Linhas de Pesquisa
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AGRICULTURA SUSTENTÁVEL
Previsões globais indicam que, até 2050, o efeito combinado de mudanças demográficas (~2,5 bilhões de pessoas adicionais), aumento da riqueza e mudanças na dieta alimentar podem aumentar a demanda global de alimentos de 80 para 110%. Além disso, crescentes demandas por biocombustíveis podem limitar a disponibilidade de terras para agricultura. É amplamente esperado que uma parte significante dessa nova demanda seja fornecida pelo Brasil, um dos poucos lugares na Terra com abundância de sol, água e terra para permitir uma grande expansão na agricultura. A Organização das Nações Unidas para Alimentação e Agricultura prevê que a produção agrícola do Brasil irá crescer mais rápido do que qualquer outro país no mundo na década atual, aumentando em 40% até 2019.
Temos, portanto, uma janela de oportunidade – provavelmente fechando em 2020 – para propor novas formas, embasadas cientificamente, de aumentos sustentáveis da produção agrícola na Amazônia. Tais estratégias, se implementadas com sucesso, têm o potencial de promover e manter baixos ou até mesmo próximos de zero os níveis de desmatamento na região para as próximas décadas.
A visão de longo prazo desta linha de pesquisa é gerar conhecimento necessário para permitir aumentos sustentáveis na produção agrícola do Brasil para atender às demandas globais de consumo, ao mesmo tempo em que (i) mantemos e melhoramos a capacidade do ambiente em conservar a biodiversidade e manter serviços ecossistêmicos essenciais tais como regulação do clima regional e estoque de carbono, e (ii) minimizando impactos ambientais das atividades agrícolas.
Nos próximos anos, iremos investigar os aspectos de grande escala da viabilidade da agricultura sustentável no Brasil. Visamos identificar as oportunidades para um aumento sustentável da produção agrícola na Amazônia e no Cerrado e categorizar e quantificar o impacto potencial do desmatamento continuado da Amazônia na estabilidade climática regional, nos serviços ecossistêmicos e nos esforços de conservação. Faremos isto combinando a construção de novos bancos de dados com simulações do clima e da produtividade agrícola utilizando modelos climáticos e um conjunto de modelos agrometeorológicos de diferentes complexidades.
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DESENVOLVIMENTO DO MODELO INTEGRADO DA SUPERFÍCIE TERRESTRE BRASILEIRO
Dentro do programa brasileiro de mudanças climáticas, o Brasil pretende gerar os seus próprios cenários climáticos e ambientais futuros a partir do seu próprio modelo brasileiro do sistema climático global. Nosso grupo de pesquisa está coordenando o desenvolvimento do componente superficial deste modelo, chamado de modelo integrado da superfície terrestre brasileiro, que irá simular trocar de energia, massa e momentum entre a vegetação e biosfera, dinâmica de vegetação e águas superficiais, desmatamento antropogênico, sistemas agrícolas, incêndios florestais, e fertilidade do solo. Esta linha de pesquisa visa essencialmente desenvolver, calibrar e testar esse modelo, incluindo pesquisas sobre novos métodos de otimização, paralelização do código, etc.
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DINÂMICA DE ECOSSISTEMAS
Mudanças no uso e cobertura da terra e mudanças climáticas globais levam à vulnerabilidade de ecossistemas, e podem afetar a composição, distribuição e estrutura da vegetação e o funcionamento desses ecossistemas no próximo século. Esta linha de pesquisa busca através de modelagem climática associada a simulações com modelos dinâmicos de vegetação global e medições de campo, compreender melhor a dinâmica desses ecossistemas, principalmente na região Amazônica.
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ESTUDOS DA INTERAÇÃO BIDIRECIONAL DA ATMOSFERA-BIOSFERA
A vegetação é o espelho do clima, com quem interage fortemente de maneira bidirecional. As rápidas mudanças na cobertura do solo pelo qual o território brasileiro tem passado inspira diversos estudos sobre os efeitos que as mudanças na cobertura do solo têm no clima e nos recursos hídricos nas regiões modificadas. Por outro lado, mudanças climáticas passadas (glaciação, etc.) e futuras (aquecimento global) podem causar importantes mudanças na cobertura vegetal. Essa linha de pesquisa visa estudar a interação bidirecional entre a atmosfera e a biosfera, com destaque para as regiões brasileiras da Amazônia, cerrado, que têm sido modificadas mais rapidamente. São conduzidos principalmente estudos de modelagem com modelos acoplados clima-biosfera.
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HIDROCLIMATOLOGIA
Esta linha de pesquisa visa investigar a influência no espaço e no tempo de flutuações climáticas e dinâmica da vegetação em mecanismos hidrológicos. Temas tais como mudanças do uso do solo nos recursos hídricos utilizando modelos hidrológicos acoplados a modelos de processos de superfície com retroalimentações atmosféricas são abordados, assim como uso do sensoriamento remoto do ciclo hidrológico e suas principais aplicações.
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MICROMETEOROLOGIA DE ECOSSISTEMAS
Como um ramo particular das pesquisas em Ciências Atmosféricas esta linha de pesquisa visa estudar os fenômenos de troca de energia, massa e movimento na interface superfície-atmosfera, entre eles, os fluxos de energia, momento, massa, CO2, o balanço de energia superficial, o balanço de água superficial, a evapotranspiração, que ocorrem em escala temporal inferior a 1 hora ao longo da Camada Limite Planetária atmosférica através de estudos observacionais e modelagem numérica.
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MUDANÇAS CLIMÁTICAS GLOBAIS – CICLO DO CARBONO
Modelos acoplados carbono/clima predizem mudanças globais significativas nos ciclos do carbono devido ao aquecimento global. Com esta linha de pesquisa visamos o entendimento dos efeitos do aumento da emissão de gases de efeito estufa e aerossóis e de alterações da cobertura vegetal nos ciclos biogeoquímicos naturais, principalmente no ciclo do carbono, que afetam o sistema climático induzindo mudanças climáticas globais.