Modelo INPE-EM

O INPE-EM é um produto do Centro de Ciência do Sistema Terrestre (CCST) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), em parceria com diversas instituições. As estimativas são realizadas com base no arcabouço genérico de modelagem de emissões INPE-EM (Aguiar et al., 2012), que combina de modo espacialmente explícito mapas de biomassa e de desmatamento para uma área de estudo. A principal característica do arcabouço INPE-EM é a flexibilidade na representação dos processos de emissão, possibilitando um refinamento das estimativas de acordo com os dados disponíveis:

• Os dados são organizados em células regulares, cuja resolução depende dos mapas de biomassa e desflorestamento disponíveis em uma determinada região.
• Podem ser geradas tanto estimativas de 1ª ordem (supondo que 100% das emissões ocorrem no momento da transição de uso/cobertura), como estimativas de 2ª ordem (que considerem o processo gradativo de liberação e absorção do carbono, representando os fluxos entre os compartimentos de biomassa).
• Todos os parâmetros que representam os processos de emissão/absorção (para estimativas de 1ª e 2ª Ordem) podem ser espacialmente explícitos, possibilitando representar a heterogeneidade espacial dentro de uma região (por exemplo, de fatores de emissão).
• O arcabouço é facilmente parametrizável, extensível e de código aberto, permitindo o desenvolvimento de novos módulos ou a modificação dos existentes. O arcabouço de modelagem INPE-EM é desenvolvido em ambiente de modelagem TerraME.

A versão inicial do arcabouço, descrita em Aguiar et al. (2012), consistia da adaptação do modelo “bookkeeping” proposto por Houghton et al. (2000) para um ambiente espacialmente explícito, representando o processo de desmatamento por corte raso em áreas de floresta e a subsequente dinâmica da vegetação secundária nessas áreas desmatadas. Diversas melhorias foram incorporadas ao arcabouço desde então. Novos parâmetros foram introduzidos para torná-lo mais adequado para representar as diferentes práticas de corte e queima da vegetação em diferentes biomas (por exemplo, corte parcial e destoca de raízes). Os compartimentos de carbono referentes à matéria orgânica morta (madeira morta e liteira) foram explicitamente incorporados, sendo acrescentados à matéria orgânica morta gerada pelo processo de corte/queima. As estimativas de emissões CH4, N2O, CO e NOx também passaram a ser calculadas.

As estimativas são apresentadas de modo agregado (tabelas com totais anuais) e de modo espacialmente desagregado, em células regulares. A figura abaixo representa esquematicamente como são realizadas as estimativas das emissões de 1ª e 2ª Ordem para processos de corte e queima da vegetação natural na nova versão do arcabouço.

As estimativas de emissão de 2ª ordem buscam representar com maior realismo a taxa de liberação do carbono para a atmosfera ao longo do tempo – levando em consideração que uma parte da biomassa é transformada em produto madeireiro e que outra parte não será queimada, sofrendo decomposição gradual no terreno (acima ou abaixo do solo). Nas estimativas de 1ª Ordem, assume-se liberação instantânea de 100% de carbono existente acima e abaixo do solo. No caso do CO2, as emissões de 2ª Ordem são estimadas, a cada ano, pela soma dos elementos de liberação instantânea por queima (da biomassa viva e matéria orgânica morta) aos elementos de decomposição gradual da matéria orgânica morta, produtos madeireiros e carbono elementar. Já as emissões por CH4, N2O, CO e NOx são proporcionais à porcentagem de biomassa queimada. Uma versão do código fonte do arcabouço para estimativas de 1ª e 2ª Ordem está disponível para download.

O INPE-EM 4.0 apresenta um novo componente para cálculo de emissões por degradação florestal. Este componente é uma primeira tentativa de incorporar as emissões por degradação florestal às estimativas de emissões por corte raso e vegetação secundária do INPE-EM e estima as emissões de 1a Ordem por degradação, ou seja, supõe que 100% das emissões ocorram no momento de ocorrência do evento de degradação. Neste componente a biomassa média em cada célula é atualizada dinamicamente como consequência de eventos de degradação (fogo e corte seletivo) e regeneração destas áreas. Ou seja, o estoque de biomassa em uma célula aumenta ou diminui de acordo com sua trajetória de degradação e o modelo calcula a emissão/absorção correspondente. Quando ocorre um corte raso na célula o modelo calcula a emissão correspondente a este estoque atual de biomassa.