SLIDE Modelagem Ambiental

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Modelagem de Sistemas Ambientais
(CHRISTOFOLETTI, A.)
Capítulo 6: Modelos sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas.
Capítulo 7: Abordagens na Avaliação das Potencialidades Ambientais.
Discentes: 
Caren Maia
Caroline Alves
Humberto Costa
Raiane Reis
Tales Dias
Docente: Anderson Gomes
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Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
Os modelos sobre mudanças e dinâmica evolutiva dos sistemas ambientais procuram caracterizar as alterações ocorrentes em virtude das transformações observadas ou simuladas nas características dos fatores condicionantes e as relacionadas com as atividades antrópicas.
Os estudos referentes às mudanças e dinâmica evolutiva tratam das transformações que os sistemas ambientais sofrem ao logo do tempo.
 Noções Básicas
Para compreender as mudanças e dinâmica evolutiva dos sistemas ambientais várias noções surgem como fundamentais.
As Noções de Estabilidade e de Resiliência;
A Noção de Sensibilidade;
A Teoria das Catástrofes;
O Conceito de Criticalidade Auto-Organizada.
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
 As Noções de Estabilidade e de Resiliência
Os sistemas ambientais, em sua estrutura e funcionamento, alcançam uma organização ajustada às condições das forças controladoras, denunciando um estado de equilíbrio. Mantendo-se as condições externas os sistemas permanecem em seu estado ajustado, em estabilidade.
Definição de estabilidade para um ecossistema:
“ A capacidade do ecossistema em manter ou retornar às suas condições originais após um distúrbio provocado por forças naturais ou pela ação humana.”
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
 As Noções de Estabilidade e de Resiliência
A noção de estabilidade realça dois aspectos:
Resistência: Capacidade do sistema permanecer sem ser afetado pelos distúrbios externos.
Resiliência: Capacidade do sistema em retornar às suas condições originais após ser afetado pela ação de distúrbios externos. 
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
A Noção de Sensibilidade
A sensibilidade representa o nível em que um sistema responderá a uma mudança ocorrida em fatores controlantes.
No campo da ecologia, a sensibilidade reflete a amplitude das alterações na composição, estrutura e processos dos ecossistemas em função das mudanças ocorridas nas temperaturas e nas precipitações.
Relacionada com as noções de sensibilidade e estabilidade encontra-se a vulnerabilidade, que define o nível que uma mudança pode prejudicar ou destruir um sistema.
 A Teoria das Catástrofes
Foi desenvolvida por THOM (1975).
A concepção básica da teoria das catástrofes é que as singularidades topológicas podem descrever mudanças ao longo do tempo e também no espaço.
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
 A Teoria das Catástrofes
O sistema apresenta um evento catastrófico no sentido de que se movimenta de um estado inicial de estabilidade, passa por uma fase dramática de reorganização e retorna a um estado de estabilidade. 
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Avalanche em Haines, Alaska. 
Fonte: snowbrains
Terremoto na Itália
Fonte: O Globo
O Conceito de Criticalidade Auto-Organizada
Introduzida por BAK, TANG e WIESENFELD (1987;1988).
O sistema, em um estado situado na margem da estabilidade, quando perturbado evoluirá naturalmente a fim de retornar ao estado crítico da borda da estabilidade.
A teoria da criticalidade auto-organizada insere outra gama de nuanças às explicações dadas às catástrofes, cujos analistas procuravam explicá-las como consequências de conjunções rara de circunstâncias ou aos acontecimentos de fenômenos com alta magnitude. 
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
Figuração simbólica da teoria da criticalidade auto-organizada.
O Conceito de Criticalidade Auto-Organizada
A pilha de areia (desenho de Elaine Wiesenfeld, conforme Bak, 1997).
 Mudanças Ocasionadas pelos Fatores Físicos Controlantes
Os fatores físicos controlantes dos sistemas ambientais são os que envolvem os condicionamentos gerais ligados com o clima e geodinâmica, e com as interações funcionais entre seus componentes, ligados com os processos geomorfológicos, hidrológicos e ecossistêmicos.
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
 Mudanças em Sistemas Geomorfológicos e Hidrológicos
A análise das mudanças nos sistemas ambientais envolve a influência da escala temporal e as características das respostas complexas. 
Em função da escala temporal, configurada como sendo no tempo presente, no tempo histórico e no tempo geológico, as variáveis apresentam comportamento que pode ser interpretado como dependente ou independente.
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
Variáveis da bacia de drenagem
 
 
Status das variáveis durante determinados períodos de tempo
Cíclico
Equilibrado
(graded)
Estabilidade
Tempo
Relevo inicial
Geologia (litologia, estrutura)
Clima
Vegetação (tipo e densidade)
Relevo ou volume do sistema acima no nível de base
Hidrologia (escoamento e sedimentação por unidade de área)
Morfologia da rede de drenagem
Morfologia das vertentes
Hidrologia (descarga de água e sedimento do sistema)
Independente
Independente
Independente
Independente
Dependente
Dependente
Dependente
Dependente
Dependente
Dependente
Não relevante
Não relevante
Independente
Independente
Independente
Independente
Independente
 
Dependente
Dependente
Dependente
Não relevante
Independente
Independente
Independente
Independente
Independente
Independente
 
Independente
Independente
Dependente
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 Mudanças em Sistemas Geomorfológicos e Hidrológicos
O status das variáveis de uma bacia de drenagem durante períodos de tempo de duração crescente
(Conforme Graf, 1979, baseado em Thom)
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
 Mudanças em Sistemas Geomorfológicos e Hidrológicos
Impactos potenciais das mudanças climáticas sobre os hidrossistemas fluviais.
(Conforme Lemmela et al., 1989; Petts e Amoros, 1996) 
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 Mudanças em Sistemas Geomorfológicos e Hidrológicos
Relações entre mudanças climáticas e processos litorâneos.
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(Conforme Goudie, 1997)
 Mudanças em Sistemas Geomorfológicos e Hidrológicos
Impactos das mudanças climáticas no sistema hidrológico.
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
(Conforme Arnell, 1994)
 Mudanças em Ecossistemas
Os ecossistemas continentais e os marinhos reagem modificando-se em função das mudanças climáticas.
Nos ecossistemas continentais, as mudanças climáticas provocam distúrbios e alterações na estrutura e no metabolismo dos ecossistemas, influenciando a competitividade e a produção de biomassa.
 
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
 Mudanças em Ecossistemas
A abordagem sobre os hidrossistemas fluviais procura estudar as relações entre hidrologia, geomorfologia e ecologia ao longo dos cursos d’água.
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
Dimensões hidrológicas no contexto dos corredores fluviais, considerando o conceito de continuum fluvial.
(conforme Vannote et al., 1980; Petts e Amoros, 1996)
 Mudanças em Ecossistemas
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
Modelo LINKAGES
(Conforme Pastor e Johnston, 1992)
 Mudanças em Ecossistemas
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
Modelo LANDIS
(Conforme Mladenoff el al., 1996)
Mudanças Ocasionadas pelos Impactos Antropogênicos
As atividades econômicas e sociais realizadas pelas sociedades ocasionam mudanças na morfologia e nos processos dos sistemas ambientais. 
Modelos
Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
 Mudanças nas Variáveis Climáticas
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
Modelo representativo dos impactos causados pelo crescimento demográfico sobre a emissão de gases estufa, em relação com as atividades agrícolas e desmatamentos.
 Mudanças em Sistemas Hidrológicos
As atividades humanas estão interferindo sobre as características do ciclo hidrológico em muitos locais e bacias de drenagem.
Essas atividades compreendem os seguintes exemplos:
Represamento e regulagem dos rios;
Impactos dos procedimentos de uso das terra e de suas mudanças;
Retirada de águas e retorno de efluentes;
Desvio das águas fluviais.
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
 Mudanças em Sistemas Geomorfológicos
Na análise da geometria hidráulica, a área da seção transversal, ao nível das margens plenas, tem sido definida como indicadora da capacidade do canal.
A construção de barragens e reservatórios nos cursos de água também introduz alterações na capacidade do canal, pois modifica a magnitude e a frequência dos picos dos débitos em direção a jusante.
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
Mudanças em Ecossistemas
Em função das características e da sensibilidade dos ecossistemas, as mudanças temporais e espaciais relacionadas com as atividades antrópicas são frequentes.
As alterações provocadas pela implantação das atividades agrícolas, pastoris, urbanização, industrialização e mineração, que se inserem transformando radicalmente a estrutura dos ecossistemas reinantes, são comuns em todas as sociedades.
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
 Mudanças Climáticas Globais e Suas Implicações
As implicações geográficas das mudanças climáticas são representadas pelo conjunto das modificações ocorridas nas organizações espaciais.
 Implicações ambientais ligadas as mudanças climáticas:
As baixadas litorâneas;
Química da atmosfera;
Circulação atmosférica e condições climáticas;
Implicações nos geossistemas.
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
 Implicações ambientais ligadas as mudanças climáticas
As baixadas litorâneas
Amplo conjunto de acontecimentos ocasiona mudanças nas baixadas litorâneas, afetando as funções e os valores das zonas costeiras continentais e insulares.
2. Química da atmosfera
A ação antropogênica tem favorecido a emissão de gases estufas que, além de incidir no aquecimento global, repercute na composição química da atmosfera.
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
 Implicações ambientais ligadas as mudanças climáticas
3. Circulação atmosférica e condições climáticas
As mudanças vinculadas ao aquecimento global e à elevação do nível marinho redundariam em alterações na circulação das massas de ar.
4. Implicações nos geossistemas 
Em virtude da complexidade dos sistemas ambientais físicos, muitas reações podem funcionar como mecanismos de retroalimentação negativa favorecendo o processo de resiliência e a estabilidade dos sistema.
Modelos Sobre Mudanças e Dinâmica Evolutiva dos Sistemas
Abordagens na Avaliação das Potencialidades Ambientais
 Os Estudos de Impactos Ambientais (EIA)
Os estudos de impactos ambientais constituem instrumentos que interagem o conhecimento adquirido na análise dos sistemas ambientais com os objetivos das políticas de planejamento e manejo dos recursos, procurando coordenar a implantação da alternativa de melhor uso por meio de uma avaliação antecipativa.
 Os Estudos de Impactos Ambientais (EIA)
A abordagem holística, integrativa, constitui a base fundamental para o planejamento e estudos de impactos, cujo espectro corresponde a três direcionamentos: avaliação de impactos no meio ambiente, avaliação de impactos tecnológicos e avaliação de impactos sociais.
Abordagens na Avaliação das Potencialidades Ambientais
 Processo de avaliação dos impactos ambientais
Delimitar a área estudada e definir o problema;
Identificar os efeitos ambientais mais prováveis;
Predizer a magnitude dos impactos prováveis;
Avaliar a significância dos impactos ambientais prováveis para cada alternativa de desenvolvimento;
Comunicar os resultados da avaliação de impactos ambientais.
Abordagens na Avaliação das Potencialidades Ambientais
Abordagens na Avaliação das Potencialidades Ambientais
Estudos de Impactos Ambientais (EIA)
Matriz de Leopold
Abordagens na Avaliação das Potencialidades Ambientais
Estudos de Impactos Ambientais (EIA)
Modelo de Rede de Sorensen
Estudos Ambientais Estratégicos (SEA)
É uma forma de política ou programa de análises de impactos ambientais em etapas, aninhadas ou sequenciais.
Abordagens na Avaliação das Potencialidades Ambientais
 Modelagem Aplicada na Avaliação de Riscos e Azares Naturais
Essa avaliação integra o conhecimento científico disponível para as características e previsão dos eventos críticos de alta magnitude, considerando as prováveis ocorrências na escala temporal e a delimitação das áreas de riscos, com as informações sobre a grandeza do prejuízo econômicos e número de vítimas. 
Abordagens na Avaliação das Potencialidades Ambientais
 Uso da Modelagem nos Procedimentos para Designar Valores aos Componentes Ambientais
A implementação de muitas atividades econômicas pode prejudicar as características do meio ambiente.
Sob essa perspectiva surgiu a noção de que o meio ambiente constitui uma forma de capital natural.
Uma questão fundamental consiste em com atribuir valores monetários para os componentes ambientais.
Abordagens na Avaliação das Potencialidades Ambientais
 Uso da Modelagem nos Procedimentos para Designar Valores aos Componentes Ambientais
Algumas técnicas:
Análise de custos e benefícios 
Análise de custos e efetividade 
Avaliação dos benefícios ambientais 
Abordagens na Avaliação das Potencialidades Ambientais
 A Procura da Integração na Modelagem Econômico Ambiental
Há a necessidade de compreender a interação entre os sistemas ambientais e os sistemas sócio-econômicos.
Abordagens na Avaliação das Potencialidades Ambientais
 A Procura da Integração na Modelagem Econômico Ambiental
Abordagens na Avaliação das Potencialidades Ambientais
Modelo representativo do sistema econômico ambiental, em função da biodiversidade.
 A Procura da Integração na Modelagem Econômico Ambiental
 O ponto essencial reside na concepção de entidades organizacionais de maior nível hierárquico, expressando a representabilidade unitária da integração entre os sistemas da natureza e os da sociedade.
Abordagens na Avaliação das Potencialidades Ambientais
Referências Bibliográficas
Christofoletti, A. – Modelagem de Sistemas Ambientais