Diagnósticos e Cenários do Sistema Terrestre

Esse núcleo visa à formulação de cenários para um desenvolvimento nacional sustentável, integrando resultados de atividades de observação e modelagem. Propõe-se aqui a transição da lógica de pesquisa tradicional, focada em estudos de impactos socioambientais, para a análise das trajetórias, limites e padrões espaço-temporais sob os quais a estabilidade dos sistemas naturais pode ser sustentada. Essa transição representa um dos maiores desafios à ciência moderna e também um aspecto fundamental para subsidiar a formulação de políticas públicas mais consistentes.

O produto do trabalho do CCST nesse componente de Cenários será a disseminação do conhecimento científico relacionado às mudanças ambientais globais e a uma transição à sustentabilidade ambiental. Dessa forma, o site do Centro apresentará regularmente os resultados científicos e produtos à sociedade e aos tomadores de decisão nessa temática.

Modelagem do Sistema Terrestre e Projeção

Na área de modelagem, um dos grandes desafios científicos do CCST/INPE é a capacidade em representar o Sistema Terrestre (ST), abrangendo não somente as dimensões físicas e biológicas, como também as dimensões humanas. O desafio de estudar de forma integrada essas dimensões é algo embrionário globalmente, sobretudo nos países em desenvolvimento.
Dentre as várias ações de pesquisas sólidas e aprofundadas realizadas no CCST, existem diversos esforços colaborativos nas áreas de desenvolvimento de arcabouços computacionais de modelagem que representem os diferentes componentes do Sistema Terrestre, assim como parametrização de modelos existentes.

Dentre essas iniciativas destacam-se o desenvolvimento do modelo INLAND, que trata das interações superfície terrestre-atmosfera; a plataforma de modelagem ambiental espacialmente explícita (TERRA-ME); o desenvolvimento de modelos de mudanças de uso da terra (LUCC-ME) e de emissões de gases do efeito estufa (INPE-EM); o desenvolvimento de modelos de descargas elétricas na atmosfera, de radiação atmosférica e de potencial eólico; modelos hidrológicos (MHD-INPE); modelos agrícolas, assim como modelagem climática regional visando à construção de cenários e impacto das mudanças climáticas a nível regional.

Além de possibilitar a quantificação dos cenários formulados pelo CCST (item C), o desenvolvimento dos modelos computacionais contribui também com o componente de superfície do Programa BESM – que contempla a modelagem atmosférica e oceânica que está sob a responsabilidade de outras Coordenações do INPE.

Observação do Sistema Terrestre

A ação humana, como por exemplo a queima de combustíveis fósseis e de biomassa e a expansão agrícola, principalmente alterações derivadas do uso do solo, além de comprometer a qualidade do ar, da água e dos solos, são fontes relevantes de emissões de aerossóis e gases que afetam o balanço radiativo da atmosfera e, em última instância, o clima. Além disso, as deposições podem contaminar os corpos d’água e solos e afetar a biodiversidade e a produtividade agrícola. Tais fatores, combinados ou individualmente, podem contribuir para as mudanças ambientais globais, em particular o aquecimento global. O estabelecimento de redes de observação e coletas de amostras específicas, tais como gases traço, gases de efeito estufa e aerossóis, produzem dados relevantes para estudos do balanço de radiação, dos ciclos biogeoquímicos, dos efeitos de contaminantes e da camada de ozônio, entre outros, podendo também ser utilizados como entrada e validação na modelagem do sistema terrestre. Além disso, observações remotas podem ser empregadas para validação de sensores em satélites, como as realizadas em conjunto com o LAVAT/CRN. Redes de observação e modelos devem ser empregados, visando fornecer dados confiáveis e públicos, tanto para o setor privado, como para os tomadores de decisão nas diferentes esferas do governo.
A demanda crescente de energia em países em desenvolvimento, como o Brasil, aponta para uma diversificação da matriz de energia, buscando não somente maior segurança energética, como também minimizar os impactos ambientais oriundos da exploração e uso principalmente das fontes de energias fósseis. Fontes alternativas de energia, tais como a solar e a eólica demandam informações seguras e cientificamente embasadas para que possam competir no mercado com as fontes convencionais. Da mesma forma, a transmissão e distribuição de energia elétrica podem ser afetadas por mudanças no clima, seja por efeito da “ampacidade” (perdas pelo efeito Joule) das linhas de transmissão, como também por descargas elétricas atmosféricas. Redes de observação das descargas elétricas na atmosfera permitem minimizar os impactos de curto e longo prazo das mesmas sobre o sistema de distribuição de energia elétrica e auxiliar na segurança da população em diferentes escalas de tempo e espaço.
Dessa forma, a rede de monitoramento coordenada pelo CCST busca construir uma base de dados confiável, com histórico e perspectiva futura que permitam captar os efeitos de mudanças ambientais globais, trazendo as informações ao domínio público para subsidiar a tomada de decisão. Atualmente, as bases de informações geradas pelo CCST subsidiam não somente os objetivos estratégicos do Centro como também a modelagem, a construção de cenários e diagnósticos da ação antrópica no meio, bem como outras áreas do INPE. Os pontos de coleta e monitoramento de dados das diversas redes em operação e coordenadas pelo CCST.

Nesse contexto, o objetivo geral desse núcleo será consolidar o Sistema de Observação do Sistema Terrestre do CCST.