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Efeitos do derretimento de gelo no modelo acoplado oceano-atmosfera GISS: resposta da APAN. Marília Harumi Shimizu. Effects of Glacial Meltwater in the GISS Coupled Atmosphere-Ocean Model: Part I: North Atlantic Deep Water Response. - PowerPoint PPT Presentation
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Marília Harumi Shimizu
Efeitos do derretimento de gelo no modelo acoplado oceano-atmosfera GISS:
resposta da APAN
Effects of Glacial Meltwater in the GISS Coupled Atmosphere-Ocean Model: Part I: North Atlantic Deep
Water Response
David Rind et al. – Journal of Geophysical Research Atmospheres 106 (D21) – Nov. 2001
I - Introdução
Oscilação da produção da Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) durante a era glacial e o Holoceno Evidências de foraminíferos bentônicos (Curry et al., 1998, Zahn et
al., 1997) e dados de Cd/Ca (Boyle and Zeigwin, 1987)
Redução na produção da APAN Descarga de água doce no Atlântico Norte
Derretimento glacial (Broecker et al, 1985) Instabilidades nas lâminas de gelo
Associação com eventos de resfriamento glacial Redução do transporte de calor pelas correntes oceânicas Estabilização das geleiras e redução da descarga de água doce Elevação da salinidade da água e retomada da produção da
APAN
I - Introdução
Estudos com MCGs oceânicos ou modelos mais simples (Weaver and Hughes, 1994; Rahmstorf, 1995) Resposta rápida da APAN à variação da salinidade
Simulações com modelos acoplados oceano-atmosfera com descarga de 0.1 Sv (Manabe and Stouffer, 1997; 2000) Resposta gradual da APAN, com interrupção total em 500 anos
Descarga de até 0.6 Sv (Schiller et al, 1997) Interrupção da APAN em centenas de anos
Manutenção improvável da descarga de água doce por período tão longo
I - Introdução
Parte I: Resposta do modelo acoplado oceano – atmosfera GISS (Goddard Institute for Space Studies) à descarga de água doce no Atlântico Norte
Parte II: Resposta da Água Antártica de Fundo e do Hemisfério Sul
Questão: Uma descarga adicional de água doce leva a uma redução rápida da produção da APAN?
I - Introdução - Objetivo
II- Experimentos Numéricos
Modelo acoplado oceano – atmosfera Resolução horizontal: 4º x 5º
Alguns processos calculados com resolução melhor (convecção e advecção de calor e sal)
Resolução vertical: 9 níveis na atmosfera e até 13 níveis no oceano (Russell et al. 1995, 2000)
Superfície livre
3 versões do modelo STAND: produção realista de APAN, sem uso de fluxos de
correção WEAK: fraca produção de APAN FLUX: fluxos de correção de salinidade, aumento da produção de
APAN
II- Experimentos Numéricos
Rodadas Controle 2x St. Lawrence, 0.03 Sv 4x St. Lawrence, 0.06 Sv 8x St. Lawrence, 0.12 Sv 32x St. Lawrence, 0.53 Sv LTC(1) e LTC(2) – derretimento + precipitação, outras regiões
além de St. Lawrence (Estreito de Hudson), 0.15 Sv
Tempo de integração 160 anos, com spin-up de 23 anos das condições iniciais
observadas (Levitus, 1994)
I I- Experimentos Numéricos
I I- Experimentos Numéricos
http://www.ec.gc.ca/EnviroZine/english/issues/61/print_version_e.cfm?page=feature2
III- Resultados
Função de Corrente de Massa para o Atlântico Norte em 50ºN e 900m
III- Resultados - Resposta da APAN
Controle
Tendência do modelo para redução Estabilidade não é mais importante do que outros fatores: magnitude da circulação, fluxos de correção, etc..
8 x St. Lawrence
Enfraquecimento da função de corrente
III- Resultados - Resposta da APAN
% da variação da função de corrente em 52ºN e 900m como função do tempo
Interrupção da produção da APAN
III- Resultados - Resposta da APAN
y = A(x)
y = % da variação da função de correntex = descarga de água doce em St. Lawrence
y = B(t)
t = duração da descarga de água doce
y = C(v)
v = volume da descarga de água doce
Maior % de redução da APAN associada com: Maior magnitude Maior duração Maior volume
Relação entre % da variação da função de corrente em 52ºN e a descarga de água doce
Variação da salinidade na superfície para 101-120
III- Resultados - Resposta da Salinidade
STAND
Redução da salinidade: St. Lawrence e NE Efeito intensificado com o aumento da descarga de água doce 32 x St. Lawrence: efeito em todo HN
WEAK e FLUX
Maior variação da salinidade: maior variação da função de corrente e menor transporte de salinidade
Variação da precipitação e da evaporação (mm/dia) para 141-160
III- Resultados - Resposta da Salinidade
32x St. Lawrence - Controle
Redução da evaporação maior do que redução da precipitação: decréscimo da salinidade Efeito: 30% da descarga de água doce
Variação temporal da salinidade na superfície
III- Resultados - Resposta da Salinidade
32x St. Lawrence - Controle
Salinidade diminui continuamente com o tempo
Variação temporal da salinidade na superfície
III- Resultados - Resposta da Salinidade
LTC(1) - Controle
Menor redução da salinidade
Variação da temperatura do ar à superfície para 101-120
III- Resultados - Resposta da Temperatura
STAND
Resfriamento: região do Atlântico Norte Trópicos: pequena variação e tendência para aquecimento
WEAK e FLUX
Maior resfriamento: associação com maior redução da APAN
Variação temporal da temperatura do ar à superfície
III- Resultados - Resposta da Temperatura
32x St. Lawrence - Controle
Após 160 anos: resfriamento na maior parte do globo
Variação temporal da temperatura do ar à superfície
III- Resultados - Resposta da Temperatura
LTC(1) - Controle
Efeito confinado às altas latitudes do HN
Variação do oceano/gelo em função do tempo para o Mar da Noruega
III- Resultados - Resposta da Temperatura
32x St. Lawrence - Controle
Resposta rápida em função da redução da produção da APAN TSMs menores e crescimento da cobertura de gelo marinho Descarga de água doce interrompido a partir do ano 160: recuperação lenta
LTC(1) - Controle
Menor variação Resposta pequena do gelo marinho
Variação da temperatura do ar à superfície (ºC) para a Groelândia
III- Resultados - Resposta da Temperatura
32x St. Lawrence - Controle
Após 150 anos (interrupção da produção da APAN): resfriamento de 7ºC Ano 160: pequena elevação da temperatura
LTC(1) - Controle
Resfriamento moderado
Transporte de energia para o norte no Atlântico
III- Resultados - Resposta do Transporte Oceânico
Redução do transporte de calor para o pólo no Atlântico Norte
Transporte de calor oceânico
III- Resultados - Resposta do Transporte Oceânico
Redução do transporte de calor para o pólo no oeste do Atlântico Norte
Correntes oceânicas superficiais
III- Resultados - Resposta do Transporte Oceânico
Redução das correntes do NE do Brasil, da Flórida e do Golfo
Características radiativas para 32x St. Lawrence para 141-160
III- Resultados - Resposta Global Radiativa
IV- Conclusões
A produção da APAN decresce linearmente com o volume da descarga de água doce em St. Lawrence
A interrupção da produção da APAN ocorreria em 350 anos, considerando-se um fluxo realista de 0.15 Sv
Após a interrupção da produção da APAN e da descarga, não há o reinício da circulação da APAN dentro de várias décadas
O resfriamento não é rápido e ocorre em todo HN
A revigoração da APAN e o rápido aquecimento não ocorre depois que a descarga de água doce é interrompida
IV- Conclusões