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Nome do Docente
DASE 2017
Rodrigo Proença de Oliveira
Alterações climáticas: O
fenómeno, os impactes e a
resposta: mitigação e adaptação
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DASE 2017 Tópicos
• As causas das alterações climáticas
• Os impactos das alterações climáticas
• A resposta às alterações climáticas: mitigação
• A resposta às alterações climáticas: adaptação
• Como planear o futuro? A necessidade de uma nova atitude.
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DASE 2017
AS CAUSAS DAS ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS 01
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DASE 2017 O efeito de estufa
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DASE 2017 Quais são os gases com efeito de estufa (GEE)?
Gas nameChemicalformula
Concentration in the atmosphere
(ppm)
Lifetime(years)
Global warming potential (GWP) for given time horizon
20-yr 100-yr 500-yr
Water vapout H20 10 - 50 000
Carbon dioxide CO2 400 30–95 1 1 1
Methane CH4 1.8 12 72 25 7.6
Nitrous oxide N2O 0.3 114 289 298 153
CFC-12 CCl2F2 0,0005 100 11 000 10 900 5 200
HCFC-22 CHClF2 00002 12 5 160 1 810 549
Tetrafluoromethane CF4 -- 50 000 5 210 7 390 11 200
Hexafluoroethane C2F6 -- 10 000 8 630 12 200 18 200
Sulfur hexafluoride SF6 -- 3 200 16 300 22 800 32 600
Nitrogen trifluoride NF3 -- 740 12 300 17 200 20 700
Atmospheric lifetime and GWP relative to CO2 at different time horizon for various greenhouse gases.
The global warming potential (GWP) depends on both the efficiency of the molecule as a greenhouse gas and its atmospheric lifetime
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DASE 2017 Evolução da concentração de CO2
280 ppm
~400 ppm
IPCC (2013) – Intergovernmental Pannel on Climate Change Fifth Assessment Report (AR5)
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DASE 2017 Concentração de CO2 vs Temperatura
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DASE 2017Evolução das emissões dos principais GEE
Fonte: IPCC 2014 (AR5)
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DASE 2017Evolução da concentração dos principais GEE
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DASE 2017
Emissão de gases com efeito de estufa por setor de atividade
Fonte: IPCC 2014 (AR5)
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DASE 2017 Principais países emissores de GEE
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DASE 2017 Emissões per capita dos principais emissores
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DASE 2017
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DASE 2017
OS IMPACTOS DAS ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS 02
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DASE 2017 Quadro de análise
Cenários socio-económicos
Modelos climáticos- Global (~400 km x 400 km)
- Regional (~25 km x 25 km)
Modelos setoriais(e.g.):- Modelos hidrológicos- Modelos de produção de alimentos- Modelos ecológicos- Modelos de comportamento estrutural- etc.
Estimulo climático
Gases com efeito de
estufa
Zonas
Costeiras
Agricultura
Saúde
Energia Florestas
Bio
diversidade
Pescas
Turismo
Recursos hídricos
Outros
sectores
Nome do Docente
DASE 2017 Cenários de emissão de GEE
IPCC (2013) – Intergovernmental Pannel on Climate Change Fifth Assessment Report (AR5)
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DASE 2017 Cenários de emissões de GEE
Fonte: IPCC 2014 (AR5)
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DASE 2017
Cenários de emissões e seus impactos na média global da temperatura do ar
Source: Knutti & Sedlacek (2012).
IPCC (2013) – Intergovernmental Pannel on Climate Change Fifth Assessment Report (AR5)
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DASE 2017 Temperatura média do ar
IPCC (2013) – Intergovernmental Pannel on Climate Change Fifth Assessment Report (AR5)
Nome do Docente
DASE 2017Precipitação anual média
IPCC (2013) – Intergovernmental Pannel on Climate Change Fifth Assessment Report (AR5)
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DASE 2017 Intensidade de precipitação
Source: IPCC Fourth Assessment Report
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DASE 2017 Nível médio do mar
IPCC (2013) – Intergovernmental Pannel on Climate Change Fifth Assessment Report (AR5)
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DASE 2017Impactos das alterações climáticas em infra-estruturas
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DASE 2017 Main impacts on Europe
• Increasing of temperature throughout Europe;
• Increasing precipitation in northern Europe;
• Decreasing precipitation and increasing precipitation seasonality and variability in Southern Europe;
• Decreasing snow cover and melting glaciers in mountainous regions;
• Rising sea levels affecting coastal areas;
• Increasing frequency and severity of extreme weather events.
• Climate change is greatly affecting the whole Europe.
DASE 2017/18: @Rodrigo Proença de Oliveira24
Climate change impacts on:• Precipitation• Temperature• Snow melt• Sea level
Societal impacts
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DASE 2017
Principais impactos esperados em Portugal
Impacto Implicações
Aumento da temperatura
Comportamento térmico das infra-estruturas
Alteração do conforto térmico
Aumento do risco de incêndio
Aumento do nível médio do mar
Risco de inundações costeiras
Contaminação de aquíferos costeiros
Aumento do nível freático
Diminuição da precipitação e do escoamento (sobretudo no Sul)
Aumento da assimetria espacial da precipitação e escoamento
Aumento da variabilidade da precipitação e do caudal
Aumento das necessidades de água para irrigação
Problemas de abastecimento de água
Aumento do risco de cheias
Diminuição do nível freático
Diminuição da qualidade da águaEcossistemas em risco
Problemas de abastecimento de água
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DASE 2017
Alterações climáticas e recursos hídricos
Área Impactos
Disponibilidade de água
Redução do escoamento anual e da recarga anual dos aquíferos, sobretudo no sul;
Aumento da variabilidade do escoamento e da assimetria regional da disponibilidade da água;
Aumento do risco de secas.
Procura de água
Possível aumento da procura de água para a agricultura;
Aumento da procura de água para produção de energia para reduzir a dependência de combustíveis fósseis.
Qualidade da água
Diminuição da qualidade da água devido à redução do escoamento, ao aumento da temperatura da água e ao possível aumento da erosão do solo e da contaminação difusa;
Salinização dos aquíferos costeiros devido ao aumento do nível médio do mar e à diminuição da recarga dos aquíferos;
Degradação da saúde dos ecossistemas.
Risco de cheias e inundações
Aumento do risco de cheias, sobretudo no norte do país e nas zonas costeiras.
Saúde
Concentração
de GEE
Temperatura
do ar
PrecipitaçãoNível médio
do mar
Necessidades
de água
Quantidade
de água
Emissões de
GEE
Balanço hídrico
Fenómenos
extremos
Cheias e Secas
Biodiversidade
Qualidade
da água
Energia
Industria
Turismo
Agricultura
Sócio-
economia
Disponibilidades
de água
Nome do Docente
DASE 2017
Impactos nos sistemas de abastecimento de água
Redução da disponbilidade de
água
Aumento do risco de secas prolongadas
Alteração das condições de
operação das infra-estruturas
Alterações dos padrões de consumo
de água
Aumento de conflictos com
outros usos
Aumento da temperatura da água
Diminuição da qualidade da água
Redução do escoamento fluvial
Redução da recarga de aquíferos
Aumento da variabilidade
climática
Alterações sócio-económicas
Aumento do nível médio do mar
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DASE 2017
Impactos nos sistemas de drenagem e tratamento de águas
residuais
Diminuição das possibilidade de
descargas de efluentes em massas de água
Aumento das necessidades de
drenagem de caudais elevados
Alteração das condições de operação
das infra-estruturas
Aumento do risco de inundação
Aumento da temperatura da água
Diminuição da capacidade de assimiliação de contaminantes
Redução do escoamento fluvial
Aumento da variabilidade
climática
Alterações sócio-económicas
Aumento do nível médio do mar
Redução da capacidade de drenagem
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DASE 2017
A RESPOSTA ÀS ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS:
MITIGAÇAO 03
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DASE 2017
Os dois pilares da respostas às alterações
climáticas
Concentração
GEE
Clima
ImpactosActividade económica
EmissõesGEE
Adaptação
Mitigação
Mitigação
Adaptação
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DASE 2017 Returno do investimento
Scenario 550 ppm(Prob DT> 4ºC ~ 0.24)
Scenario 500 ppm(Prob DT> 4ºC ~ 0.11)
1000 mil milhões de USD(2% do PIB)
500 mil milhões de USD(1% do PIB)
Inaction scenario(Conc > 700 ppm)
Mitigation AdaptationResidual costs
Mitigation Adaptation
Residual costs
2,500 a 10,000 mil milhões de USD(5% a 20% do PNB)
Annual costs during 50 years(thousands of millions of USD)
Fonte: Stern (2007, 2009), IPCCC(2007), PNUD (2007).
? ?Curto prazo: 26 a 86 mil
milhões de USD
?
?? Curto prazo 26 a 86 mil
milhões de USD
?
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DASE 2017
Mitigação
• Objetivo: Reduzir emissões GEE para controlar a alteração climática e os seus impactos
• Principais acordos internacionais:–UNCCC (UN Framework Convention of Climate Change) (1992)
• Quadro geral
–Protocolo de Quioto (Assinatura: 1997; em vigor: 2005)• Compromisso de controlo de emissões apenas para os países desenvolvidos
• Crédito de emissões para projetos noutros países signatários;
• Mercado de direitos de emissão e de créditos de emissão.
– Acordo de Paris (Assinatura: 2015; em vigor: 2016)• Envolve todas as partes e tem um carater voluntário (INDC – Intended National
Determined Contributions);
• Objetivos:
– Manter o aumento da temperatura media global abaixo de 2ºC e procurar manter esse aumento abaixo de 1,5 ºC;
– Atingir o pico das emissões o mais rapidamente possível e atingir neutralidade carbónica na 1ª metade do século XXI.
–Kigali (Rwanda) 2016)• Reduzir usos de CFC a partir de 2019.
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DASE 2017 Cenários de emissões de GEE
Fonte: IPCC 2014 (AR5)
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DASE 2017 Emissões por GEE
• Carbon dioxide (CO2):– Fossil fuel use
– Land use: deforestation, land clearing for agriculture, and degradation of soils.
• Methane (CH4): – Agricultural activities,
– Waste management
– Energy use
– Biomass burning
• Nitrous oxide (N2O): – Agricultural activities, such as fertilizer
use
– Biomass burning
• Fluorinated gases (F-gases): – Industrial processes, refrigeration, and
the
– Use of a variety of consumer products
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DASE 2017
Emissões por sector económico
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DASE 2017
A RESPOSTA ÀS ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS:
ADAPTAÇÃO 04
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DASE 2017Adaptação
• Goal: to prepare society for climate change; to reduce societyvulnerability to climate change
• It is mainly a local issue;
• International agreements: mainly on funding by developed countries to support developing countries in their adaptation efforts– Nairobi (2007)
– Bali (2008)
– Paris (2015)
• Main sectors requiring adaptation– Water sector
– Land planning sector
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DASE 2017Como podemos reduzir a nossa vulnerabilidade?
ExemplosReduzir a exposição:
• Reduzir factores de risco
• Remover pessoas e bens em zonas emrisco
Aumentar a robustez, i.e. da capacidade de resistir
• Rever dos regulamentos e códigos
• Melhorar dos sistemas de protecção
• Promover a redundancia dos sistemas
Aumentar a resiliência, i.e. da capacidade de recuperar de situações adversas
• Melhorar dos sistemas de monitorização e alerta
• Melhorar sistemas de apoio a emergências
• Melhorar sistemas de seguro
Sensitivity /
RobustnessExposure
Potential
impact
Recovering
capacity
Vulnerability
Reduce sensivity /
Increase system
robustnessReduce
exposure
Improve
resilience
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DASE 2017
Strategies for managing high temperatures (1)
Source: Shaw, R., Colley, M., and Connell, R. (2007) Climate change adaptation by design: a guide for sustainable communities. TCPA, London
At the neighbourhood level
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DASE 2017
Strategies for managing high temperatures (2)
At the building level
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DASE 2017
Strategies for managing flood risks (1)
Source: Shaw, R., Colley, M., and Connell, R. (2007) Climate change adaptation by design: a guide for sustainable communities. TCPA, London
At the catchment level
Nome do Docente
DASE 2017
Strategies for managing flood risks (2)
At the neighbourhood level At the building level
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DASE 2017
Strategies for managing water resources and water quality
risks (1)
At the catchment level
Nome do Docente
DASE 2017
Strategies for managing water resources and water quality
risks (2)
Source: Shaw, R., Colley, M., and Connell, R. (2007) Climate change adaptation by design: a guide for sustainable communities. TCPA, London
At the catchment level
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DASE 2017
Strategies for managing water resources and water quality
risks (3)
Source: Shaw, R., Colley, M., and Connell, R. (2007) Climate change adaptation by design: a guide for sustainable communities. TCPA, London
At the neighbourhood level At the building level
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DASE 2017
Strategies for managing ground conditions (1)
Source: Shaw, R., Colley, M., and Connell, R. (2007) Climate change adaptation by design: a guide for sustainable communities. TCPA, London
At a larger scale
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DASE 2017
Strategies for managing ground conditions (2)
At the building scaleAt the neighbourhood scale
Source: Shaw, R., Colley, M., and Connell, R. (2007) Climate change adaptation by design: a guide for sustainablecommunities. TCPA, London
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DASE 2017
Soluções de adaptação
.
Image
Under ordinary circumstances, deployable flood walls are evident only through slots in a building facade or anchors in the sidewalk
(Frame 1). With enough warning, vertical posts and horizontal slats can be erected (Frame 2). These hold the water back during a
flood (Frame 3). CreditSamantha Yost/Enterprise Community Partners
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DASE 2017
Soluções de adaptação
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DASE 2017 Soluções de adaptação
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DASE 2017 Soluções de adaptação
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DASE 2017 Soluções de adaptação
An example of an AquaFence, a deployable flood barrier. Panels can be from four to seven feet tall. Credit AquaFence
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DASE 2017 Soluções de adaptação
Con Ed has installed curtains made of Kevlar around the power plant that can be deployed to prevent flooding.
Credit Todd Heisler/The New York Timeso
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DASE 2017
Australia: Fire risk
Source: CLIMATE CHANGE ADAPTATION ACTIONS FOR LOCAL GOVERNMENT Report by SMEC Australia to the Australian Greenhouse Office Department of the Environment and Water Resources
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DASE 2017
Principais impactos esperados em Portugal
Impacto Implicações Possíveis soluções
Aumento da temperatura
Comportamento térmico das infra-estruturas
Alteração dos critérios de dimensionamento
Utilização de materiais alternativosAlteração do conforto térmico
Aumento do risco de incêndioAlteração dos critérios de dimensionamento
Aumento do nível médio do mar
Risco de inundações costeiras
Deslocalização de infra-estruturas e populações
Reforço das infra-estruturas de protecção
Contaminação de aquíferos costeiros
Redução das captações
Recarga artificial de aquíferos
Aumento do nível freático
Reforço das fundações
Melhoria dos sistemas de impermeabilização e isolamento
Nome do Docente
DASE 2017
Principais impactos esperados em Portugal
Impacto Implicações Possíveis soluções
Diminuição da precipitação e do escoamento (sobretudo no Sul)
Aumento da assimetria espacial da precipitação e escoamento
Aumento da variabilidade da precipitação e do caudal
Aumento das necessidades de água para irrigação
Problemas de abastecimento de água
Controlo da procura de água e redução de perdas
Melhoramento da gestão dos recursos disponíveis
Origens de água alternativas (aproveitamento de águas residuais ou dessalinização da água do mar)
Reforço da capacidade de captação e armazenamento
Aumento do risco de cheias
Deslocalização de infra-estruturas;
Reforço das infra-estruturas de protecção;
Aumento da capacidade de escoamento de infra-estruturas ou da atenuação do pico de cheias
Diminuição do nível freático
Reforço das fundações das infra-estruturas
Diminuição da qualidade da água
Ecossistemas em risco
Problemas de abastecimento de água
Controlo da contaminação do meio hídrico
Reforço dos sistemas de tratamento de água e de tratamento de águas residuais
Nome do Docente
DASE 2017
É assim tão simples?
Risco
TempoDecisão
Não
adaptar
Adaptação
progressiva
Adaptação por
precaução
Nível de
risco
aceitável
Medidas de adaptação
Custos
Custos
residuais
Benefícios:
Custos evitados
Custos de
adaptação • Quanto devemos investir
em adaptação?
• Quando é que devemos
implementar as medidas
adaptação?
• Como integramos todas as
ameaças para evitar más
decisões (maladaptation)?
• Quando é que abandonamos
um processo de adaptação
incremental e assumimos
escolhas estratégicas?
• Quem paga a adaptação?
Nome do Docente
DASE 2017
Qual deve ser o nível adequado de adaptação?
Medidas de adaptação
Custos
Custos
residuais
Benefícios:
Custos evitados
Custos de
adaptação
• Dificuldades:– Incerteza associada aos
cenários climáticos, sobretudo
no que se refere a eventos raros
e extremos;
– Avaliação dos custos de inacção
e dos benefícios da adaptação
(ou dos custos residuais);
– Consideração dos impactos
irreversíveis;
– Avaliação dos beneficios e
custos indirectos;
– Uso de taxas de desconto para
horizontes de rojecto muito
longos.
Nome do Docente
DASE 2017 Calendarização da estratégia de adaptação
• Faseamento das medidas de adaptação:
– Tempo de implementação da medida;
– Vida útil da medida, face à tendência de variação climática;
– Possibilidade de adaptação gradual versus por investimentos significativos.
Risco
TempoDecisão
Não
adaptar
Adaptação
progressiva
Adaptação por
precaução
Nível de
risco
aceitável
Nome do Docente
DASE 2017
Que medidas de adaptação devemos
aplicar?
Costs Costs Costs
Other
benefits
CC
impacts
reduction
benefits
Other
benefits
€
CC
impacts
reduction
benefitsCC
impacts
reduction
benefits
Measure A Measure B Measure C
Yes! Do it! Hum, Maybe Probably not
Nome do Docente
DASE 2017
Princípios de uma estratégia de adaptação
Nome do Docente
DASE 2017
Estratégia Nacional de Adaptação aos Impactos das Alterações Climáticas nos Recursos Hídricos
Objetivo estratégico
Objetivo específico
Redução das pressões sobre o meio hídrico
Gestão da procura de água (redução da dependência da disponibilidade de água)Proteção das massas de água e dos ecossistemas dependentes
Reforço da segurança da disponibilidade de água
Aperfeiçoamento dos processos de planeamento e gestão dos recursos hídricosReforço das infraestruturas de captação, regularização e adução
Gestão do risco Avaliação do risco de diferentes naturezasPromoção de programas de medidas de proteçãoImplementação de sistemas de monitorização, deteção e alerta precoceSensibilização pública e reforço de uma atitude individual pró-ativa de gestão do risco
Aprofundamento e divulgação do conhecimento
Reforço dos sistemas de monitorização e análiseAvaliação dos riscos resultantes dos impactos das alterações climáticasAnálise da viabilidade de possíveis medidas de adaptaçãoRevisão das metodologias de análise e de dimensionamento de sistemas e infraestruturasSensibilização pública e capacitação técnica
Nome do Docente
DASE 2017
Estratégia Nacional de Adaptação aos Impactos das Alterações Climáticas nos Recursos Hídricos
Setor ProgramaPlaneamento e gestão dos recursos hídricos
Proteção das massas de águaAperfeiçoamento dos processos de planeamento e gestão dos recursos hídricosReforço e diversificação das origens de águaAumento da capacidade de armazenamento e de regularização do escoamentoControlo do risco de cheiasAprofundamento e divulgação do conhecimento
Ecossistemas aquáticos e biodiversidade
Proteção e melhoria da qualidade físico-química e biológica e da biodiversidade dos ecossistemas
Proteção e melhoria da integridade hidrológica e hidromorfológicaAprofundamento e divulgação do conhecimento
Serviços da água Promoção do uso eficiente da águaReforço e diversificação das origens da águaControlo da qualidade para abastecimento à populaçãoManutenção das condições de operação dos sistemas de drenagem e tratamento de águas residuaisControlo do risco de cheiasAprofundamento e divulgação do conhecimento
Agricultura e florestas Promoção do uso eficiente da água de culturas temporáriasReforço e diversificação das origens da águaPromoção do uso eficiente da água em áreas florestaisAprofundamento e divulgação do conhecimento
Produção de eletricidade Aumento da robustez do setor produtorGestão do risco de operaçãoAprofundamento e divulgação do conhecimento
Turismo Promoção do uso eficiente da águaAprofundamento e divulgação do conhecimento
Zonas costeiras Gestão do risco Reforço da eficácia e da articulação dos instrumentos de gestão do risco e de ordenamento do território
Aprofundamento e divulgação do conhecimento
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DASE 2017
COMO PLANEAR O FUTURO? A NECESSIDADE
DE UMA NOVA ATITUDE. 05
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DASE 2017 Um futuro desconhecido
• Aumento da variabilidade, da incerteza e do risco;• Possíveis efeitos cataclísmicos – pontos de não retorno• Da variabilidade/incerteza de curto prazo para variabilidade/incerteza de
longo prazo;• Interconectividade de questões – wicked problems.
Unknown Future, John McPherson
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DASE 2017 Uma nova atitude
• Aprender a viver com o risco:
– Aceitar probabilidades maiores de concretização de perigos associados a danos menores;
– Promover a resiliência.
• Adotar soluções flexíveis e manter opções abertas;
• Fazer bem o que temos de fazer.
Forget about Sustainability. It’s about Resilience! Learning to Bounce BackNovember 2, 2012By Andrew Zolli, Published
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DASE 2017
Adaptação é também uma oportunidade