ÁREA: Ambiental
TÍTULO: FLUXO DE CH4 NA BACIA AMAZÔNICA UTILIZANDO O MÉTODO DE INTEGRAÇÃO DE COLUNA DO PERFIL VERTICAL
AUTORES: BASSO, L.S. (IPEN) ; GATTI, L.V. (IPEN) ; MARTINEWSKI, A. (IPEN) ; DOMINGUES, L.G. (IPEN) ; CORREIA, C.S.C (IPEN) ; BORGES, V.F. (IPEN) ; MILLER, J.B. (NOAA) ; DA ROCHA, H.R. (IAG-USP) ; GLOOR, M. (UNIV. LEEDS)
RESUMO: Com o objetivo de estudar a emissão de CH4 da Bacia Amazônica foi calculado o fluxo de
CH4 utilizando perfis verticais realizados com aviões de pequeno porte, por meio do
Método de Integração de Coluna em 4 localidades na Bacia, Santarém (SAN), Alta Floresta
(ALF), Rio Branco (RBA) e Tabatinga (TAB). As regiões entre a costa e ALF, RBA, SAN e
TAB atuaram como fonte de CH4 durante todo o período estudado. A região entre a costa e
SAN apresentou um fluxo médio anual de CH4 de 39,6mgCH4.m-2.dia-1; ALF de 9,5mgCH4.m-
2.dia-1. Os locais de RBA e TAB apresentaram resultados semelhantes, com um fluxo médio
anual de CH4 de 12,6 e 13,0mgCH4.m-2.dia-1, respectivamente. Extrapolou-se os
resultados de RBA e TAB para a área integral da Bacia (5 milhões km2) obtendo-se um
fluxo entre 23 e 24TgCH4.ano-1.
PALAVRAS CHAVES: metano, amazônia, gases de efeito estufa
INTRODUÇÃO: O Metano (CH4) é considerado entre os gases primários como o segundo gás de efeito
estufa (GEE) mais importante, devido a sua concentração global na atmosfera e ao seu
Potencial de Aquecimento Global (PAG), que é 21 vezes maior que o CO2 em um cenário
de 100 anos e sua forçante radiativa representa aproximadamente 18% da média total
global. Seu tempo de vida atmosférico é estimado em 12 anos (IPCC 2007). Sua
concentração na atmosfera era de aproximadamente 700ppb no período pré-industrial,
porém o aumento das emissões por fontes antropogênicas são responsáveis pelo
incremento de 158% na concentração atmosférica de CH4, sendo a sua média global em
2009 de 1803ppb, que representa um aumento de 5ppb em relação ao ano anterior (WMO,
2010). Aproximadamente 40% da emissão global de CH4 para a atmosfera é proveniente de
fontes naturais, como as áreas alagadas, enquanto as fontes antrópicas, como a queima
de combustíveis fósseis e de biomassa, os ruminantes, a cultura de arroz, dentre
outros, representam cerca de 60% (WMO, 2010). Na Amazônia foi estimada, por
sensoriamento remoto, uma emissão em áreas alagadas de 29TgCH4.ano-1 (Melack et al.,
2004). Carmo et al. (2006) estimaram uma emissão de CH4 em áreas de terra firme na
Amazônia entre 4 e 38Tg.ano-1. Miller et al. (2007) utilizando medidas em perfis
verticais de avião, estimaram um fluxo médio regional de 49TgCH4.ano-1. Devido a sua
importância e as incertezas observadas nos fluxos de emissão na Bacia Amazônica, este
estudo determinou o fluxo de CH4 para o ano de 2010, em escala regional, utilizando
medidas de perfis verticais com aviões de pequeno porte, desde a superfície até 4,4km
na Bacia Amazônica, sobre Santarém (SAN), Alta Floresta (ALF), Rio Branco (RBA) e
Tabatinga (TAB), por meio do Método de Integração de Coluna.
MATERIAL E MÉTODOS: A partir de 2010 foram realizados perfis verticais com aviões de pequeno porte sobre
quatro locais distribuídos na Bacia Amazônica, Alta Floresta (ALF - 8ºS, 56ºO), no
Mato Grosso; Rio Branco (RBA - 10ºS, 68ºO), no Acre; Santarém, (SAN - 2ºS, 54ºO), no
Pará e; Tabatinga (TAB - 4ºS, 64º0), no Amazonas. As amostras foram coletadas, de
maneira geral, quinzenalmente e analisadas no Laboratório de Química Atmosférica
(LQA) do IPEN.
Para determinar o fluxo de CH4, foi utilizado o Método de Integração de Coluna,
descrito por Miller et al. (2007), neste método as concentrações de entrada no
continente (background) são subtraídas das concentrações de CH4 obtidas em cada local
de amostragem. Esta diferença é a contribuição no fluxo de CH4 da costa até o local
onde se realiza os voos. Para o cálculo da concentração de entrada no continente
utilizou-se o gás SF6 como traçador. Como não há fonte de emissão deste gás ao longo
de toda a área estudada, a concentração obtida no perfil amostrado é considerada a
mesma que entrou no continente. Estas concentrações são relacionadas com as de duas
estações de monitoramento global, a Ilha de Ascension (8°S, 14ºO) e Barbados (14ºN,
59°O), e assim calcula-se a fração de ar de entrada no continente. Esta fração é
aplicada a concentração de metano observada nas duas estações e assim obtêm-se a
concentração de metano na costa. O fluxo de CH4 é calculado baseado na integração da
diferença das concentrações (da costa ao local amostrado) da superfície ao topo do
perfil (4400m) pelo tempo gasto entre a costa e o local de estudo, para cada altura
com coleta de frasco. Para a estimativa do tempo gasto pela massa de ar, foram
calculadas trajetórias retrocedentes através do modelo HYSPLIT (Draxler e Rolph,
2011) para cada perfil, a cada 500m de altitude.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Após remover a concentração de entrada no continente foram calculados os fluxos de
CH4 para cada perfil realizado, pelo Método de Integração de Coluna, no ano de 2010.
Os fluxos encontrados refletem a região entre a costa brasileira e cada local de
estudo (Figura 1). A região entre a costa e SAN apresentou um fluxo médio anual de
emissão de CH4 de 39,6mgCH4.m-2.dia-1 mostrando uma maior emissão deste gás durante o
ano comparado com os outros locais (Figura 2). A região entre a costa brasileira e
ALF apresentou fluxo médio anual de emissão de CH4 de 9,5mgCH4.m-2.dia-1. Os locais
de RBA e TAB apresentaram resultados semelhantes, com um fluxo médio anual de emissão
de CH4 de 12,6 e 13,0mgCH4.m-2.dia-1, respectivamente. Estes resultados indicam que o
fluxo obtido em SAN apresenta uma maior emissão de CH4 que nas demais regiões da
Bacia Amazônica, que apresentaram um comportamento semelhante. A região representada
pelos perfis de avião em SAN tanto podem ter um maior fluxo natural como
antropogênico. Este método permite observar o resultado final da totalidade de todos
os processos que ocorrem entre a costa e o local dos perfis de avião.
De acordo com o estudo realizado das trajetórias das massas de ar que chegam aos
locais de estudo pelo modelo HYSPLIT, as regiões entre a costa brasileira e RBA, além
de TAB, são as que representam melhor a área da Bacia Amazônica, pois suas
trajetórias abrangem a maioria desta área, portanto, extrapolou-se estes resultados
para toda esta área (5 milhões de km2), obtendo-se um fluxo entre 23 e 24TgCH4.ano-1.
Este fluxo é próximo do valor encontrado por Melack et al. (2004) de 29TgCH4.ano-1,
para esta mesma região e está entre a estimativa de Carmo et al. (2006), entre 4 e
38Tg.ano-1.
CONCLUSÕES: As regiões entre a costa e ALF, RBA, SAN e TAB atuaram como fonte de CH4 durante todo o
período estudado. O maior fluxo observado foi entre a costa e SAN e sua fonte pode ser
tanto um maior fluxo natural como antropogênico. Este método permite observar o
resultado final da totalidade dos processos que ocorrem na região, porem não discrimina
as diversas fontes. Extrapolou-se os resultados obtidos em RBA e TAB para a área da
Bacia Amazônica (5 milhões km2) obtendo-se um fluxo entre 23 e 24TgCH4.ano-1. Este
fluxo é próximo do valor encontrado na literatura para a região da Bacia Amazônica.
AGRADECIMENTOS: NERC, FAPESP, CNPq, NOAA
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CARMO, J.B.; KELLER, M.; DIAS, J.D.; DE CAMARGO, P.B.; CRILL, P. 2006. A source of methane from upland forests in the Brazilian Amazon. Geophysical Research Letters, 33 n. 4.
DRAXLER, R.R. and ROLPH, G.D. HYSPLIT (HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory). 2011. NOAA Air Resources Laboratory, Silver Spring, MD. Model access via NOAA ARL READY Website, disponível em: (http://ready.arl.noaa.gov/ HYSPLIT. Php).
IPCC 2007 - Intergovernmental Panel on Climate Change – Climate change 2007: The Physical Science Basis. 2007. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of Intergovernmental Panel on Climate Change – eds. Solomon, S., Qin, D., Manning, M., Marquis, M., Averyt, K., Tignor, M.M.B., Miller Jr, H.L. and Chen, Z. Cambridge University Press.
MELACK, J.M; HESS, L.L; GASTIL, M.; FORSBERG, B.R.; HAMILTON, S.K; LIMA, I.B.T.; NOVO, E.M.L.M. 2004. Regionalization of methane emissions in the Amazon Basin with microwave remote sensing. Global Change Biology, 10, n. 5.
MILLER, J.B.; GATTI, L.V.; D’AMELIO, M.T.S.; CROTWELL, A.M.; DLUGOCKENCKY, E.J.; BAKWIN, P.; TANS, P.P. 2007. Airborne measurements indicate large methane emissions from the eastern Amazon basin, Journal of Geophysical Research, 34 (10).
WMO Greenhouse Gas Bulletin. The state of Greenhouse gases in the atmosphere using global Observation thought 2009. n. 6, 2010. Disponível em: http://www.wmo.int/pages/mediacentre/ press_releases/documents/GHG_bull_6_en.pdf. Acesso em 03 Mar. 2011
