IPCC global coupled model simulations of the South America monsoon system

This study examines the variability of the South America monsoon system (SAMS) over tropical South America (SA). The onset, end, and total rainfall during the summer monsoon are investigated using precipitation pentad estimates from the global precipitation climatology project (GPCP) 1979-2006. Likewise, the variability of SAMS characteristics is examined in ten Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) global coupled climate models in the twentieth century (1981-2000) and in a future scenario of global change (A1B) (2081-2100). It is shown that most IPCC models misrepresent the intertropical convergence zone and therefore do not capture the actual annual cycle of precipitation over the Amazon and northwest SA. Most models can correctly represent the spatiotemporal variability of the annual cycle of precipitation in central and eastern Brazil such as the correct phase of dry and wet seasons, onset dates, duration of rainy season and total accumulated precipitation during the summer monsoon for the twentieth century runs. Nevertheless, poor representation of the total monsoonal precipitation over the Amazon and northeast Brazil is observed in a large majority of the models. Overall, MI-ROC3.2-hires, MIROC3.2-medres and MRI-CGCM3.2.3 show the most realistic representation of SAMS`s characteristics such as onset, duration, total monsoonal precipitation, and its interannual variability. On the other hand, ECHAM5, GFDL-CM2.0 and GFDL-CM2.1 have the least realistic representation of the same characteristics. For the A1B scenario the most coherent feature observed in the IPCC models is a reduction in precipitation over central-eastern Brazil during the summer monsoon, comparatively with the present climate. The IPCC models do not indicate statistically significant changes in SAMS onset and demise dates for the same scenario.

Variabilidade do regime de monções sobre o Brasil: o clima presente e projeções para um cenário com 2xCO2 usando o modelo MIROC

Este trabalho investiga a variabilidade do Sistema de Monções da América do Sul (SMAS) sobre o Brasil com particular interesse na região do cerrado brasileiro. O início, final e total de precipitação durante as monções de verão são examinados utilizando estimativas de precipitação por satélite (pêntadas) do Global Precipitation Climatology Project (GPCP) entre 1979-2004. Analogamente, as características do regime de monção simuladas pelo modelo climático global acoplado MIROC (Model for interdisciplinary Research on Climate) do IPCC (Intergovernmental Panel for Climate Change) são examinadas em dois cenários distintos: o clima do século XX (1981-2000) e o clima em uma condição com o dobro da concentração atual de CO2 (2xCO2) na atmosfera (2061-2080). Mostra-se que a variabilidade espacial do início da monção de verão sobre o cerrado na simulação do clima do século XX pelo MIROC corresponde bem às observações. Além disso, há indicação de uma mudança das caudas da distribuição sazonal da precipitação no Cerrado para um cenário com 2xCO2, comparativamente com o clima presente. Este resultado sugere uma mudança na probabilidade de ocorrência de eventos extremos (secos ou úmidos) em um cenário com 2xCO2 sobre o cerrado, o que de acordo com o MIROC, indica uma maior exposição da região às conseqüências de possíveis mudanças climáticas resultantes do aumento de gases de efeito estufa.

Respostas fisiológicas de plantas amazônicas de regiões alagadas às mudanças climáticas globais

Conforme previsões do último relatório do IPCC (Intergovernmental Panel of Climatic Change) em 2007, até meados deste século haverá um aumento na concentração de CO2 na atmosfera podendo chegar a 720 μmol mol-1. Consequentemente haverá uma elevação da temperatura de até +3 °C, o que ocorrerá em conjunto com mudanças no padrão de precipitação. O mesmo relatório sugere que isto poderá acarretar uma substituição gradual da floresta tropical por vegetação similar a uma savana na parte oriental da Amazônia, porém nada é conclusivo. Diante dessas possibilidades, pergunta-se - Como as espécies de árvores que compõem as regiões de alagamento da Amazônia irão responder às alterações climáticas por vir? Apesar dessas previsões serem pessimistas, o alagamento ainda ocorrerá por vários anos na Amazônia e é de grande importância compreender os efeitos do alagamento sobre as respostas fisiológicas das plantas num contexto das mudanças climáticas. Os principais efeitos sobre a sinalização metabólica e hormonal durante o alagamento são revisados e os possíveis efeitos que as mudanças climáticas poderão ter sobre as plantas amazônicas são discutidos. As informações existentes sugerem que sob alagamento, as plantas tendem a mobilizar reservas para suprir a demanda de carbono necessário para a manutenção do metabolismo sob o estresse da falta de oxigênio. Até certo limite, com o aumento da concentração de CO2, as plantas tendem a fazer mais fotossíntese e a produzir mais biomassa, que poderão aumentar ainda mais com um acréscimo de temperatura de até 3 °C. Alternativamente, com o alagamento, há uma diminuição geral do potencial de crescimento e é possível que quando em condições de CO2 e temperatura elevados os efeitos positivo e negativo se somem. Com isso, as respostas fisiológicas poderão ser amenizadas ou, ainda, promover maior crescimento para a maioria das espécies de regiões alagáveis até o meio do século. Porém, quando a temperatura e o CO2 atingirem valores acima dos ótimos para a maioria das plantas, estas possivelmente diminuirão a atividade fisiológica.

Soil Organic Carbon Stocks of Rio Grande do Sul, Brazil

Robust and accurate regional estimates of C storage in soils are currently an important research topic because of ongoing debate about human-induced changes in the terrestrial C cycle. Widely available geoprocessing tools were applied to estimate native soil organic C (SOC) stocks of Rio Grande do Sul state in southern Brazil to a depth of 30 cm from previously sampled soil pedons under undisturbed vegetation. The study used a statewide comprehensive soil survey comprising a small-scale soil map, a climate map, and a soil pedon database. Soil organic C stocks under native vegetation were calculated with two different approaches: the Tier 1 method of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) and a refined method based on actual field measurements derived from soil profile data. Highest SOC stocks occurred in Neossolos Quartzarenico hidromorfico (Aquents), Organossolos Tiomorficos (Hemists), Latossolos Brunos (Udox), and Vertissolos Ebanicos (Uderts) soil classes. Before human use of soils, most C was stored in the Latossolos Vermelhos (Udox) and Neossolos Regoliticos (Orthents), which occupy a large area of Rio Grande do Sul. Generally, IPCC default reference SOC stocks compared well with SOC stocks calculated from soil pedons. The total SOC stock of Rio Grande do Sul was estimated at 1510.3 Tg C (5.8 kg C m(-2)) by the IPPC method and 1597.5 +/- 363.9 Tg C (7.4 +/- 1.9 kg C m(-2)) calculated from soil pedons. The SOC digital map and SOC database developed in this study provide crucial background information for state-level contemporary assessment of C stocks and soil C sequestration programs and initiatives.

Future change of climate in South America in the late twenty-first century: intercomparison of scenarios from three regional climate models

Regional climate change projections for the last half of the twenty-first century have been produced for South America, as part of the CREAS (Cenarios REgionalizados de Clima Futuro da America do Sul) regional project. Three regional climate models RCMs (Eta CCS, RegCM3 and HadRM3P) were nested within the HadAM3P global model. The simulations cover a 30-year period representing present climate (1961-1990) and projections for the IPCC A2 high emission scenario for 2071-2100. The focus was on the changes in the mean circulation and surface variables, in particular, surface air temperature and precipitation. There is a consistent pattern of changes in circulation, rainfall and temperatures as depicted by the three models. The HadRM3P shows intensification and a more southward position of the subtropical Pacific high, while a pattern of intensification/weakening during summer/winter is projected by the Eta CCS/RegCM3. There is a tendency for a weakening of the subtropical westerly jet from the Eta CCS and HadRM3P, consistent with other studies. There are indications that regions such of Northeast Brazil and central-eastern and southern Amazonia may experience rainfall deficiency in the future, while the Northwest coast of Peru-Ecuador and northern Argentina may experience rainfall excesses in a warmer future, and these changes may vary with the seasons. The three models show warming in the A2 scenario stronger in the tropical region, especially in the 5A degrees N-15A degrees S band, both in summer and especially in winter, reaching up to 6-8A degrees C warmer than in the present. In southern South America, the warming in summer varies between 2 and 4A degrees C and in winter between 3 and 5A degrees C in the same region from the 3 models. These changes are consistent with changes in low level circulation from the models, and they are comparable with changes in rainfall and temperature extremes reported elsewhere. In summary, some aspects of projected future climate change are quite robust across this set of model runs for some regions, as the Northwest coast of Peru-Ecuador, northern Argentina, Eastern Amazonia and Northeast Brazil, whereas for other regions they are less robust as in Pantanal region of West Central and southeastern Brazil.