Interação entre ecossistemas terrestres e a atmosfera na Amazônia: conexões biogeofísicas e biogeoquímicas

Abstract

A Amazônia é considerada por muitos uma das mais importantes regiões do planeta, abrangendo extensas áreas de floresta tropical. Entretanto, essa floresta vem sendo modificada dramaticamente, pelo desmatamento e pelas modificações na concentração de CO2 que também podem alterar a estrutura da floresta. Este trabalho visa entender melhor a interação biosfera-atmosfera na Amazônia, incluindo tanto os efeitos biogeofísicos quanto os biogeoquímicos desta interação. Para esta finalidade, utilizou-se um modelo de circulação geral da atmosfera CCM3 acoplado ao modelo de superfície IBIS. Foram realizadas sete simulações, isto é, simulação de controle (F), desmatamento parcial (D), efeitos radiativos do CO2 (FR), efeitos radiativos e ecológicos do CO2 (FRE), efeitos radiativos e ecológicos do CO2 considerando a retroalimentação biogeoquímica da vegetação no ciclo do carbono (FREB), desmatamento parcial com os efeitos radiativos e ecológicos do CO2 (DRE), e desmatamento parcial com os efeitos radiativos e ecológicos do CO2 considerando a retroalimentação biogeoquímica da vegetação no ciclo do carbono (DREB). Nessas simulações, o efeito do desmatamento modificou o balanço de energia e de água, com mudanças mais significativas na estação seca, mostrando um acréscimo do albedo na área parcialmente desmatada, levando a uma diminuição na evapotranspiração e na precipitação. O efeito radiativo do aumento na concentração do CO2 disponibilizou mais energia na superfície aumentando o fluxo de calor sensível, a temperatura, e afetando a precipitação, mas não ocasionou mudanças na média anual da evapotranspiração. Já o efeito ecológico do aumento da concentração do CO2 alterou a estrutura da floresta Amazônia, aumentando o IAF e a biomassa da bacia Amazônica em 0,61 kg C.m-2. Houve reduções nas taxas de precipitação, evapotranspiração e nos fluxos de calor latente e sensível. Ao ser considerado o efeito biogeoquímico do crescimento da vegetação, sob condições de floresta total e desmatamento parcial, percebe-se reduções na concentração atmosférica de CO2, pequenas mudanças no clima, mostrando uma diminuição do saldo de radiação, e na temperatura, causando um aumento na precipitação sob condições de floresta e reduzindo com o desmatamento sobre a bacia Amazônica.The Amazon is considered by many one of the most important areas of the planet, including extensive areas of tropical forest. However, the forest has been dramatically modified by the deforestation changes in the CO2 concentration night also affect the forest structure. This work aims at better understand the biosphere-atmosphere interaction in the Amazonian, including both the biogeophysical and the biogeochemical effects of this interaction. For this purpose, an atmosphere general circulation model (CCM3), coupled to the surface model (IBIS), was used. Seven simulations were run: control simulation (F), partial deforestation (D), radiative effects of CO2 (FR), radiative and ecological effects of CO2 (FRE), radiative and ecological effects of CO2 considering the feedback biogeochemical of the vegetation in the carbon cycle (FREB), partial deforestation with the radiative and ecological effects of CO2 (DRE), and partial deforestation with the radiative and ecological effects of CO2 considering the biogeochemical feedback of the vegetation in the carbon cycle (DREB). In these simulations, the effect of the deforestation modify the exchange of energy and water, with more significant changes in the dry season, showing an increase in the albedo in the deforested area, causing a decrease in the evapotranspiration and in the precipitation. The radiative effect of the increase in the CO2 concentration increased the availability of energy at the surface, increasing the sensible heat flux, temperature, and affecting the precipitation, but does not cause changes in the annual mean evapotranspiration. The increase of CO2 concentration alter the structure of the Amazonian forest, increasing LAI and the biomass of the Amazonian basin by 0.61 kg C.m-2, causing a decrease in the precipitation, evapotranspiration and in the latent and sensible heat fluxes. The biogeochemical effect of the vegetation growth, under conditions of total forest and partial deforestation, is noticed in a decrease in the atmospheric CO2 concentration, small changes in climate, showing a decrease in the radiation balance and temperature.