mudanÇas climÁticas globais e impactos no brasil carlos a nobre instituto nacional de pesquisas...
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MUDANÇAS CLIMÁTICAS GLOBAIS E IMPACTOS NO MUDANÇAS CLIMÁTICAS GLOBAIS E IMPACTOS NO BRASILBRASIL
Carlos A NobreInstituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE
“I Seminário Internacional sobre Mudanças Climáticas e Impactos na Agricultura”
UFV, Viçosa, 22 de Junho de 2006
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Principais Desafios da Humanidade nos próximos 50 anos
1. Energia2. Água3. Alimentos4. Ambiente5. Pobreza6. Terrorismo e Guerra7. Doenças8. Educação9. Democracia10. População
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Conteúdo ...
• Introdução: as mudanças climáticas globais
• Exemplos de Impactos no Brasil
• Conclusão: o que pode ser feito?
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FOTOSSINTESE
O PARADOXO TERRESTRE
3,5 bilhões atrás
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Efeito Estufa
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Concentração de gases de
Efeito EstufaDióxido de carbono: aumento de 33% Metano: aumento de 100%
Observatório de Mauna Loa
Amostras em gelo Amostras em gelo
Flascos
1700 1800 1900 2000Ano
1700 1800 1900 2000Ano
260
280
300
320
340
360
380
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
CO
2 co
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pp
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Met
han
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)
Source: IPCC
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Quais são as magnitudes e as escalas temporais das perturbações humanas no registro de temperatura?
Muitos dos agentes do aquecimento têm tempo de residência de décadas ou mais
Todos os conhecidos agentes de esfriamento têm tempo de residência relativamente curto
-> implicações com respeito a efeitos e opções de curto e longo prazos
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Implicações Globais de Mudanças Climáticas
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Evidência do Aquecimento Global do Clima 2004: o quarto ano mais quente do registro histórico 2005: o ano mais quente do registro histórico 10 dos 10 anos mais quentes do registros histórico
ocorreram na última década (1996-2005)
Temperatura à Superfície Aumentou
cerca de 0,7oC desde 1900
2004
+0,44oC
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Novas Observações satelitárias quantificam o aumento do nível do mar da última década
[Figures from Cazenave and Nerem, 2003]
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Natural (modelo)
–0.5
0.0
0.5
1.0
Antropogênico (modelo)
–0.5
0.0
0.5
1.0
Mu
dan
ça d
e T
em
pera
tura
(°C
)
Natural + Antropogênico (modelo)
Data (anos)1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000
–0.5
0.0
0.5
1.0
Modelos Climáticos Globais repreduzem o Aquecimento Global ……
Met
Offi
ce /
Had
ley C
en
tre
Fatores Naturais (variabilidade solar e eruipções vulcânicas) explicam o aquecimento em meados do Século
Fatores Antropogênicos explicam o aquecimenteo recente, com os aerossóis mascarando boa parte do aquecimento dos gases de efeito estufa.
Soma dos fatores naturais e humanos produzem um bom ajuste às observações
Observações(linha preta)
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Um experimento idealizado: estabilizar todas as concentrações hoje
Courtesy: S. Solomon
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Previsão de uma resposta à “esabilização” por um modelo
Um “compromisso” com mudanças climáticas futuras (devido ao longo tempo de residência dos agentes de aquecimento na atmosfera atual) já foi feito: “uma corda esticada”
Se nós estabilizássemnos as concentrações (não emissões) de todos os GEE e aerosóls aos níveis do presente imediatamente, abaixo se apresenta o que poderia acontecer.
Estamos aqui!
Past
Futuro ? …ar continua a aquecer nas próximas décadas na medida que a
camada de mistura do oceanos lentamente se ajusta ao forçamento
radiativo
Courtesy of the Hadley center
Courtesy: S. Solomon
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Temperatura do ar média anual e global (em relação à média 1961-1990)
[°C]SRES B1
GEE = constSO4 (antrop.)=0
ConcentraçõesConstantes (GEE + SO4)
ano
observadosimulado
Remoção dos aerossóis de sulfato podem ter grande impacto!
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Podem ocorrer mudanças climáticas abruptas ou modificações de
ocorrência de extremos climáticos?
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Atmosfera mais quente maior quantidade de vapor d’água na atmosfera aumento da ocorrência de eventos extremos
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Poder de destruição dos furacões vem crescendo nos últimos 30 anos
(Emanuel, 2005)
Crescente poder dos furacões está correlacionado com o aquecimento dos oceanos !
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Anomalia da Temperatura da Superfície do Mar no Caribe para Agosto 2005 (isotermas de 0,5 Celsius em relação à média de 1961-1990)
Source: IRI, 2005
Furacão Katrina: resultado da variabilidade natural ou doaquecimento global?
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Furacão Catarina (27 de março de 2004): primeiro furacão observado no Atlântico Sul!
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Quão confiante podemos estar no nosso entendimento da mecânica de geleiras, tendências futuras, degelo futuro, precipitação futura?Qual é o risco de uma “surpresa” climática e quão bem ela é modelada?
Mudanças Climáticas Abruptas?
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Limites Climáticos “Perigosos”
• 0,6 C Branqueamento de corais• 0,6 C Perda de gelo da Antártica Ocidental• 0,7 C Desaparecimento da geleira do Kilimanjaro• 1,0 C Desaparecimento das geleiras dos Andes
tropicais• 1,6 C Início do derretimento da geleira da Groelândia• 2-3 CColapso da floresta Amazônica• 4 C Colapso da corrente termohalina
– Source: Exeter Conference, 2005
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Ilustrações dos Impactos do Aquecimento Global no Brasil
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Quão vulnerável é o Brasil ao clima e suas variações?
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Vulnerabilidade à Variabilidade do Clima Atual
• Observações mostram que, com poucas exceções, as temperaturas estão aumentando na América do Sul e a tendência vem se acelerando nos últimos 30 anos, especialmente desde os anos 90.
• Os impactos resultantes da variabilidade natural do clima, incluindo extremos, são muito comuns no Brasil e afetam todos os setores e sistemas.
• A vulnerabilidade e risco da população e setores econômicos à variabilidade do clima e aos extremos estão aumentando no Brasil na medida que a população cresce e os padrões dos usos da terra se modificam.
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Vulnerabilidade à Variabilidade do Clima Atual
• Há um grande conjunto de eventos extremos do tempo e do clima usualmente associados a impactos significativos no Brasil.
• Chuvas torrenciais e inundações, enchentes e deslizamentos encontram-se entre os principais desastres naturais em grande parte do Brasil, resultando em centenas de mortes e significativa perda econômica e perturbação social.
• O efeito cumulativo das secas, principalmente aquelas afetando o Nordeste do Brasil, afetam dezenas de milhões de pessoas e impactam os ecossistemas naturais e os agro-ecossistemas.
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Projeções das Mudanças Climáticas para o Brasil• Há ainda grande incerteza sobre os cenários futuros de mudanças climáticas na escala regional: estimativas indicam uma faixa de aumento de temperaturas de 0,4 C to 1,8 C em 2020 até 1,0 C a 7,5 C em 2080 para a América do Sul.
• Os maiores valores de aquecimento acontecerão na porção tropical da América do Sul.
• Alto grau de incerteza sobre as projeções de mudanças dos ciclos hidrológicos, com uma tendência de climas mais secos na América do Sul Tropical no final do Século.
• A incerteza é ainda maior sobre projeções do ciclo hidrológico para o sul e sudeste do Brasil.
•Projeções de aumentos de ocorrência de eventos meteorológicos e climáticos extremos
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Conclusões (tentativas)
Impactos sobre os Desastres Naturais
O projetado aumento da ocorrência de extremos climáticos irá ocasionar aumento dos desastres naturais associados a ondas de calor, secas, inundações, vendavais e ressacas.
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Conclusões (tentativas)
Impactos sobre Sistemas Naturais
Alta probabilidade de grandes impactos sobre os ecossistemas naturais, aumento de desaparecimento de florestas tropicais e catastrófica extinção para muitas espécies da flora e da fauna.
A combinação sinérgica das mudanças climáticas regionais causadas pelo aquecimento global e aquelas devidas aos desmatamentos ocorrendo nas próximas décadas podem potencialmente levar o equilíbrio bioma-clima atual a um novo equilíbrio estável, com “savanização” de partes da Amazônia e “desertificação” em partes do Nordeste.
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Conclusões (tentativas)
Impactos sobre a Agricultura
Com exceção do Sul, onde os efeitos de “fertilização” de dióxido de carbono contrabalançam efeitos negativos das mudanças climáticas, produtividade da agricultura é prevista diminuir no país, principalmente nas áreas tropicais e subtropicais
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Conclusões (tentativas)
Impactos sobre os Recursos Hídricos
Com respeito aos recursos hídricos, ainda que se leve em conta as incertezas das projeções de sua disponibilidade, a região semi-árida é a que apresenta a maior probabilidade de ser afetada pelo decréscimo da disponibilidade hídrica. Os impactos sobre a geração hidrelétrica são incertos devido a incerteza nas projeções das chuvas e escoamento superficial nas principais bacias geradoras de hidroeletricidade.
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Conclusões (tentativas)
Impactos sobre as Zonas Costeiras
O aumento do nível do mar irá afetar profundamente a extensa zona costeira do país. Apresenta um sério risco às áreas de mangue, irá aumentar a intrusão de sal nos recursos de água doce, aumento da frequência e intensidade de ressacas, associadas a mudanças das circulações atmosféricas.
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Conclusões (tentativas)
Impactos sobre a Saúde Humana
O aumento das temperaturas provavelmente irá causar o aumento das taxas de transmissão de doenças transmissíveis por vetores tais como malaria, dengue, porém, se climas mais secos ocorrerem em partes da Amazônia, poderia diminuir o risco da transmissão de malaria.
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Impactos de Mudanças Climáticas numa Região Vulnerável do Brasil:
O Semi-Árido do Nordeste: aumento da temperatura irá muito provavelmente
aumentar a evaporação, reduzindo a disponibilidade hídrica à superfícies
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Vulnerabilitade Social a Secas no Nordeste do Brasil
Vulnerabilitade Social a Secas no Nordeste do Brasil
Região Semi-árida
Agricultura de Subsistência
Baixa Renda
Falta de emprego
Falta de acesso a informação sobre previsão climática
Falta de AlimentoFalta de Alimento
Mudanças no Perfil
Epidemiológico
Mudanças no Perfil
Epidemiológico
Perda da colheita
Perda da colheita
Falta de AssistênciaGovername
ntal
Falta de AssistênciaGovername
ntal
MigraçãoMigração
População
Rural
População
Rural
SecaSeca
Falta de Água
Falta de Água
Higiene deficienteHigiene
deficiente
Aumento da mortalidade infantil divido a diarréia
Má nutrição infantil
Expansão da Leishmaniose
visceral nas cidades
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Figura 8. Cálculo do balanço hídrico para Arco Verde, PE, assumindo um aumento de 15% na precipitação distribuídos uniformemente por todos os meses e para três cenários de temperatura: temperatura atual, aquecimento de 2 C e aquecimento de 4 C.
Cáculos de Balanço Hídrico para o Nordeste Déficits Hídricos
+ 2 C
+ 4C
Arco Verde, PE
Todos os meses com déficit hídrico!
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Impactos na Agricultura
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Expected impacts of climate change Expected impacts of climate change on CROP YIELDS in the Pampas on CROP YIELDS in the Pampas region of Argentina, Brazil and region of Argentina, Brazil and
UruguayUruguay
Expected impacts of climate change Expected impacts of climate change on CROP YIELDS in the Pampas on CROP YIELDS in the Pampas region of Argentina, Brazil and region of Argentina, Brazil and
UruguayUruguay
LA27
María I. Travasso (INTA)
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Expected impacts of climate change on CROP YIELDS in Expected impacts of climate change on CROP YIELDS in the Pampas region of Argentina, Brazil and Uruguay, the Pampas region of Argentina, Brazil and Uruguay, Travassos et al., 2005.Travassos et al., 2005.
![Page 41: MUDANÇAS CLIMÁTICAS GLOBAIS E IMPACTOS NO BRASIL Carlos A Nobre Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE I Seminário Internacional sobre Mudanças](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022070311/552fc13b497959413d8d9926/html5/thumbnails/41.jpg)
Efeito do aumento do CO2 na Agricultura do Sul do Brasil
Maize Yield
6
8
10
12
14
16
30-60 70-00 Ft+CO2
Soybean Yield
1
2
3
4
5
6
7
30-60 70-00 Ft+CO2
Wheat Yield
3
4
5
6
30-60 70-00 Ft+CO2
Maize Yield
6
8
10
12
14
16
30-60 70-00 Ft
Soybean Yield
1
2
3
4
5
6
7
30-60 70-00 Ft
Wheat Yield
3
4
5
6
30-60 70-00 Ft
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Estômato são póros nas folhas das plantas (dimensões típicas 10-100 x 10-6 m), as quais abrem e fecham em resposta a estímulos ambientais, permitindo que dióxido de carbono entre (para ser assimilado durante a fotossíntese) e que vapor d’água saia (formando o fluxo de transpiração).
Fonte: Mike Morgan (www.micscape.simplenet.com/mag/arcticles/stomata.html)
Estômato das Plantas : Conecta água com CO2
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Stomatal Conductance and CO2
• Stomatal pores control the flow of CO2 into plants to be fixed by photosynthesis, and the flow of water to the atmosphere which makes up the transpiration flux. They link together the terrestrial water and carbon cycles.
• There is evidence of stomatal closure under elevated CO2 in a wide-range of lab and small-scale experiments. Such closure could reduce transpiration and increase runoff (and freshwater availability) in the future.
• But…some longer-term experiments do not see CO2-induced stomatal closure, and there are boundary layer and leaf area index feedbacks that may make closure irrelevent at the large-scale.
Courtesy: P. Cox
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Window of susceptibility Highly influenced by weather variables
FUSARIUM HEAD BLIGHT OF WHEAT
Courtesy: J. M. Souza, Embrapa-Trigo
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Weather inputsHistoric daily weatherScenario daily weather
Wheat crop model
Agronomic inputsEarly spring wheatNine sowing datesThree-day intervalsSoil properties
FHB incidence
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INF = Environmental sub-model
Infection episode Minimum of 48 hr of wetting (P e RH)
2 days with P0.3 and RH80% on average 1 day with P0.3 and RH80% preceeded ou followed by one day with P=0 and RH85%
INF is calculated when two conditions are met …
Are such data available from GCM?
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Conclusions of the study
Models using climatic variability and trend analysis are tools for defining FHB-risk
FHB - Blame it on Minimum Tillage
More frequent FHB epidemics in the future
Raise food safety concerns
There is a need for breeding more resistant wheat
Interactions with other crops/pests
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Impactos das Mudanças Climáticas na Diversidade Biológica e Redistribuição de Biomas
Quais serão as alterações de biomas da América do Sul em resposta ao aquecimento global provocado
pelo aumento do Efeito Estufa?
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Geog
rafi
a
Ecolo
gia
Modelagem de Distribuição Geográfica de Espécies
Pontos de Ocorrência
Algoritmo Precipitação
Tem
pera
tura
Modelo do Nicho Ecológico
Previsão da
Distribuição
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Geog
rafi
a
Ecolo
gia
Análise de Redistribuição de Biomas em face a Mudanças Climáticas
Área de Ocorrência
Algoritmo Precipitação
Tem
pera
tura
Modelo de Biomas
Previsão daDistribuição
Projeção de Biomas comMudançaClimática
Projeção considerando alterações climáticas
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Impactos de mudanças climáticas sobre as espécies arbóreas do Impactos de mudanças climáticas sobre as espécies arbóreas do Cerrado BrasileiroCerrado Brasileiro
• Dois cenários do Modelo Climático Global (HadCM):
+ 0.5% por ano de CO2
+ 1% por ano de CO2
• Nove coberturas de vegetação tícpicas dos cerrados
• 162 espécies: >30 pontos
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Previsão de distribuição presente Previsão de distribuição presente (1961-1990) e futura (2055) de(1961-1990) e futura (2055) de Acosmium subelegans Acosmium subelegans
Área projetada para permanecer habitável em 2055 (1% CO2)
Área projetada para permanecer habitável em 2055 (0,5% CO2)
Previsão de riqueza para 162 espécies de Previsão de riqueza para 162 espécies de árvores do Cerrado: presente (1961-1990)árvores do Cerrado: presente (1961-1990)
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Impactos para as 162 espécies estuddadasImpactos para as 162 espécies estuddadas((Biota Neotropica 2003, Thomas et al.,Nature 2004)
• Cenário DX (+ 0,5% CO2):
– 18 espécies extintas
– 91 espécies com redução > 90%
• Cenário AX (+ 1% CO2):
– 56 espécies extintas
– 123 espécies com redução > 90%
Projeção para 2050: + 2 °C ►24% extinção!
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Determinação de áreas prioritárias para conservação considerando Determinação de áreas prioritárias para conservação considerando mudanças climáticas baseado em dois cenários:mudanças climáticas baseado em dois cenários:
87 espécies
+ 1%+ 1%
63 espécies
+ 0.5%+ 0.5%
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Miles et al. 2004. The impact of global climate change on tropical forest biodiversity in Amazonia. Global Ecology and Biogeography, (Global Ecol. Biogeogr.)
43% de 69 espécies de Angiosperms tornam-se inviáveis até 2095
Climate Model:HADCM2GSa11% CO2 increase/yr
= SI/2
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Anomalias médias entre 2070 e 2099 de precipitação e temperatura para cada modelo e para a média dos 6 modelos (AVG).
Anomalias de Temperatura ( C) para 2070-2099
A2 Cenário de Altas Emissões de GEE
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Anomalias médias entre 2070 e 2099 de precipitação e temperatura para cada modelo e para a média dos 6 modelos (AVG).
Anomalias de Precipitação (mm/dia) para 2070-2099
A2 Cenário de Altas Emissões de GEE
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Biomas para cada modelo com base nas anomalias médias entre 2070 e 2099; AVG se refere aos biomas obtidos com a média dos 6 modelos.
Projeção de Distribuição de Biomas para a América do Sul para 2070-2099
A2 Cenário de Altas Emissões de GEE
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savana
floresta
A vegetacao em 2070-2100, dois Cenarios de CO2
Alto Aumento de CO2 Baixo Aumento de CO2
Atual
2070-2100(media de 6 modelos)
Nobre et al. 2004
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Evolução Temporal da Área de FlorestaCenário A2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
pot 2000-2029 2035-2064 2070-2099
Período
Áre
a (
*106
km
2)
CCCMA CCSRN
CSIRO GFDLR
HADCM ECHAM
MÉDIA (valor médio da área prevista pelos modelos)
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Finalizando, o que o pode o Brasil fazer no tocante às Finalizando, o que o pode o Brasil fazer no tocante às mudanças climáticas globais?mudanças climáticas globais?
• Incertezas sobre as mudanças climáticas no Brasil não podem levar à inação e a postergação de adoção de políticas públicas para atacar o problema
• A partir de estudos científicos de impactos, estabelecer as vulnerabilidades dos sistemas naturais e sócio-econômicos a estas mudanças, assunto muito pouco compreendido
• Implementar políticas públicas de adaptação e redução de vulnerabilidades (redução da pobreza, educação ambiental, tecnologias apropriadas, etc.)
• Mitigar as emissões de gases de efeito estufa, principalmente através da redução dos desmatamentos da floresta tropical