Modelagem por sistemas dinâmicos da influência das mudanças climáticas sobre indicadores de biomassa na Amazônia

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Cerqueira Junior, Paulo Ernesto Julião de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Amazon; Amazônia; Biomass; Biomassa; Climate change; Dynamical systems; Mudanças climáticas; Sistemas dinâmicos
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-07102025-150955/

A floresta amazônica é a maior floresta tropical do planeta e desempenha um papel fundamental na manutenção do sistema climático global, armazenando e sequestrando carbono da atmosfera. No entanto, sabe-se que as mudanças climáticas e o desflorestamento ameaçam a estabilidade da floresta. O objetivo desse projeto é desenvolver um modelo dinâmico simplificado para simular a interação entre vegetação, precipitação e temperatura em uma área de floresta preservada na Amazônia. Tal modelo foi fundamentado em pesquisas bibliográficas e em dados observacionais, construído de forma que fosse capaz de representar a dinâmica da floresta quando submetida por variações de temperatura e precipitação provocadas pelas mudanças climáticas e eventos climáticos extremos, revelando fenômenos conhecidos e desconhecidos. Foi caracterizada a variabilidade temporal de índices de vegetação e de variáveis meteorológicas observadas na área de estudo entre 2000 e 2020, de forma a embasar o desenvolvimento do modelo e avaliar seus resultados. O modelo consiste em um sistema de equações diferenciais acopladas, inicialmente baseado no modelo logístico, e foi simulado em Python utilizando o método de Runge-Kutta de quarta ordem. Os resultados foram analisados por meio da construção de diagramas de fase e mapas de bifurcação para que fossem determinados os pontos críticos e propriedades de equilíbrio do sistema. A análise de dados revelou correlação positiva entre biomassa e temperatura, mas não identificou tendências consistentes nos índices de vegetação nas últimas duas décadas, sugerindo que a floresta na área de estudo permanece dentro de sua faixa de resiliência. A modelagem, por sua vez, mostrou que perturbações climáticas alteram a capacidade de suporte do sistema, prolongando o tempo de recuperação da biomassa e reduzindo seu valor médio quando a intensidade da perturbação é elevada. Já os gráficos de bifurcação evidenciaram a existência de limiares críticos de temperatura e precipitação, compatíveis com tipping points descritos na literatura. Assim, a integração entre dados e modelo indica que, embora o impacto observado até agora seja limitado, o avanço do aquecimento global tende a reduzir progressivamente a biomassa e a estabilidade da floresta amazônica. Além disso, observou-se que perturbações no sistema aumentam a quantidade de trajetórias que levam à extinção da biomassa.