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Exemplos de Biosfera e o Uso de Adequação Baseada nos Modelos

O nome da biosfera é dado à parte do nosso planeta onde os organismos vivos que a habitam se encontram . Isso inclui a atmosfera mais baixa, a parte inteira da crosta terrestre mais próxima da superfície (podosfera, parte superior da litosfera), bem como os oceanos e mares (hidrosfera).

Definindo Biosfera

Tem sido proposto usar o termo ecosfera para se referir à biosfera ao considerá-la não apenas como um espaço, mas como um ecossistema (ou conjunto de todos os ecossistemas), isto é, isto é, quando se está interessado em todos os processos envolvidos nas interações entre os diferentes organismos vivos e seu ambiente.

Isto implica em estender o estudo para a atmosfera como um todo, uma vez que sua composição de oxigênio (O 2 e O 3) deriva inteiramente da atividade fotossintética das plantas, e as liberações devido às atividades humanas (gases de efeito estufa, CFCs e outros poluentes) também têm um impacto geral.

Também equivale a adicionar a dimensão temporal e dinâmica ao estudo desta biosfera e considerá-la como o resultado de processos em funcionamento há quase quatro bilhões de anos, isto é, desde a vida apareceu na Terra.

A biosfera pode ser subdividida de várias maneiras. No nível mais geral, existem duas sub-biosferas ou megabiomes: o geobiosfera , que reúne os biomas terrestres (“ambientes”) e os hidrobiosfera (biomas aquáticos). Em um nível mais baixo, definimos os biomas reais: florestas , tundras , estepes , desertos , manguezais, etc. Os ecossistemas são as unidades ecológicas de que os biomas são constituídos.

Um bioma é, ao mesmo tempo, um espaço geográfico e um ecossistema (ou mais exatamente um conjunto de ecossistemas) que é definido a partir da fauna e da flora que o povoam de formas predominantes e preferenciais. A fauna de tal espaço é largamente dependente da vegetação que ali se encontra (há sempre uma parte dos animais que se alimentam de plantas).

A vegetação, por sua vez, deriva em grande parte de condições não-biológicas (abióticas), como climatologia e pedologia, e caracteriza-se por distinguir os grandes tipos de plantas ( árvores , arbustos , gramíneas).), e seus espaçamentos dos diferentes tipos presentes (o que torna possível distinguir, por exemplo, uma floresta e uma savana).

Exemplo de Biosfera

A importância de uma descrição precisa das áreas de terra para a previsão numérica do tempo está bem estabelecida na comunidade científica. Embora a complexidade do Sistema Terrestre impõe simplificações conceituais e práticas, os elementos fundamentais são parametrizados para simular reservatórios e fluxos (descrevendo as trocas entre reservatórios) na interface entre a superfície e a atmosfera.

Exemplo de Biosfera
Exemplo de Biosfera

O aprimoramento das previsões e sua confiabilidade nas escalas espaciais e temporais mais sutis e com prazos longos (mensais e sazonais) motivaram a inclusão progressiva dos processos de superfície em modelos numéricos de previsão do tempo, bem como para simulações. mudanças climáticas e aplicações ambientais.

A biosfera inclui os processos bio-geofísicos de superfícies terrestres, incluindo espécies vivas, incluindo o ecossistema da vegetação. Numerosos estudos de sensibilidade mostraram que a descrição dos processos biofísicos de superfícies continentais pode afetar significativamente a previsão de variáveis ??meteorológicas, como precipitação, vento de baixo nível ou temperatura de abrigo.

Os padrões de superfície adotados são representativos de várias escalas espaciais, como a da planta, o campo, a bacia hidrográfica no caso continental ou uma bacia oceânica com observações pontuais. São representações simplificadas dos processos físicos que permitem descrever os principais mecanismos de retroalimentação, que podem, portanto, ser contaminados por erros sistemáticos que às vezes são importantes.

Recentemente, o conceito de escala de tempo foi introduzido em diagramas de superfície. Ele distingue as camadas superficiais que respondem diretamente ao forçando a superfície, camadas mais profundas menos reativos que desempenham um papel tampão na área, que são mais importantes para simular ciclo da água anormal e diferentes temperaturas no solo.

O ciclo do carbono, no qual todas as espécies vivas do planeta participam, é reduzido essencialmente ao ciclo da vegetação em modelos numéricos de previsão do tempo. Ele desempenha um papel importante no equilíbrio de energia e momento na superfície.

Na modelagem climática, a representação dos processos bio-geo-químicos da vegetação, solos e oceanos é fundamental, pois permite regular o conteúdo de dióxido de carbono atmosférico, por exemplo, pelo processo de fotossíntese, que constitui um poderoso mecanismo de absorção do CO² atmosférico.

A descrição da vegetação e outros aspectos relacionados à biologia, como a resposta às condições de estresse hídrico e os aspectos bio-geoquímicos (estoque e mudanças na biomassa), são importantes para facilitar as atividades de monitoramento e controle, promovendo a qualidade das previsões. Diversos estudos demonstraram o impacto de uma descrição do ciclo sazonal da vegetação na evaporação.

O índice de folhas, que muda de acordo com a estação e as condições de estresse hídrico, é freqüentemente especificado a partir dos dados de satélite (por exemplo, aqueles fornecidos pelo sensor MODIS). Estes dados possibilitam construir uma climatologia mensal do estado da vegetação mais realista e melhorar a simulação de trocas de água e CO² com a atmosfera.

A Importância do Modelo e Aprimoramento

Oceano
Oceano

As superfícies do oceano, e mais geralmente todas as superfícies livres de água, mostra um armazenamento de energia que determina a temperatura da superfície da água e a troca de impulso entre os ventos, ondas e correntes.

Isso é importante, especialmente na banda tropical, pois esse mecanismo é capaz de modular a evolução do clima e do clima em grande escala. Impactos locais também são visíveis em todas as latitudes, incluindo brisas, desenvolvimento de camada limite atmosférica, formação de neblina, precipitação intensa e localizada e interação com ondas e gelo.

As superfícies continentais são caracterizadas por uma grande variabilidade de ciclos diurnos e sazonais, um forte acoplamento superfície-atmosfera e o efeito de memória dos estoques de água e energia. O papel das superfícies terrestres nos modelos de previsão é fornecer uma descrição consistente dos ciclos de água e energia em escalas de tempo que variam de alguns minutos a várias décadas.

Modelagem de superfícies continentais são, portanto, assuntos de estudo necessário, para melhor representar os diferentes processos físicos, a fim de ampliar a confiabilidade das previsões meteorológicas. Baseia-se, antes de tudo, em um conhecimento cada vez mais preciso de características fisiográficas, tais como relevo, a natureza do solo e da vegetação, ou batimetria oceânica.

O Uso de Adequação Baseada nos Modelos

Em meados da década de latitudes, o mecanismo de acoplamento entre a superfície da terra e a atmosfera é representado pela precipitação evaporação realimentação, que afeta os parâmetros de tempo, tais como a temperatura, a umidade da troposfera inferior, e nuvens.

Em altas latitudes e áreas montanhosas, a presença de neve afeta a evolução das temperaturas atmosféricas, devido ao seu albedo alta e o seu poder de isolamento térmico para uma dissociação entre a superfície e a atmosfera, a origem de fortes inversões de temperatura observadas perto da superfície no inverno.

Além desse papel de condição no limite inferior da atmosfera para previsão do tempo, as superfícies continentais também abrigam os recursos dos quais as populações locais dependem (agricultura, transporte, produção de energia renovável). No caso de eventos extremos, existe um perigo direto para a vida e a propriedade, o que aumenta o impacto e a importância de uma previsão localizada e confiável para a prevenção de riscos.

É este duplo papel que levou recentemente os centros meteorológicos a desenvolver plataformas digitais dedicadas à modelagem e assimilação de dados de observações de superfície. O objetivo não é apenas fornecer uma melhor caracterização das superfícies nos modelos de previsão climática e climática, mas também disseminar informações úteis diretamente sobre os estados presentes e futuros desses recursos, bem como é feito em antecipação do tempo.

Nessas plataformas, os processos físicos e biológicos tão realistas quanto possível são parametrizados por padrões que descrevem os fluxos de matéria, energia e momento entre os componentes da superfície ( biosfera, hidrosfera e criosfera ) e a atmosfera.

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