduction in precipitation related to the current climate throughout the year, especially during winter and spring. The reported results corroborate previous studies, using the GFDL models from Phase 5 of the CMIP experiment, on the delay in the onset of SAMS by the end of the 21st century.