O balanço de sumidouro de carbono e condições meteorológicas na cidade do Rio de Janeiro

Autores

DOI:

https://doi.org/10.55761/abclima.v35i20.18187

Palavras-chave:

Troca Líquida de CO2 no Ecossistema. Pegada de Carbono. Clima Urbano. Mudanças Climáticas.

Resumo

O presente trabalho foca no balanço de carbono e o papel da vegetação nos fluxos de CO2 na cidade. O objetivo é avaliar a variabilidade espaço-temporal da troca líquida de CO2 no ecossistema ou Net Ecosystem Exchange (NEE) e sua relação com as condições meteorológicas na cidade do Rio de Janeiro, no período de 2016 a 2020. O trabalho foi desenvolvido a partir de um modelo empírico-biogênico que estima os fluxos horários de NEE em uma resolução de 300 metros, usando dados de sensoriamento remoto, variáveis meteorológicas e coeficientes derivados empiricamente. Os resultados mostram que a maior absorção de CO2 ocorreu nas áreas com elevada fração de vegetação (80 - 100%) com um máximo de -1.26 gCO2 300m2 hora-1 e mínimo -0.5 gCO2 300m2 hora-1 nas áreas urbanizadas. Os valores totais de NEE variaram diariamente e sazonalmente devido à variação da temperatura do ar e da precipitação acumulada. Durante a noite, a respiração das plantas e solos emitiram CO2 com uma média de 1.8 tCO2 hora-1 e, durante o dia, a fotossíntese capturou CO2, chegando a -6 tCO2 hora-1. Os maiores valores de NEE (-1,8 ktCO2) foram registrados no verão e os mínimos (0,2 ktCO2) no inverno. Os resultados deste estudo contribuem para a formulação de estratégias de mitigação e adaptação às mudanças climáticas na cidade, que levam em conta o papel das áreas verdes no balanço de carbono.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Juliana Rodrigues Paim, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

Graduanda em Geografia na modalidade de licenciatura e bacharelado pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. Bolsista de Iniciação Científica do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) com a pesquisa de título: Modelagem da Variabilidade Espaço-Temporal dos Fluxos de CO2 Relacionados à Vegetação e Solos (Net Ecosystem Exchange - NEE) na Região Metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ) e integrante do Laboratório de Geografia Física Aplicada (LIGA/UFRRJ).

Max Anjos, Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)

Max Anjos é professor visitante na Universidade Federal do Rio Grande do Norte, com pós-doutorado em Climatologia pela Technische Universität Berlin, Alemanha (2020-2022) e outro pela Universidade Federal do Paraná - UFPR (2019-2020). Ele também realizou pós-doutorado em Climatologia Urbana na Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR (2018-2019). Possui doutorado em Geografia pelo Instituto de Geografia e Ordenamento do Território (IGOT) da Universidade de Lisboa, Portugal (2017), e mestrado em Geografia Física, Ambiente e Ordenamento do Território pela Universidade de Coimbra, Portugal (2012). Max participou do grupo de estudos da SEPLAN para a criação do Instituto de Mudanças Climáticas do Estado do Rio Grande do Norte entre janeiro e março de 2024. Recebeu uma Menção Honrosa no Prêmio Nacional de Geografia Orlando Ribeiro em 2019 e o Prêmio 3 dos Melhores Estudantes em 2011/2012 pela Universidade de Coimbra. Seus principais interesses incluem mudanças climáticas, clima urbano, modelagem climática, linguagem computacional e Machine Learning.

Andrews José de Lucena, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)

Possui graduação e licenciatura plena em Geografia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ (2002), Mestrado em Geografia pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ (2005) e Doutorado em Ciências Atmosféricas pelo Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia - COPPE/UFRJ (2012). Desde 2004 leciona no ensino superior e atualmente é Professor Associado D2 no Departamento de Geografia (Instituto de Geociências) da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ), quando ingressou em 2011, e leciona na graduação e no Programa de Pós-Graduação da instituição. Tem experiência em Ciências Atmosféricas, sua principal linha de atuação. Desenvolveu trabalhos em Clima Urbano e seus métodos de investigação, Mudanças Climáticas e Meio Ambiente com inúmeras publicações científicas em anais de evento, revistas e periódicos nacionais e internacionais. Participou e integra projetos de pesquisa e extensão em conjunto com diversos profissionais e instituições na área de Climatologia Geográfica, Meteorologia Urbana, Modelagem Atmosférica-Hidrológica, Sensoriamento Remoto em Áreas Urbanas, Desenvolvimento Urbano da Região Metropolitana do Rio de Janeiro e Educação Ambiental em Unidades de Conservação. Orientou e orienta alunos de graduação e pós-graduação na área de Geografia, Geologia, Meteorologia e Engenharias. É membro/coordenador do Laboratório de Geografia Física Aplicada (LIGA: http://liga.ufrrj.br/), vinculado ao Programa de pós graduação em Geografia da UFRRJ. Gerencia o site www.climatologia.com.br, com informações da climatologia urbana da cidade e região metropolitana do Rio de Janeiro.

Referências

AZEVEDO, A.; CAMARA, R.; FRANCELINO, M. R.; PEREIRA, M. G.; LELES, P. S.S. Estoque de carbono em áreas de restauração florestal na Mata Atlântica. Revista Floresta, Curitiba, PR, v. 48, n. 2, p. 183-194, 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.5380/rf.v48i2.54447.

BALDOCCHI, D. Assessing the eddy covariance technique for evaluating carbon dioxide exchange rates of ecosystems: past, present and future. Global Change Biology, v. 9, n. 4, p. 479-492, 2003. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1365-2486.2003.00629.x.

BELLUCCO, V. S.; MARRAS, S.; GRIMMOND, C. S. B.; JÄRVI, L.; SIRCA, C. AND SPANO, D. Modelling the biogenic CO2 exchange in urban and non-urban ecosystems through the assessment of light-response curve parameters. Agricultural and Forest Meteorology, v. 236, p. 113-122, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2016.12.011.

CARSLAW, D. Worldmet: import surface meteorological data from NOAA Integrated Surface Database (ISD). Disponível em: https://davidcarslaw.github.io/worldmet/. Acesso em: 4 mar. 2024.

CHEN, J.; ZHAO, F.; ZENG, N.; ODA, T. Comparing a global high-resolution downscaled fossil fuel CO2 emission dataset to local inventory-based estimates over 14 global cities. Carbon Balance and Management, v. 15, n. 9, 2020. DOI: https://doi.org/10.1186/s13021-020-00146-3.

CHURKINA, G. Modeling the Carbon Cycle of Urban Systems. Ecological Modelling, v. 216, n. 2, p. 107 - 113, 2008. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2008.03.006.

CHURKINA, G. Carbon cycle of Urban Ecosystems. In: LAL, R.; AUGUSTIN, B. (org.). Carbon sequestration in urban ecosystems. Springer, Netherlands, 2012. p. 315-330. DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-007-2366-5_16.

CRAWFORD, B.; CHRISTEN, A. Spatial source attribution of measured urban eddy covariance CO2 fluxes. Theoretical and Applied Climatology, v. 119, p. 733-755, 2014. DOI: https://doi.org/10.1007/s00704-014-1124-0.

EMBRAPA - Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. GeoInfo - Mapa semidetalhado de solos do município do Rio de Janeiro. Disponível em: http://geoinfo.cnps.embrapa.br/layers/geonode%3Asolos_municipio_rj_75000_2004_lat_long_wgs84_1. Acesso em: 4 mar. 2024.

FUSTER, B.; SÁNCHEZ-ZAPERO, J.; CAMACHO, F.; GARCÍA-SANTOS, V.; VERGER, A.; LACAZE, R.; WEISS, M.; BARET, F.; SMETS, B. Quality Assessment of PROBA-V LAI, fAPAR and fCOVER Collection 300 m Products of Copernicus Global Land Service. Remote Sens, v. 12, p. 1017, 2020. DOI: https://doi.org/10.3390/rs12061017.

GRIMMOND, C.; KING, T.; CROPLEY, F.; NOWAK, D.; SOUCH, C. Local-scale fluxes of carbon dioxide in urban environments: methodological challenges and results from Chicago. Environmental Pollution. v. 116, p.243–254, 2002. DOI: https://doi.org/10.1016/S0269-7491(01)00256-1.

HARDIMAN, B. S.; WANG, J. A.; HUTYRA, L. R.; GATELY, C. K.; GETSON, J. M.; FRIEDL, M. A. Accounting for urban biogenic fluxes in regional carbon budgets. Science of the Total Environment. v. 15, p. 366-372, 2017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.03.028.

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 2021. Disponível em: https://cidades.ibge.gov.br/brasil/rj/rio-de-janeiro/panorama. Acesso em: 4 mar. 2024.

INEA - Instituto Estadual do Ambiente. Biodiversidade De Áreas Protegidas. Disponível em: http://www.inea.rj.gov.br/Portal/Agendas/BIODIVERSIDADEEAREASPROTEGIDAS/UnidadesdeConservacao/INEA_INTER_PQES_MENDANHA. Acesso em: 4 mar. 2024.

IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change. Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.)]. Geneva, Switzerland, 2014. p.151.

KUTSCH, W.; CIAIS, P.; BECKER, M.; CANTONI, C.; CRISTOFANELLI, P.; DELMOTTE, M.; DENIER VAN DER GON, H.; DROSTE, A.; GEROSA, G.; GKRITZALIS, T.; GIELEN, B.; HOLST, J.; KUBISTIN, D.; LUCHETTA, A.; RAMONET, M.; REHDER, G.; RUTGERSSON, A.; STEINBACHER, M.; SUPER, I. Are Carbon Sinks at Risk? FLUXES - The European Greenhouse Gas Bulletin. ICOS ERIC. v. 1, 2022.

MENDES, Keila R. et al. Seasonal variation in net ecosystem CO2 exchange of a Brazilian seasonally dry tropical forest. Scientific Reports, v.10, n. 9454, 2020. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-66415-w.

MORIWAKI, R.; KANDA, M. “Seasonal and diurnal fluxes of radiation, heat, water vapor, and carbon dioxide over a suburban area“. Journal of Applied Meteorology, v. 43, p. 1700-1710, 2004.

NORDBO, A.; JÄRVI, L.; HAAPANALA, S.; WOOD, C. R.; VESALA, T. Fraction of natural area as main predictor of net CO2 emissions from cities. Geophysical Research Letters, v.39, n. 20, p. 20802, 2012. https://doi.org/10.1029/2012GL053087.

ONU, United Nations. Department of economic and social affairs. Population division. World Population Prospects 2019: Data Booket. ST/ESA/SER. A/424, 2019.

PEEL, M. C.; FINLAYSON, B. L.; MCMAHON, T. A. Updated world map of the Köppen-Geiger climate classification. Hydrology and Earth System Sciences, v. 11, p.1633-1644, 2007. DOI: https://doi.org/10.5194/hess-11-1633-2007.

R CORE TEAM. A Language and Environment for Statistical Computing [Internet]. Vienna: R Foundation for Statistical Computing. Disponível em: https://www.R-project.org/. Acesso em: 4 mar. 2024.

REICHSTEIN, M.; FALGE, E.; BALDOCCHI, D.; PAPALE, D.; AUBINET, M.; BERBIGIER, P.; BERNHOFER, C.; BUCHMANN, N.; GILMANOV, T.; GRANIER, A.; GRÜNWALD, T. On the separation of net ecosystem exchange into assimilation and ecosystem respiration: review and improved algorithm. Global Change Biology, v. 11, n. 9, p. 1424-1439, set. 2005. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2005.001002.x.

SMAC - Secretaria Municipal de Meio Ambiente da Cidade. Inventário da Cobertura Arbórea da Cidade do Rio de Janeiro. 2015. Disponível em: http://www.rio.rj.gov.br/dlstatic/10112/4975980/4158246/InventarioCoberturaArboreadaCidade2015.pdf. Acesso em: 4 mar. 2024.

VELASCO, E.; ROTH, M.; TAN, S. H.; QUA, M.; NABARRO, S. D. A.; NORFORD, L. The role of vegetation in the CO2 flux from a tropical urban neighbourhood. Atmospheric Chemistry and Physics Discussions, v. 13, p. 7267–7310, 2013. DOI: https://doi.org/10.5194/acp-13-10185-2013.

VELASCO, E.; ROTH, M. Cities as net sources of CO2: review of atmospheric CO2 exchange in urban environments measured by eddy covariance technique. Geography Compass, v. 4, n. 9, p. 1238–1259, 2010. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1749-8198.2010.00384.x.

WU, D.; LIN, J.C. Urban Biogenic CO2 fluxes: GPP, Reco and NEE estimates from SMUrF, 2010-2019. ORNL DAAC, Oak Ridge, Tennessee, USA, 2021. DOI: https://doi.org/10.3334/ORNLDAAC/1899.

Downloads

Publicado

08-09-2024

Como Citar

Paim, J. R., Anjos, M., & Lucena, A. J. de. (2024). O balanço de sumidouro de carbono e condições meteorológicas na cidade do Rio de Janeiro. Revista Brasileira De Climatologia, 35(20), 297–314. https://doi.org/10.55761/abclima.v35i20.18187

Edição

v. 35 (2024)

Seção

Artigos

Licença

A aprovação dos artigos implica a aceitação imediata e sem ônus de que a Revista Brasileira de Climatologia terá exclusividade na primeira publicação do artigo. Os autores continuarão, não obstante, a deter os direitos autorais. Os autores autorizam também que seus artigos sejam disponibilizados em todos os indexadores aos quais a revista está vinculada.

Os autores mantém seus direitos de publicação sem restrições

A Comissão Editorial não se responsabiliza pelos conceitos ou afirmações expressos nos trabalhos publicados, que são de inteira responsabilidade dos autores.

A Revista Brasileira de Climatologia oferece acesso livre imediato ao seu conteúdo, seguindo o entendimento de que disponibilizar gratuitamente o conhecimento científico ao público proporciona maior democratização do conhecimento e tende a produzir maior impacto dos artigos publicados. Os artigos publicados na revista são disponibilizados segundo a Licença Creative Commons CC-BY-NC 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/). Segundo essa licença é permitido acessar, distribuir e reutilizar os artigos para fins não comerciais desde que citados os autores e a fonte. Ao submeter artigos à Revista Brasileira de Climatologia, os autores concordam em tornar seus textos legalmente disponíveis segundo essa licença