Escola de Paleoclimatologia
ESCOLA DE PALEOCLIMATOLOGIA
25 DE NOVEMBRO A 06 DE DEZEMBRO, 2013
Tema
A Escola de Paleoclimatologia integra unidades e instituições parceiras (Programa de Engenharia Civil-COPPE/UFRJ, Departamento de Meteorologia -IGEO/UFRJ, UENF e FURG) com a finalidade de proporcionar conhecimento sobre a história do clima da Terra. Mais especificamente, tem como objetivo principal que os participantes analisem as diversas forçantes do sistema climático e sua influência nas mudanças climáticas para diferentes escalas de variação temporal. Em particular, propõe-se que os participantes analisem os resultados climáticos das simulações numéricas obtidas dos diferentes tipos de modelos da circulação geral e dos modelos climáticos, sua comparação com as observações e a análise estatística dos dados.
A Paleoclimatologia é notadamente aplicada em climatologia e hidrologia, muitas vezes para entender e justificar os processos com origem potencial em mudanças climáticas. Nesse sentido, o enfoque do curso permite melhor compreender processos físicos com desdobramentos em recursos hídricos e em meio ambiente, atendendo a uma demanda importante que tem merecido muito incentivo e financiamento recentemente devido a sua importância no cenário mundial. Destaca-se que os programas de pós-graduação em engenharia (COPPE/UFRJ) e em meteorologia (IGEO/UFRJ), mediante visão integrada multidisciplinar de Ciências Atmosféricas em Engenharia, serão especialmente beneficiados com a ocorrência de um evento que congrega os alunos dessas unidades da Universidade Federal do Rio de Janeiro.
Informações
Data: 25 de Novembro a 06 de Dezembro de 2013
Auditório Novos Ventos – Sala H2-003 - CCMN/UFRJ – Ilha do Fundão
Professoras convidadas: Dra. Rosa Hilda Compagnucci
Dra. Nisia Krusche
Coordenação:
Dr. Otto Corrêa Rotunno Filho (Programa de Engenharia Civil - COPPE) - UFRJ
Dra.Claudine Dereczynski (Departamento de Meteorologia - IGEO) - UFRJ
Dra. Maria Gertrudes Justi (Laboratório de Meteorologia) - UENF
Dra. Nisia Krusche (Centro de Ciências Computacionais) - FURG
Apoio:
CAPES – Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
FAPERJ – Fundação de Amparo à Pesquisa do Rio de Janeiro
COPPE/UFRJ – Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia da Universidade Federal do Rio de Janeiro
IGEO/UFRJ – Instituto de Geociências da Universidade Federal do Rio de Janeiro
FURG – Universidade Federal de Rio Grande
UENF – Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro
Programação
PROGRAMAÇÃO (1ª. Semana)
DIA 25 DE NOVEMBRO – segunda-feira
Manhã
9h – 10 h - Abertura
10h – 13 h - Sistema Climático
Tarde
14:30h – 16:30h - Laboratório de Informática
DIA 26 DE NOVEMBRO – terça-feira
Manhã
9h – 11h - Circulação geral da atmosfera e dos oceanos
11h – 13 h - El Niño/Oscilação Sul (ciclo ENSO)
Tarde
14:30h – 16:30 h - Laboratório de Informática
DIA 27 DE NOVEMBRO – quarta-feira
Manhã
9 h– 11 h - Modelagem do clima
11 h– 13 h - Dados
Tarde
14:30h – 16:30h - Laboratório de Informática
DIA 28 DE NOVEMBRO – quinta-feira
Manhã
9h – 11h - Resenha da história do clima da Terra
11h – 13h - Pré-Quaternário e Quaternário
Tarde
14:30h – 16:30h - Laboratório de Informática
DIA 29 DE NOVEMBRO – sexta-feira
Manhã
9h – 13h - Modelagem no último máximo glacial: condições de
21.000/18.000 anos antes do presente
Tarde
14:30h – 16:30h - Laoratório de Informática ´
Programação (2ª. Semana)
DIA 2 DE DEZEMBRO – segunda-feira
Manhã
9h – 13 h - Processo de degelo – Estrutura temporal do degelo
Tarde
14:30h – 16:30h - Laboratório de Informática
DIA 3 DE DEZEMBRO – terça-feira
Manhã
9h – 13 h - Segundo aquecimento: megatermal e posterior
katatermal
Tarde
14:30h – 16:30h - Laboratório de Informática
DIA 4 DE DEZEMBRO – quarta-feira
Manhã
9h – 13h - Últimos 2000 anos: Mudanças climáticas em escalas
de décadas a milênios
Tarde
14:30h – 16:30h - Laboratório de Informática
DIA 5 DE DEZEMBRO – quinta-feira
Manhã
9h – 13h - Grandes extinções
Tarde
14:30h – 16:30h - Laboratório de Informática
DIA 6 DE DEZEMBRO – sexta-feira
Manhã
9h – 13 h - Fatores causadores de mudança climática
Tarde
14:00 – 15:00h - Laboratório de Informática
15:00 – 16:00h - Sessão de Encerramento
Programa Analítico
CARGA HORÁRIA TOTAL: 40 horas
Unidades de nivelamento
1. Sistema climático.
Componentes do sistema climático. Escalas de variabilidade climática. Radiação e clima. Suposição: estado estável de balanço. Lei de Wien. Lei de Stefan-Boltzmann. Balanço de energia. Estrutura vertical da atmosfera.
2. Circulação geral da atmosfera e dos oceanos
Movimento atmosférico. Pressão e vento. Movimento horizontal. Vento geostrófico. Vento gradiente. Força de atrito. Sistemas de baixa e alta pressão. Cavados e cristas. Frentes frias e quentes. Circulação geral da atmosfera. Circulação monçônica. Brisa marítima- terrestre e vale-montanha. Efeito Föehn. Campos médios de pressão, temperatura e vento de superfície. Forças que atuam sobre a circulação oceânica. Giros geostróficos. Correntes marinhas. Subsidência e ressurgência. Temperatura: características superficiais e em profundidade. Transporte de calor pelo oceano. Salinidade superficial e em profundidade. Densidade da água do mar. Circulação termohalina.
3. El Niño/Oscilação Sul (ciclo ENSO)
História do fenômeno. Fenômeno oceânico: El Niño/La Niña. Condições de temperatura da superfície do mar (TSM) durante 1982/83 e 1997/98. Índices de TSM. Fenômeno atmosférico: Oscilação Sul. Circulação de Walker. Anomalias de pressão de superfície durante 1982/83 e 1997/98. Índice de Oscilação Sul. Bjerknes: Fenômeno ENSO. Sistema acoplado atmosfera-oceano. Índice Pacífico América do Norte (PNA). Impactos climáticos globais do El Niño e La Niña. Índice Multivariado do ENSO (MEI). Variação da temperatura do Pacífico Equatorial nos primeiros 500 metros durante um ciclo ENSO. Variabilidade do ciclo ENSO. Mudança ocorrida em 1976/77. Oscilação Decadal do Pacífico (PDO). El Niño e as monções. El Niño e os caudais dos rios andinos. Circulação atmosférica no cone sul da América da Sul e o ENSO. Forçantes do ENSO. Outras oscilações: Oscilação do Atlântico Norte (NOA), Onda Circumpolar Antártica, Oscilação Antártica (AAO).
Unidades de Paleoclimatologia
- 1.Modelagem do clima.
Modelos de balanço de energia. Transferência de calor de baixas a altas latitudes. Modelo não-linear. Balanço perturbado: retroalimentação por albedo de gelo. Sensibilidade do sistema a perturbações. Resposta do sistema a mudanças da constante solar e ao CO2.
- 2.Dados
Registros instrumentais. Primeiras regras de observação e registros diários. Climatologia histórica. Dados “proxy”. Dendro-climatologia. Testemunhos oceânicos. Testemunhos de gelo. Palinologia. Sedimentos de lagos: varves. Corais. Outros dados “proxy”. Metodologia de obtenção e resolução da informação. Métodos de datação.
3. Resenha da história do clima da Terra.
Passado climático do planeta: eons e eras. Mudança da atmosfera terrestre. O calor inicial. Primeira mudança climática principal: começo da vida. Super glaciações: “snowball”. Idades de gelo. Forçantes, composição atmosférica, tectônica de placas, deriva continental, formação da Cordilheira dos Andes, outros eventos relevantes.
4. Pré-quaternário e Quaternário
Última idade de gelo: pleistoceno. Glaciações quaternárias. Teoria astronômica: Ciclos de Milankovich: efeito sobre o balanço planetário de energia. Os últimos 130.000 anos, último interglacial e glaciação posterior. Episódios Heinrich. Eventos quentes Dansgaard-Oeschger. Assincronismo entre o Hemisfério Norte e Sul.
5. Mudanças no último máximo glacial: condições de 21.000/18.000 anos antes do presente.
Cobertura de neve e gelo. Temperatura em latitudes médias e altas. Precipitação. Altura do nível do mar. Mudanças na temperatura da superfície do oceano. Mudanças na produtividade oceânica. Circulação oceânica. Idade de gelo nos trópicos. Mudanças na vegetação. Fauna durante o máximo glacial. Poeira atmosférica, albedo. Mudanças de circulação atmosférica. Modelagem do último máximo glacial. Comparação entre as saídas de modelos e os dados proxy.
6. Processo de degelo. Estrutura temporal do degelo.
Primeiros estados de aquecimento. Processos responsáveis pelas mudanças climáticas dos últimos 20.000 anos. Último máximo glacial no Hemisfério Norte. Mudanças em altas latitudes. Mudanças nos trópicos. Mudanças nas altas latitudes do Hemisfério Sul. Transporte de calor até o polo, devido aos oceanos. Causa de degelo. Derretimento de gelo e aquecimento global. Efeito da forçante orbital da temperatura e precipitação do início do holoceno. Degelo no Hemisfério Sul e Hemisfério Norte. Eventos Heinrich. Dinâmica da calota de gelo. Diversas causas de degelo. Modelagem do processo de degelo. Condições da circulação atmosférica. Novos esfriamentos: “Younger Dryas”. Segundo estado de aquecimento. Holoceno. Condições dadas por modelagem versus informação dos dados “proxy”.
7. Segundo aquecimento: Mega termal e posterior katatermal
Mega termal do Holoceno, condições entre 9000 e 5000 AP. Insolação, manchas solares. Diversas variáveis climáticas. Variações da temperatura. Efeito monçônico exacerbado. Modelagem e dados proxy. Deterioração do clima no Holoceno médio ~8000 AP. Começo do período katatermal: Neoglaciação ~5000 AP. Modelos gerais de mudanças climáticas. Flutuações da ordem de 10.000, 1.000 e 100 anos. Ótimo climático.
8. Últimos 2000 anos: Mudanças climáticas em escalas de décadas a milênios.
Clima dos últimos 2.000 anos. Relação entre mudanças culturais e clima. Aquecimento da Idade Média. Pequena idade de gelo. Análise das possíveis causas. Paleo-ENSO. Frequências de variação do ENSO durante o Holoceno. Modelos gerais de mudanças climáticas. Mudanças nos últimos 100 anos. Mudanças climáticas e impactos culturais.
9. Grandes extinções
Generalidades. Época. Características. Consequências. Causas possíveis: grande impacto de meteorito, raios cósmicos galácticos, vulcanismo, decréscimo rápido do nível do mar, episódios de anoxia oceânica, mudanças bruscas de temperatura. Distintas extinções em massa.
10. Fatores causadores de mudança climática.
Relação Sol-Clima. Variabilidade solar e do fluxo de raios cósmicos galácticos. Vulcanismo. ENSO e o vulcanismo. ENSO e mudanças na velocidade de rotação da Terra. Efeito estufa. Variações de CO2 e mudança climática antropogênica. Variações do sistema climático devido ao comportamento não-linear.
