Air temperature in future climate change scenarios in Paraná State
DOI:
https://doi.org/10.55761/abclima.v34i20.17774Keywords:
CMIP6. Climate scenarios. Global warming.Abstract
The increase in atmospheric concentrations of greenhouse gases due to anthropogenic activities has contributed to different impacts on the climate system, such as an increase in the intensity, frequency and/or duration of hot extremes and heat waves. Therefore, this study aims to detect possible changes in air temperature in future climate change scenarios in the Paraná state. We used 2m air temperature from ERA5 (ECMWF), historical simulation outputs (1985-2014) and future projections (2020-2049 and 2050-2079) for the SSP1-2.6 (optimistic) and SSP5-8.5 (pessimistic) scenarios (Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 - CMIP6/IPCC). The results show that, in general, air temperature (ERA5) is overestimated by the CMIP6 models in the historical period, especially in the higher altitude areas of Paraná. Future projections for the period 2020-2049 (2050-2079) are for warming throughout the state, especially in winter, with an increase of up to +1.5°C (+1.8°C) in the SSP1-2.6 scenario and +1.8°C (+3.3°C) in the SSP5-8.5 scenario in the center-west (northwest), the climatologically warmest region of Paraná. Although the CMIP6 models overestimate the air temperature in the historical period, the projections of an increase in air temperature occur in the areas with the least overestimation and/or underestimation in the northwest of the state. In this way, the effects related to high temperatures can be further aggravated, such as thermal discomfort, cardiopulmonary diseases and mortality, reduced agricultural productivity, problems with water and energy supply, vegetation fires, among others.
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References
ARIAS, P. A. et al. Technical Summary. In Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan et al. (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, p. 33-144, 2021.
AVILA-DIAZ, A.; BENEZOLI, V.; JUSTINO, F.; TORRES, R.; WILSON, A. Assessing current and future trends of climate extremes across Brazil based on reanalyses and earth system model projections. Climate Dynamics, v. 55, p. 1403-1426, 2020. DOI: https://doi.org/10.1007/s00382-020-05333-z
BARROS SOARES, D.; LEE, H.; LOIKITH, P. C.; BARKHORDARIAN, A.; MECHOSO, C. R. Can significant trends be detected in surface air temperature and precipitation over South America in recent decades? International Journal of Climatology, v. 37, n. 3, p. 1483-1493, 2017. DOI: https://doi.org/10.1002/joc.4792
BELL, M. L.; O'NEILL, M. S.; RANJIT, N.; BORJA-ABURTO, V. H.; CIFUENTES, L. A.; GOUVEIA, N. C. Vulnerability to heat-related mortality in Latin America: a case-crossover study in Sao Paulo, Brazil, Santiago, Chile and Mexico City, Mexico. International Journal of Epidemiology, v. 37, p. 796-804, 2008. DOI: https://doi.org/10.1093/ije/dyn094
BITENCOURT, D. P.; FUENTES, M. V.; FRANKE, A. E.; SILVEIRA, R. B.; ALVES, M. P. A. The climatology of cold and heat waves in Brazil from 1961 to 2016. International Journal of Climatology, v. 40, n. 4, p. 2464-2478, 2020. DOI: https://doi.org/10.1002/joc.6345
BRASIL. Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações. Secretaria de Pesquisa e Formação Científica. Quarta Comunicação Nacional do Brasil à Convenção Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima. Secretaria de Pesquisa e Formação Científica. Brasília: Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações, 620 p., 2021. ISBN: 978-65-87432-18-2
CARVALHO, L. M.; JONES, C. CMIP5 simulations of low‐level tropospheric temperature and moisture over the tropical Americas. Journal of Climate, v. 26, n. 17, p. 6257-6286, 2013. DOI: https://doi.org/10.1175/JCLI-D-12-00532.1
CARVALHO, L. M. V.; CAVALCANTI, I. F. A. 2016. The South American Monsoon System (SAMS). In: Charles Jones; Leila V. Carvalho. (Org.). Springer Climate. 1ed.Suica: Springer International Publishing, p. 121-148. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-21650-8_6
CECCHERINI, G.; RUSSO, S.; AMEZTOY, I.; ROMERO, C. P.; CARMONA-MORENO, C. Magnitude and frequency of heat and cold waves in recent decades: the case of South America. Natural Hazards and Earth System Sciences, v. 16, p. 821-831, 2016. DOI: https://doi.org/10.5194/nhess-16-821-2016
CHEN, D. et al. Framing, Context, and Methods. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V. et al. (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, p. 147-286, 2021. DOI: https://doi.org/10.1017/9781009157896.003
EYRING, V. et al. Human Influence on the Climate System. In: Masson-Delmotte V et al. (eds.). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, p. 423-552, 2021. DOI: https://doi.org/10.1017/9781009157896.005
EYRING, V.; BONY, S.; MEEHL, G. A.; SENIOR, C. A.; STEVENS, B.; STOUFFER, R. J.; TAYLOR K. E. Overview of the coupled model intercomparison project phase 6 (CMIP6) experimental design and organization. Geoscientific Model Development, v. 9, p. 1937-1958, 2016. DOI: https://doi.org/10.5194/gmdd-8-10539-2015
FERON, S. et al. Observations and Projections of Heat Waves in South America. Scientific Reports, v. 9, p. 8173, 2019. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-44614-4
GARCÍA-HERRERA, R.; DÍAZ, J.; TRIGO, R. M.; LUTERBACHER, J.; FISCHER, E. M. A review of the European summer heat wave of 2003. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, v. 40, p. 267-306, 2010. DOI: https://doi.org/10.1080/10643380802238137
GEIRINHAS, J. L.; TRIGO, R. M.; LIBONATI, R.; CASTRO, L. C. O.; SOUSA, P. M.; COELHO, C. A. S.; PERES, L. F.; MAGALHÃES, M. A. F. M. Characterizing the atmospheric conditions during the 2010 heatwave in Rio de Janeiro marked by excessive mortality rates. Science of the Total Environment, v. 650, p. 796-808, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.09.060
HERSBACH, H. et al. The ERA5 Global Reanalysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, v.146, p.1999-2049, 2020. DOI: https://doi.org/10.1002/qj.3803
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA - IBGE. Estimativas da População. Rio de Janeiro: IBGE, 2022. Disponível em: https://www.ibge.gov.br/estatisticas/sociais/populacao/9103-estimativas-de-populacao.html?=&t=downloads. Acesso em: 15 de mar. 2023.
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA - IBGE. Levantamento Sistemático da Produção Agrícola. Brasília-DF: IBGE, 2017.
MARENGO, J. A.; AMBRIZZI, T.; BARRETO, N.; CUNHA, A. P.; RAMOS, A. M.; SKANSI, M.; MOLINA CARPIO, J.; SALINAS, R. The heat wave of October 2020 in central South America. International Journal of Climatology, v. 42, n. 4, p. 1-18, 2022. DOI: https://doi.org/10.1002/joc.7365
NITSCHE, P. R.; CARAMORI, P. H.; RICCE, W. S.; PINTO, L. F. D. Atlas Climático do Estado do Paraná. Londrina, PR: IAPAR, 2019. Disponível em: https://www.idrparana.pr.gov.br/system/files/publico/agrometeorologia/atlas-climatico/atlas-climatico-do-parana-2019.pdf. Acesso em: 10 de mar. 2023.
PEREIRA, M. G.; TRIGO, R. M.; DA CAMARA, C. C.; PEREIRA, J. M. C. C.; LEITE, S. M. Synoptic patterns associated with large summer forest fires in Portugal. Agricultural and Forest Meteorology, v. 129, p. 11-25, 2005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2004.12.007
REGOTO, P.; DERECZYNSKI, C.; CHOU, S. C.; BAZZANELA, A. C. Observed changes in air temperature and precipitation extremes over Brazil. International Journal of Climatology, v. 41, n. 11, p. 5125-5142, 2021. DOI: https://doi.org/10.1002/joc.7119
SON, J-Y.; GOUVEIA, N.; BRAVO, M. A.; DE FREITAS, C. U.; BELL, M. L. The impact of temperature on mortality in a subtropical city: effects of cold, heat, and heat waves in São Paulo, Brazil. International Journal of Biometeorology, v. 60, p. 113-121, 2016. DOI: https://doi.org/10.1007/s00484-015-1009-7
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