@PhDThesis{Castro:2017:EsMoAc,
author = "Castro, Aline Anderson de",
title = "Impacto das mudan{\c{c}}as clim{\'a}ticas nos balan{\c{c}}os de
carbono e {\'a}gua e na din{\^a}mica de alagamento na
Amaz{\^o}nia: um estudo com o modelo acoplado inland-thmb",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2017",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2017-05-24",
keywords = "hidrologia, inunda{\c{c}}{\~o}es, modelagem, din{\^a}mica da
vegeta{\c{c}}{\~a}o, hydrology, floods, modeling, vegetation
dynamics.",
abstract = "O principal objetivo desta tese foi simular os ciclos da {\'a}gua
e carbono na Bacia Amaz{\^o}nica, a fim de, com isto, tentar
entender algumas das retroalimenta{\c{c}}{\~o}es entre os
processos e como elas respondem {\`a}s mudan{\c{c}}as
clim{\'a}ticas e {\`a} concentra{\c{c}}{\~a}o de CO2
atmosf{\'e}rico. Para isto, foi realizado o acoplamento de um
modelo de roteamento h{\'{\i}}drico e din{\^a}mica de
alagamentos, o THMB (Terrestrial Hydrology Model with
Biogeochemistry), a um modelo de vegeta{\c{c}}{\~a}o
din{\^a}mica, o INLAND (Integrated LAND Surface Model),
permitindo simular o ciclo de C e a din{\^a}mica de rios e
{\'a}reas alag{\'a}veis. O modelo acoplado captou bem o
comportamento da vaz{\~a}o e das {\'a}reas alagadas, e, apesar
das limita{\c{c}}{\~o}es, se mostrou bastante adequado para
avalia{\c{c}}{\~a}o das respostas {\`a}s mudan{\c{c}}as
clim{\'a}ticas do balan{\c{c}}o de {\'a}gua na Bacia
Amaz{\^o}nica. Foram feitas simula{\c{c}}{\~o}es usando
proje{\c{c}}{\~o}es dos modelos IPSL-CM5A-LR e HadGEM2-ES para o
RCP 8.5 (Representative concentration Pathways), produzidas no
contexto do CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5).
Para cada condi{\c{c}}{\~a}o de contorno foi realizado um
experimento com somente mudan{\c{c}}as clim{\'a}ticas e outro
incluindo a fertiliza{\c{c}}{\~a}o por CO2 e dist{\'u}rbios
naturais (uma perda de 0.5\% de C ao ano). Os resultados
mostraram uma grande sensibilidade {\`a}s mudan{\c{c}}as
clim{\'a}ticas nos dois balan{\c{c}}os. Em termos do
balan{\c{c}}o de carbono, ocorre uma redu{\c{c}}{\~a}o na
vegeta{\c{c}}{\~a}o mais alta e um aumento da
vegeta{\c{c}}{\~a}o mais baixa, predominantemente de
gram{\'{\i}}neas e arbustos, que estoca menos carbono e,
portanto, uma redu{\c{c}}{\~a}o nos estoques. No balan{\c{c}}o
de {\'a}gua, a parcela associada {\`a}
evapotranspira{\c{c}}{\~a}o fica ainda maior, deixando menos
{\'a}gua dispon{\'{\i}}vel para os rios e
inunda{\c{c}}{\~o}es. Em rela{\c{c}}{\~a}o {\`a}
fertiliza{\c{c}}{\~a}o por CO\$_{2}\$ o comportamento foi
diferenciado nos dois casos: o balan{\c{c}}o de C mostrou-se
bastante sens{\'{\i}}vel, estocando mais carbono na
vegeta{\c{c}}{\~a}o enquanto o balan{\c{c}}o de {\'a}gua
permaneceu quase inalterado quando comparado ao caso de somente
mudan{\c{c}}as clim{\'a}ticas. Considerando as
limita{\c{c}}{\~o}es do modelo e do experimento, este resultado
indica que, em uma situa{\c{c}}{\~a}o onde n{\~a}o haja
restri{\c{c}}{\~a}o de nutrientes e nem mudan{\c{c}}as
significativas no uso da terra, mesmo com as mudan{\c{c}}as
clim{\'a}ticas, a biomassa poderia continuar atuando como
sumidouro de C atmosf{\'e}rico. Como as press{\~o}es por
desmatamento seguem aumentando e a Amaz{\^o}nia {\'e} conhecida,
por exemplo, por sua pouca disponibilidade de f{\'o}sforo, por
exemplo, {\'e} necess{\'a}rio olhar este resultado com bastante
cuidado e incluir estes fatores em estudos posteriores de forma a
se ter uma estimativa mais real{\'{\i}}stica. ABSTRACT: The main
objective of this thesis was to simulate the water and carbon
dynamics in the Amazon to understand some of the feedbacks between
them and how it can be changed by climate change and atmospheric
CO2 concentration rise. In order to do this, we coupled the
Terrestrial Hydrology Model with Biogeochemistry (THMB) hydrologic
routing and flood dynamics model to the Integrated LAND Surface
Model (INLAND), which represents the dynamic vegetation and carbon
and water cycle. Despite its limitations, the model proves to be a
valuable tool for studies of the hydrological cycle and flood
dynamics response to climate change projections. Using climate
input data from IPSL-CM5A-LR and HadGEM2-ES models, produced in
the CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5) context,
under the RCP 8.5 (Representative concentration Pathways)
scenario, we performed two experiments for each input: one with
climatic changes only and the other including rising CO2
concentration and natural disturbances (a 0.5\% C loss per year).
The results showed a high sensitivity to climate change in water
and carbon balance, with strong decrease in upper canopy biomass
and increase in lower canopy biomass, which has lower capability
to stock carbon. In water balance the evapotranspiration fraction
increased, decreasing the discharge coefficient. When the
CO\$_{2}\$ fertilization was included, the vegetation reverse
its behavior increasing C stocks while the water balance remained
almost the same as with climate change only. Considering the model
and experiments limitations (no nutrients restrictions and no land
use change, respectively), the results indicate that in a
hypothetical situation when there is no deforestation and also no
nutrients lack, the CO2 fertilization could revert climate change
effects. As deforestation pressures continue to increase and the
Amazon is known for its poor phosphorus availability, it is
necessary to look at this result very carefully and include these
factors in later studies in order to have a more realistic
estimate.",
committee = "Randow, Celso von (presidente) and Cuartas Pineda, Luz Adriana
(orientadora) and Nobre, Antonio Donato (orientador) and Coe,
Michael Thomas and Longo, Marcos",
englishtitle = "Impacts of climate change in the water and carbon balance and in
the flooding dynamics in the Amazon: a study with the coupled
model inland-thmb",
language = "pt",
pages = "149",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3PA9KPH",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3PA9KPH",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "02 maio 2024"
}