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24.9: Mudanças Climáticas - Biologia


Podemos aguentar o calor?

Esta imagem representa o maior problema que a espécie humana já enfrentou: a tendência atual em aquecimento global. Não há mais dúvidas de que nosso planeta está ficando mais quente e que as ações humanas são a causa primária. Também não há dúvida de que, se não fizermos algo a respeito em breve, as consequências serão devastadoras. Dos 17 anos mais quentes registrados, 16 deles ocorreram desde o ano 2000. Embora os anos recordes atraiam a maior parte da atenção do público, os anos individuais são menos significativos do que a tendência geral, e a tendência de aumento da temperatura da Terra é alarmante. A temperatura média do planeta vem subindo há mais de um século e sua taxa de aumento está se acelerando. A razão mais significativa para o aumento da temperatura da Terra é o impacto humano no efeito estufa.

O efeito estufa

o efeito estufa é o processo pelo qual a atmosfera de um planeta como a Terra aquece a superfície do planeta a uma temperatura acima do que seria sem a atmosfera. A atmosfera aumenta a temperatura da superfície se contiver certos gases - chamados gases de efeito estufa - que podem irradiar energia para a superfície do planeta.

Como funciona o efeito estufa? Conforme mostrado na Figura ( PageIndex {2} ), da quantidade total de energia solar disponível no topo da atmosfera, parte da energia é refletida de volta para o espaço pela atmosfera ou pela Terra, e parte é absorvida pela atmosfera e nuvens. No entanto, a maior parte da energia é absorvida pela superfície da Terra e grande parte dessa energia é irradiada de volta para a atmosfera como radiação infravermelha, que sentimos como calor. Se essa radiação for absorvida por moléculas de gases de efeito estufa na atmosfera, ela será reemitida pelas moléculas em todas as direções. O efeito é aquecer a superfície da Terra e a baixa atmosfera.

O efeito estufa natural da Terra é fundamental para sustentar a vida no planeta. Sem o efeito estufa, a temperatura média da Terra seria de cerca de -18 graus C (0 graus F), em comparação com a média atual de 15 graus C (59 graus F). No entanto, as atividades humanas intensificaram o efeito estufa natural, aumentando as concentrações de gases de efeito estufa na atmosfera. Isso é conhecido como efeito estufa intensificado ou antropogênico e está causando o aquecimento global.

Gases de efeito estufa

Gases de efeito estufa são gases radiativamente ativos, o que significa que podem absorver e re-irradiar energia infravermelha. Eles incluem todos os gases com três ou mais átomos. Conforme mostrado na Tabela ( PageIndex {1} ), os três principais gases de efeito estufa na atmosfera da Terra são o dióxido de carbono (CO2), hidrofluorocarbonos (HFCs) e metano (CH4) A tabela também lista as principais atividades humanas que contribuem para maiores concentrações desses e de outros gases de efeito estufa na atmosfera.

Tabela ( PageIndex {1} ): Gases de efeito estufa classificados com base em seu efeito no aumento do efeito estufa e nas mudanças climáticas. Os itens marcados com uma estrela são gases de efeito estufa naturais
Efeito no climaGásProdução
60% (CO_2 não numérico ) Dióxido de carbono *Queima de combustíveis fósseis, desmatamento
16% (HFCs nonumber ) HidroflurocarbonosAerossóis, refrigerantes
15% (CH_4 nonumber ) Metano *Resíduos orgânicos, gado, produção de combustível
5% (N_2O nonumber ) óxido nitrosoFertilizante, solo, combustíveis
2% (PFCs nonumber ) PerfluorcarbonosProdução de tintas, têxteis e alumínio
1% (SF_6 nonumber ) Hexafluoreto de enxofreIndústria elétrica, produção de borracha / MG
1% (H_2O nonumber ) Vapor de água *Irrigação, evaporação, derretimento do gelo

A importância do dióxido de carbono

Como mostra a Tabela ( PageIndex {1} ), o principal gás de efeito estufa em termos de seu efeito no clima é o dióxido de carbono. O quanto um gás de efeito estufa contribui para o aumento do efeito estufa e o aquecimento global depende de quão bem ele irradia calor e também de sua abundância e persistência na atmosfera. Embora os HFCs e o metano sejam radiadores de calor muito mais potentes do que o dióxido de carbono, o dióxido de carbono é muito mais abundante e dura muito mais na atmosfera.

Fontes e sumidouros de dióxido de carbono

O dióxido de carbono entra na atmosfera da Terra em grande parte por meio da queima de combustíveis fósseis. O carvão produz duas vezes mais dióxido de carbono do que o gás natural, sendo o petróleo intermediário. Atualmente, cerca de metade do dióxido de carbono liberado pela queima de combustíveis fósseis permanece na atmosfera. O resto é absorvido pelas plantas (para a fotossíntese) ou dissolvido pela água do mar. O desmatamento reduz a quantidade total de dióxido de carbono que é absorvido pelas plantas, aumentando assim a quantidade de dióxido de carbono que permanece na atmosfera.

Alterações climáticas globais

Das Alterações Climáticas, em geral, refere-se a qualquer mudança nas condições meteorológicas médias na Terra que dure pelo menos várias décadas. Perturbações de curto prazo no clima, como eventos El Niño, não são consideradas mudanças climáticas. O clima da Terra mudou repetidamente em épocas anteriores por causa de distúrbios naturais, como erupções vulcânicas massivas e movimentos de continentes. Nos últimos dois séculos, a causa mais importante das mudanças climáticas foram as ações humanas, que estão causando um aumento do efeito estufa e do aquecimento global.

Evidências de Mudanças Climáticas Globais

As evidências do aquecimento global vêm de várias fontes. Medições diretas razoavelmente completas das temperaturas da superfície global estão disponíveis a partir do final do século XIX. O gráfico na Figura ( PageIndex {3} ) mostra como a temperatura média anual da terra da Terra e do oceano se desviou dos valores de linha de base (definidos em meados dos 20º século). Em relação a esta linha de base, as temperaturas anteriores eram geralmente mais frias e as temperaturas mais recentes foram consistentemente mais altas. No geral, o gráfico mostra uma tendência de aquecimento de longo prazo.

Provas menos diretas, mas igualmente convincentes, do aquecimento global recente são o encolhimento das geleiras e dos campos de gelo polares. Como exemplo, a Figura ( PageIndex {4} ) mostra as mudanças na geleira McCarty no Alasca. A foto inferior mostra a grande geleira McCarty como ela apareceu no verão de 1909. A foto superior mostra que a geleira havia desaparecido completamente no verão de 2004.

Projeções de Mudanças Climáticas Futuras

A menos que as políticas de energia mudem substancialmente, o mundo continuará a depender de combustíveis fósseis e as emissões de gases de efeito estufa permanecerão altas. Os gases de efeito estufa já presentes na atmosfera persistirão por décadas ou mesmo séculos, então eles continuarão a influenciar o clima da Terra por muito tempo no futuro. Esse será o caso, independentemente de quaisquer medidas que sejam tomadas para reduzir as emissões de gases de efeito estufa no futuro.

Dependendo das suposições sobre as futuras emissões de gases de efeito estufa, os modelos climáticos prevêem que a temperatura média global da superfície provavelmente aumentará 0,3-4,8 graus C (0,5-8,6 graus F) antes que a temperatura baixe. A futura mudança climática também está prevista para diferir de região para região ao redor do globo (Figura ( PageIndex {5} )). O aquecimento foi e continuará a ser maior na terra do que no oceano porque a água tem uma capacidade maior do que a terra para absorver calor. O aquecimento também foi e continuará a ser maior no Ártico do que em qualquer outro lugar da Terra, por razões que ainda não são totalmente conhecidas.

Impactos do aquecimento global futuro

Projeta-se que o aquecimento global futuro terá uma ampla gama de impactos, além de aumentos apenas na temperatura. Eles incluem o recuo contínuo de geleiras e mantos de gelo polares, maior frequência e gravidade de eventos climáticos extremos, como secas, expansão de desertos e mudanças na produção agrícola. O aumento da temperatura também causará uma mudança em direção aos pólos nas áreas terrestres de plantas e animais, bem como impactos irreversíveis em ecossistemas específicos, incluindo tundra e recifes de coral. No geral, espera-se que as mudanças climáticas resultem na extinção de muitas espécies e na redução da diversidade dos ecossistemas. Até a frequência da violência humana, incluindo crimes violentos e guerras, deve aumentar conforme a temperatura da Terra aumenta. O aumento da violência é provável devido ao agravamento de muitos problemas subjacentes - maior escassez de água e quebras de safra, piora da pobreza e da fome, maiores taxas de doenças e deslocamento de pessoas devido a desastres climáticos e destruição de habitat.

Um dos motivos pelos quais os habitats serão destruídos é o aumento do nível do mar. O nível do mar já está subindo e provavelmente continuará subindo por séculos devido ao aumento do volume de água no oceano. O volume da água aumentará devido ao derretimento contínuo das camadas de gelo e geleiras, bem como à expansão natural da água à medida que aquece. O nível médio do mar pode subir até 2,3 metros para cada grau Celsius de aumento de temperatura. O mapa da Figura ( PageIndex {6} ) mostra áreas costeiras que estariam submersas se o nível do mar subisse em média 6 metros, o que ocorreria se a temperatura média da superfície global aumentasse cerca de 2,6 graus C. Muitas das maiores e mais densamente povoadas cidades do mundo estão localizadas em áreas costeiras baixas. Se essas áreas fossem inundadas pelo oceano, isso causaria o deslocamento de centenas de milhões de pessoas e perdas econômicas quase insondáveis.

Soluções potenciais para mudanças climáticas

A maioria dos especialistas em clima concorda que o aquecimento global futuro deve ser limitado a menos de 2,0 graus C. Do contrário, um aquecimento global maior teria impactos catastróficos e, eventualmente, excederia a capacidade dos sistemas naturais e humanos de se adaptarem. O controle do aquecimento global requer, antes de mais nada, cortes profundos nas emissões de gases de efeito estufa. Organizações internacionais e governos nacionais adotaram resoluções e políticas com esse objetivo, sendo que a mais importante delas é a promoção do uso de recursos de energia renovável em vez de combustíveis fósseis. Outras abordagens para o controle dos gases de efeito estufa incluem o aumento da quantidade de carbono removido da atmosfera, por exemplo, por meio da proteção de florestas e programas de reflorestamento.

Análise

  1. Defina o efeito estufa.
  2. Explique como funciona o efeito estufa.
  3. Por que o efeito estufa natural é necessário para a vida na Terra?
  4. O que são gases de efeito estufa?
  5. Como as ações humanas aumentaram o efeito estufa natural?
  6. Liste os três principais gases de efeito estufa na atmosfera da Terra em termos de seu efeito no clima.
  7. Por que o dióxido de carbono é a causa mais significativa do aumento do efeito estufa? Como o dióxido de carbono entra na atmosfera?
  8. Descreva como as concentrações atmosféricas de dióxido de carbono mudaram no último milênio.
  9. Defina as mudanças climáticas.
  10. Identifique a principal causa das mudanças climáticas recentes e em andamento na Terra.
  11. Descreva as evidências diretas e indiretas do aquecimento global.
  12. Delinear a variação espacial no aquecimento global.
  13. Quanto a temperatura global da superfície deve aumentar no futuro? Forneça a gama de valores com base em modelos climáticos. Qual fator é o principal responsável pela variação nas projeções do modelo? Qual é o maior aumento de temperatura que a maioria dos especialistas em clima recomenda para evitar os efeitos mais catastróficos do aquecimento global?
  14. Identifique vários impactos potenciais do aquecimento global futuro.
  15. Qual é a forma mais importante de controlar o aquecimento global?
  16. Qual atividade causa a maior emissão de dióxido de carbono na atmosfera?
    1. A queima de carvão
    2. Exalação por mamíferos
    3. A queima de gás natural
    4. A queima de óleo
  17. O nível do mar pode aumentar aproximadamente quanto se a temperatura global aumentar 4,8 graus.?
    1. 4,8 metros
    2. 6 metros
    3. 8 metros
    4. 11 metros

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O mundo deve se adaptar às 'inevitáveis' mudanças climáticas, alerta o relatório

O fracasso na redução das emissões de gases de efeito estufa que assolam o planeta já desencadeou um crescendo de supertempestades tornadas mais destrutivas pela elevação dos mares, com as Bahamas devastadas este mês por uma das mais fortes tempestades do Atlântico já registradas.

As nações ricas e pobres devem investir agora para se proteger contra os efeitos da mudança climática ou pagar um preço ainda mais pesado mais tarde, alertou uma comissão global na terça-feira.

Gastar US $ 1,8 trilhão em cinco áreas-chave na próxima década não só ajudaria a amortecer os piores impactos do aquecimento global, mas poderia gerar mais de US $ 7 trilhões em benefícios líquidos, argumentou o relatório da Comissão Global de Adaptação.

"Somos a última geração que pode mudar o curso da mudança climática e somos a primeira geração que então tem que viver com as consequências", disse o ex-chefe da ONU Ban Ki-moon, que preside a comissão, no lançamento do relatório em Pequim.

"Atrase e pague, ou planeje e prospere", disse ele, compartilhando uma frase de efeito da comissão, que é co-presidida pelo fundador da Microsoft, Bill Gates, e pela CEO do Banco Mundial, Kristalina Georgieva.

Investir agora em sistemas de alerta precoce, infraestrutura resistente ao clima, proteção de manguezais, melhor agricultura e melhoria dos recursos de água doce se pagaria várias vezes, disse o relatório.

Os manguezais - florestas tropicais de água das marés - protegem, por exemplo, contra tempestades e agem como berçários para a pesca comercial, mas pelo menos um terço deles globalmente foram desarraigados para turismo ou aquicultura.

“As ações globais para desacelerar as mudanças climáticas são promissoras, mas insuficientes”, afirmou o relatório. "Devemos investir em um esforço massivo para nos adaptar às condições que agora são inevitáveis."

Sem ação até 2030, a mudança climática poderia empurrar mais de 100 milhões de pessoas nos países em desenvolvimento abaixo da linha da pobreza, disse o relatório.

No lançamento, o ministro do meio ambiente chinês Li Ganjie - cujo país é o maior poluidor de carbono do mundo - chamou as práticas de adaptação de "um requisito inerente ao desenvolvimento sustentável da China".

Nos 25 anos de história das negociações climáticas da ONU, a adaptação está muito atrás na agenda em comparação com a "mitigação" ou a redução das emissões de carbono.

Por muito tempo, foi visto como um problema que afetava apenas as nações pobres e em desenvolvimento.

As recentes inundações maciças no interior e uma série de furacões recordes nos Estados Unidos, juntamente com ondas de calor ferozes na Europa e no Japão, mostraram que a riqueza não é um escudo adequado

Mas as recentes inundações maciças no interior e uma série de furacões recordes nos Estados Unidos, junto com ondas de calor ferozes na Europa e no Japão, mostraram que a riqueza não é um escudo adequado.

Dominic Molloy, co-autor do relatório do Departamento de Desenvolvimento Internacional da Grã-Bretanha, disse que um novo enfoque na adaptação não deve prejudicar a necessidade de reduzir a poluição por carbono.

"Precisamos absolutamente fazer as duas coisas, reduzir as emissões e nos adaptar", disse Molloy à AFP. "O objetivo desta comissão era aumentar a visibilidade da adaptação, e não afastar-se da mitigação."

O fracasso em conter as emissões de gases de efeito estufa que assolam o planeta já desencadeou um crescendo de ondas de calor mortais, escassez de água e supertempestades tornadas mais destrutivas pelo aumento do mar.

As Bahamas foram devastadas este mês por uma das mais fortes tempestades do Atlântico já registradas.

A temperatura média da superfície da Terra aumentou 1C desde o final do século 19 e está no caminho - nas taxas atuais de emissões de CO2 - para aquecer mais dois ou três graus até o final do século.

O Acordo de Paris de 2015 prevê limitar o aquecimento global em "bem abaixo" de 2C e 1,5C, se possível, mas foi atingido quando o presidente dos EUA, Donald Trump, retirou-se do pacto em 2017.

"Espero sinceramente que o presidente Trump volte ao acordo climático de Paris e faça algo de bom para a humanidade", disse Ban.

O preço de adaptação de US $ 1,8 trilhão do relatório para o período 2020-2030 não é uma estimativa das necessidades globais, cobrindo apenas os sistemas de alerta e as outras quatro áreas identificadas.

O dividendo de US $ 7,1 trilhões é baseado no cálculo do Banco Mundial de que o valor dos danos causados ​​pela mudança climática está aumentando, em média em todo o mundo, em cerca de 1,5% ao ano.

Patrick Verkooijen, o CEO do centro que encomendou o relatório, descreveu a proposta como um "Plano Marshall global" - o programa de ajuda dos EUA que reconstruiu a Europa Ocidental após a Segunda Guerra Mundial.


Introdução

As mudanças ambientais globais afetam todos os organismos vivos, com consequências complexas para a biodiversidade, estrutura e função do ecossistema [1], [2]. Prever generalidades na direção de tais mudanças representa um dos maiores desafios da ecologia. No entanto, a complexidade desta tarefa é exacerbada pela grande variabilidade de respostas observadas, entre biomas, espaço, tempo e escalas de organização biótica [3]. O clima tem efeitos em todos os níveis de organização, desde a dinâmica populacional até a composição da comunidade e respostas específicas às espécies [4], [5], e tem fortes impactos sobre os ecossistemas e seus serviços [1], [6], [7]. Vários estudos têm mostrado que o aquecimento do clima, desde que não seja muito extremo, geralmente aumenta a produção primária líquida da planta [8]. No entanto, o aquecimento também demonstrou ter efeitos positivos no tamanho da população de herbívoros e na herbivoria [9], o que pode neutralizar o aumento do crescimento da planta. Além disso, o efeito líquido do clima sobre os herbívoros resultará tanto dos efeitos diretos quanto dos mediados por plantas e do controle de cima para baixo por inimigos naturais, e esta complexidade pode ser parcialmente responsável pelas respostas altamente variáveis ​​dos herbívoros a diferentes fatores de mudança ambiental [ 5].

O equilíbrio líquido do ecossistema resultante da combinação desses efeitos depende, portanto, da resposta relativa dos níveis tróficos individuais. Um vasto corpo de literatura abordou o efeito do clima nos sistemas planta-herbívoro e presa-predador, mas representa desproporcionalmente estudos olhando para pares de espécies interagindo, ao invés de módulos maiores ou comunidades de uma só vez [3], [5]. Apesar dos insights sobre mecanismos específicos (por exemplo, incompatibilidades fenológicas, mudanças na competição, defesa da presa e palatabilidade) obtidos com esta abordagem, tais estudos não permitem que generalizações sejam feitas sobre o relativo impacto do clima ou outros fatores de mudança em diferentes níveis tróficos. Na verdade, apenas um punhado de investigações considerou especificamente as respostas gerais em diferentes níveis tróficos. Por exemplo, Voigt e colegas focaram na covariância na resposta a vários fatores climáticos da composição da comunidade, em diferentes níveis tróficos [10] e grupos funcionais [11], e concluíram que a sensibilidade (ou seja, flutuações populacionais) ao clima aumenta com o nível trófico. Concentrando-se em um sistema modelo incluindo um pássaro raptor, quatro espécies de passeriformes e duas espécies de lagarta, ambos et al. [12] mostraram que a resposta dos consumidores é mais fraca do que a de seu recurso. No entanto, este resultado é contrastado por um estudo recente que mostra um aumento induzido pelo clima na sincronia entre a demanda e a disponibilidade de alimentos em um sistema lagarta-passeriformes semelhante [13]. Este último resultado indica que a variabilidade nas respostas das espécies pode não corresponder necessariamente à resposta abrangente de toda a comunidade. No entanto, esses resultados implicam que a mudança climática provavelmente provocará mudanças na estrutura trófica das comunidades, o que pode afetar direta ou indiretamente os processos do ecossistema, como ciclagem de nutrientes, herbivoria e predação [14], [15].

Finalmente, além dos efeitos indiretos sobre as espécies por meio de mudanças em níveis tróficos adjacentes, as respostas dos organismos ao clima podem ser alteradas por mudanças coocorrentes no ambiente biótico e abiótico, de tal forma que a literatura recente pediu a integração de múltiplos fatores na mudança global. pesquisa [5], [16].

Por exemplo, a deposição de nitrogênio disponível biologicamente em sistemas não agrícolas aumentou rapidamente e se tornou o principal fator de mudança biótica [17]. Assim como geralmente aumenta a produtividade primária líquida (NPP), o nitrogênio tem mostrado alterar as interações competitivas das plantas [5], [18], [19] e impulsionar as perdas de biodiversidade [20], [21] efeitos que podem percolar para um trófico superior níveis [22]. Apesar da suposição lógica de que o nitrogênio, em contraste com a temperatura, afetará apenas os herbívoros por meio de efeitos de baixo para cima [5], a interação do efeito direto da temperatura com as mudanças na disponibilidade de recursos basais desencadeadas pelo nitrogênio, cria uma interação complexa que mostra mais dependência de contexto do que qualquer efeito isoladamente [23], [24]. Finalmente, o impacto combinado do aquecimento e do nitrogênio sobre os inimigos naturais é amplamente desconhecido, embora a deposição de N tenda a beneficiar os predadores [5], enquanto o aquecimento do clima pode desestabilizar as interações predador-presa [25]. Assim, os efeitos interativos da temperatura e do N no crescimento das plantas [26] e dos herbívoros [5], complicados pela ausência geral de dados sobre seus efeitos sobre os inimigos naturais, sugerem que esses fatores podem ter efeitos complexos e não aditivos no equilíbrio trófico .

Neste estudo, examinamos como a biomassa em três níveis tróficos (plantas, herbívoros lepidópteros e seus parasitóides) responde a aumentos concomitantes de temperatura e nitrogênio. Usamos pastagens seminaturais como sistema modelo, devido à sua onipresença global [27] e importância para a agricultura de pastagem. Além disso, eles são conhecidos por responder à adição de N [20], e mais fortemente ao aquecimento do que outros fatores climáticos, como o CO2 concentração e seca [28].

Usamos um experimento de campo ao longo de um gradiente altitudinal, combinado com um experimento de aquecimento artificial em condições de campo controladas, e medimos como a biomassa total de plantas, herbívoros e parasitóides, bem como as taxas de parasitismo, respondem a temperaturas elevadas e tratamentos com nitrogênio.


2. Material e métodos

(a) Local, espécie e condições de aclimatação

Este trabalho foi realizado na subantártica Marion Island (46 & # x000b054 & # x02032 & # x0200aS, 37 & # x000b045 & # x02032 & # x0200aE), que tem um clima frio, úmido e ventoso que apresentou mudanças substanciais nos últimos 50 anos, incluindo aumento na temperatura média anual de mais de 1 & # x000b0C e um declínio na precipitação de mais de 500 & # x0200amm por ano (Smith 2002 Le Roux & # x00026 McGeoch 2007). Em outras palavras, está mostrando uma seca do tipo mudança global. A ilha é o lar de 16 espécies de springtail, das quais cinco são invasoras. As últimas são espécies tipicamente paleárticas (embora agora virtualmente cosmopolitas) que se acredita terem sido introduzidas após o estabelecimento da estação científica na ilha em 1947 (Chown et al. 2002). Nós investigamos as seis espécies de Arthropleona mais comumente encontradas: as espécies invasoras Pogonognathellus flavescens Tullberg (Tomoceridae) (2127.53 & # x000b1104.49 & # x0200a & # x003bcg mean & # x000b1s.e.) E Isotomurus cf. Palustris M & # x000fcller (Isotomidae) (564,65 & # x000b136.58 & # x0200a & # x003bcg) e as espécies indígenas Cryptopygus antarcticus D & # x000e9harveng (Isotomidae) (71,48 & # x000b14.76 & # x0200a & # x003bcg), Cryptopygus dubius D & # x000e9harveng (Isotomidae) (5,82 & # x000b10.6 & # x0200a & # x003bcg), Isotoma marionensis D & # x000e9harveng (Isotomidae) (massa) (12,8 & # x000b10,07 & # x0200a & # x003bcg) e Tullbergia bisetosa B & # x000f6rner (Onychiuridae) (53.57 & # x000b13.73 & # x0200a & # x003bcg).

Espécimes adultos foram coletados no campo (abaixo de 25 & # x0200am a.s.l.) com um aspirador e colocados em frascos de plástico de 30 & # x0200aml com substratos de gesso úmido e pequenas quantidades de detritos como fonte de alimento e abrigo. Os animais foram transportados para o laboratório dentro de 5 & # x0200ah após a coleta. Eles foram classificados em lotes em frascos, idênticos aos descritos acima, para aclimatação em 5 & # x000b0C (9 & # x0200aL: fotoperíodo 15 & # x0200aD ou 12 & # x0200aL & # x0200a: & # x0200a12 & # x0200aD fotoperíodo) ou 15 & # x0200aD fotoperíodo ou 12 & # x0200aL & # x0200a: & # x0200a12 & # x0200aD fotoperíodo # x0200aL & # x0200a: & # x0200a10 & # x0200aD fotoperíodo ou 12 & # x0200aL & # x0200a: & # x0200a12 & # x0200aD) nas câmaras climáticas (LABCON, Joanesburgo, África do Sul, com precisão de & # x000b11 & # x000b0C) para não menos que 7 mais de 10 dias. Durante esse período, a resposta de aclimatação é tipicamente assintótica (para colêmbolos, consulte Slabber et al. 2007 para outras espécies, consulte Hoffmann & # x00026 Watson 1993 Terblanche et al. 2006). Onde foram encontradas diferenças entre os tratamentos de duração do dia (em um modelo linear generalizado fatorial completo, incluindo o tratamento da duração do dia como um termo), apenas os dados dos experimentos 12 & # x0200aL & # x0200a: & # x0200a12 & # x0200aD foram usados ​​(espécies invasivas). Em todos os outros casos, os dados foram agrupados, ou seja, de espécies indígenas, exceto C. dubius e I. marionensis que foram submetidos apenas aos experimentos 12 & # x0200aL & # x0200a: & # x0200a12 & # x0200aD. Todos os frascos continham detritos como fonte de alimento e umidade adicional. Os frascos ocupavam pouco espaço em uma única prateleira da incubadora e, portanto, era improvável que os efeitos da prateleira nas câmaras climáticas tivessem qualquer influência na temperatura em que os indivíduos eram mantidos. Além disso, as mesmas pequenas áreas nas câmaras climáticas foram utilizadas para cada espécie.

(b) Ensaios de dessecação

Os métodos de K & # x000e6rsgaard et al. (2004) foram ligeiramente adaptados. Uma solução saturada de NaCl foi escolhida como dessecante porque fornece umidade relativa consistente (76%) em temperaturas que variam entre 0 e 20 & # x000b0C. Esta umidade representa um valor que não é atípico para a superfície do solo em Marion Island, quando os colêmbolos foram considerados ativos (aproximadamente 70 & # x0201390% RH, J.E. Lee, dados não publicados). Para cada temperatura de teste (5 ou 15 & # x000b0C, mantida pelas mesmas incubadoras resfriadas com fachada de vidro para as espécies maiores ou por uma camisa de água customizada conectada a um banho de água Grant LTC 12 para as duas espécies menores: C. dubius e I. marionensis), Foram usados ​​10 & # x0201340 springtails obtidos aleatoriamente dos frascos mantidos em cada temperatura de aclimatação (5 ou 15 & # x000b0C). Os indivíduos foram classificados em dois grupos e colocados em dois frascos de plástico transparentes secos de 50 & # x0200aml alojados dentro de um frasco transparente maior de 300 & # x0200aml que continha 70 & # x0200aml de solução de sal saturado e tinha sido pré-equilibrado por vários dias. Os frascos menores foram cobertos com malha de 125 & # x0200a & # x003bcm para evitar que os indivíduos escapassem, e o frasco maior foi selado com uma tampa de placa de Petri de plástico. A sobrevivência dos indivíduos foi avaliada visualmente a cada 5 & # x0200 amin (usando um microscópio de dissecção Leica para as duas espécies menores) sem perturbar nenhum dos recipientes. Indivíduos que não mostraram sinais de movimento foram classificados como mortos.

Para cada espécie, os efeitos da temperatura de tratamento, temperatura de teste e suas interações no tempo de sobrevivência (que é equivalente a dados de contagem) foram examinados usando um modelo linear generalizado assumindo uma estrutura de erro de Poisson com uma função de ligação logarítmica e corrigida para superdispersão. Para avaliar as diferenças no tempo de sobrevivência absoluta entre os grupos de espécies indígenas e exóticas, um modelo linear generalizado assumindo uma estrutura de erro de Poisson com uma função de ligação logarítmica e corrigido para superdispersão foi usado, com as médias das espécies de tempo de sobrevivência para cada tratamento como a variável dependente , massa média como covariável e origem (indígena versus invasiva), temperatura de aclimatação e temperatura de teste como variáveis ​​independentes. Para determinar se a plasticidade (ou flexibilidade) diferia entre as espécies indígenas e exóticas, a maior diferença absoluta no tempo de sobrevivência entre os dois tratamentos de aclimatação foi calculada por temperatura de tratamento e foi expressa em cada caso como um aumento proporcional sobre o menor tempo de sobrevivência naquele temperatura. Um modelo linear generalizado assumindo uma estrutura de erro normal com uma função de ligação de identidade foi usado para examinar se a origem (indígena versus invasiva) e a temperatura de teste tiveram uma influência na extensão da plasticidade expressa como um aumento proporcional no tempo de sobrevivência.

(c) Experimentos de campo manipulativos

O experimento de campo foi conduzido em uma área de aproximadamente 100 & # x000d7150 & # x0200am em Skua Ridge no lado leste da Ilha de Marion, com o objetivo de investigar os efeitos da secagem, aquecimento e sombreamento em uma espécie de planta fundamental, Azorella Selago, e os artrópodes típicos deste ambiente. A abordagem experimental e os resultados para a comunidade de plantas e artrópodes como um todo são relatados em detalhes por Le Roux et al. (2005) e McGeoch et al. (2006). Aqui, fornecemos uma breve descrição do projeto experimental e os dados que usamos para avaliar as respostas do springtail à seca do tipo mudança global.

Azorella Selago as plantas para o experimento foram selecionadas da categoria de tamanho mediano de plantas em Skua Ridge, estavam a uma distância mínima de 5 & # x0200am umas das outras, não eram protegidas por rochas ou outras plantas e não apresentavam sinais de dano ou senescência. Não havia a priori diferenças no tamanho da planta, características vizinhas mais próximas, profundidade do solo ou cargas epífitas entre as estações de tratamento (Le Roux et al. 2005).

Uma vez que estávamos interessados ​​apenas em condições secas e quentes (e não sombreamento, que também era um tratamento no experimento maior), comparamos as duas categorias de tratamento do experimento maior no qual as plantas foram atribuídas aleatoriamente a grupos de tratamento, ou seja, seco-quente (n= 16) e controle (n= 16) grupos (Le Roux et al. 2005). Plantas secas & # x02013 quentes foram cobertas por folhas de policarbonato transparente. Esses cloches (abrigos de chuva, tratamento seco e # x02013 quente) foram fixados e apoiados em cada canto, com os lados abertos, posicionados a uma distância mínima de 0,1 & # x0200am acima da planta experimental e ligeiramente inclinados para que o escoamento superficial fosse deslocado para baixo da encosta e longe de outras plantas experimentais. Os cloches foram projetados para proteger as plantas da precipitação direta e não para eliminar todas as fontes de água. O efeito de cada tratamento na temperatura foi quantificado usando dataloggers iButton (Thermocron DS1921G, Dallas Semi-Conductors, resolução de 0,5 & # x000b0C). Estes foram colocados 15 & # x0200amm abaixo da superfície dorsal da planta de oito plantas em cada tratamento por um período de vários dias em cada estação (fevereiro, abril, agosto e dezembro) com leituras feitas em intervalos de uma hora (detalhes completos fornecidos em Le Roux et al. 2005).

Na remoção dos tratamentos em abril de 2003, microartrópodes foram amostrados do centro de cada uma das 57 plantas experimentais usando um corer dividido O'Connor (diâmetro interno de 70 & # x0200amm). Todos os artrópodes foram extraídos desses núcleos (incluindo folhas superficiais e material vegetal em decomposição subjacente) em um extrator MacFadyen de alto gradiente e foram identificados em nível de espécie. Sem espécimes de P. flavescens foram gravados neste site (McGeoch et al. 2006). Para este estudo, examinamos os efeitos do tratamento nas densidades de espécies indígenas e invasoras de Arthropleona usando um modelo linear generalizado assumindo erros de Poisson e usando uma função de ligação logarítmica. Relatamos diferenças na densidade relativa entre parcelas de controle e de tratamento.


Fazenda de café em um mundo cada vez mais quente

Coffea stenophylla foi descrito pela primeira vez como uma nova espécie de Serra Leoa em 1834. Foi cultivado nas partes mais úmidas do oeste da África até o início do século 20, quando foi substituído pelo recém-descoberto e mais produtivo robusta, e amplamente esquecido pela indústria do café . It continued to grow wild in the humid forests of Guinea, Sierra Leone and Ivory Coast, where it became threatened by deforestation.

Coffea stenophylla, cultivated in Trinidad Botanical Garden circa 1900. Royal Botanic Gardens, Kew. , Author provided

At the end of 2018, we found stenophylla in Sierra Leone after searching for several years, but failed to find any trees in fruit until mid-2020, when a 10g sample was recovered for tasting.

Field botanists of the 19th century had long proclaimed the superior taste of stenophylla coffee, and also recorded its resistance to coffee leaf rust and drought. Those early tasters were often inexperienced though, and our expectations were low before the first tasting in the summer of 2020. That all changed once I’d sampled the first cup on a panel with five other coffee experts. Those first sips were revelatory: it was like expecting vinegar and getting champagne.

This initial tasting in London was followed by a thorough evaluation of the coffee’s flavour in southern France, led by my research colleague Delpine Mieulet. Mieulet assembled 18 coffee connoisseurs for a blind taste test and they reported a complex profile for stenophylla coffee, with natural sweetness, medium-high acidity, fruitiness, and good body, as one would expect from high-quality arabica.

C. stenophylla growing in the wild, Ivory Coast. E. Couturon/IRD , Author provided

In fact, the coffee seemed very similar to arabica. At the London tasting, the Sierra Leone sample was compared to arabica from Rwanda. In the blind French tasting, most of the judges (81%) said stenophylla tasted like arabica, compared to 98% and 44% for the two arabica control samples, and 7% for a robusta sample.

The coffee tasting experts picked up on notes of peach, blackcurrant, mandarin, honey, light black tea, jasmine, chocolate, caramel and elderflower syrup. In essence, stenophylla coffee is delicious. And despite scoring highly for its similarity to arabica, the stenophylla coffee sample was identified as something entirely unique by 47% of the judges. That means there may be a new market niche for this rediscovered coffee to fill.

The taste testers approved of stenophylla’s sweet and fruity flavour. CIRAD , Author provided


Reinhard Prestele

Reinhard Prestele is a postdoctoral researcher in the Land Use Change and Climate research group at IMK-IFU, Karlsruhe Institute of Technology. His current research focuses on the interactions of climate, land-use change and bumblebees. He uses state-of-the-art integrated modeling approaches to identify most endangered European bumblebee species under global change impacts and to develop management strategies that minimize these impacts.

Reinhard has a background in Geoecology and a broad research interest in the interactions and feedbacks between the land system and the climate system, including the prospects and challenges of a transition towards a sustainable agricultural future. Before arriving at KIT Reinhard was working on high-resolution land-surface modeling and satellite data integration at the Department of Geography, Ludwig-Maximilians-Universität München. During his PhD he was working on the identification and quantification of uncertainty in global land-use modeling, the representation of land change processes in environmental assessment models, and land-based climate change mitigation through agricultural management. He contributed to the EU-FP7 project LUC4C (Land use change: assessing the net climate forcing, and options for climate change mitigation and adaptation) and obtained his PhD from the Vrije Universiteit Amsterdam with a dissertation entitled Linking land use and climate: the key role of uncertainty and spatial location.


The hunt for a better coffee bean

Currently, Arabica dominates the global market but it is not particularly resilient to climate change. It requires certain temperatures and growing conditions that may not be as feasible due to global warming.

Other coffee beans, such as Coffea robusta — the second most popular coffee brand in the world — are considered more climate-resilient, but they lack the nuanced flavor profile of Arabica. This implies they aren’t as suitable for the high-end consumer market.

Enter the fruity, full-bodied Coffea stenophylla — also simply known as stenophylla. It’s from upper West Africa, but is more broadly known as the “highland coffee of Sierra Leone.” It’s one of 124 known coffee species.

Although it has not been commercially cultivated since the 1920s, interest in the bean reignited in 2018 following the discovery of wild populations of the plant in Sierra Leone.

The researchers obtained a wild seed sample of the plant in 2020, which they used to conduct their study.

What’s new — In a study published Monday in the journal Nature Plants, scientists argue stenophylla is a bean resilient enough to take on the climate crisis while also providing a tasty cup of coffee for high-end consumers.

This study shows it can be successfully farmed under a range of “key climatic conditions” — and that it’s delicious. In the paper, 81 percent of judges reported it resembles high-quality Arabica in taste.

“We confirm historical reports of a superior flavor and uniquely, and remarkably, reveal a sensory profile analogous to high-quality Arabica coffee,” the study team writes.

How they did it — Four panels consisting of 15 judges conducted a blind taste test of stenophylla. They used other coffee beans, such as Arabica and Coffea robusta, as points of comparison.

The judges were asked various questions, including whether the bean tasted like Arabica, whether it was commercially viable, and other questions about the bean’s flavor profile.

In a fifth panel using a different scoring system, the judges were also asked about the bean’s resemblance to Arabica.

What’s the flavor profile? — The judges gave a “high overall quality score to stenophylla,” confirming its shared taste profile with Arabica.

It was also found to have a similar, and in some cases, slightly higher, caffeine content to Arabica.

The bean so strongly resembled Arabica that only 47 percent of judges identified Coffea stenophylla as a different bean.

Here are a few key traits that the judges praised:

  • Natural sweetness
  • Fruitiness
  • Good body (similar to the mouthfeel of a high-quality Arabica)
  • Strong fragrance

According to the study, the scientists were pretty surprised by their findings, especially because the bean is not genetically related to Arabica.

The climate resilience factor — The scientists relied on existing recorded data and their own climate models to prove the bean’s resilience to rising global temperatures and increasing droughts.

They used two factors to make their case: the average annual temperatures and rainfall where the bean grows, compared to Arabica and other coffee competitors.

The scientist's climate model found that the average temperature growth for stenophylla is 24.9 °C (76.8 °F) and the average annual rainfall is 2,288 millimeters (90 inches) per year.

By comparison, Arabica has an average growth temperature of 19.0 °C (66.2°F). Although stenophylla requires more average rainfall than Arabica, its ability to withstand higher temperatures makes it an ideal coffee bean for the era of climate change.

The scientists also suggest stenophylla contains more drought-resistant properties than currently understood, though further research is required.

Why this finding matters — The coffee industry has already faced criticism for its unsustainable practices, which kill wildlife and pollute.

However, the greatest threat to the coffee industry may be its own inability to withstand harsh growing conditions posed by climate change. Recent research finds that global warming could reduce coffee-growing areas in Latin America by 88 percent by 2050.

Stenophylla has the potential to shake up the coffee industry, showing it is possible to grow high-quality, specialty coffee in a wider range of growing conditions and hotter temperatures.

The scientists write: “In the longer term, this species could have critical utility in coffee plant breeding, especially for climate resiliency.”

What’s next — The next likely step for turning stenophylla from a wild plant into a commercially viable crop would be to create an interspecies hybrid between this newcomer and another dominant coffee bean such as Arabica.

“To ensure a commercially acceptable taste, the production of interspecies hybrids has so far relied on backcrossing with Arabica,” the team writes.

However, we still have relatively little data on stenophylla — and there is a risk of the plant dying out before we can turn it into a drinkable product. The study team argues “efforts are now required to safeguard the future of the species in the wild.”


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2. Methodology

Four countries were selected as case studies: Colombia, France, the Netherlands, and Portugal to evaluate the influence of the COVID-19 pandemic on electricity production and air quality. This selection allows for a comparison of countries with different COVID-19 lockdown measures, energy mix, policy measures, spatial characteristics, and population behavior. The study was conducted on a comparative basis for the years 2019 and 2020 for January, February, March, April, and May to assess the impact of the COVID-19 outbreak.

This section is structured as follows: first, the four case studies are introduced with their respective information regarding the lockdown measures, electricity consumption, and total installed capacity (electricity mix). Second, the methodology for determining GHG emissions from the electricity production of the studied cases during the selected period is presented. Finally, the methodology for evaluating the impacts of COVID-19 on human health due to air quality in four main cities of the selected case studies is described.

2.1 Case studies

2.1.1 Colombia

The lockdown in Colombia started on March 25 and it was announced that it would last 19 days. However, it was prolonged through different phases. Despite the attempts of the local authorities to prevent people from going out of their residences, the socio-economic conditions in Colombia do not allow people to stay at home. Therefore, citizens prefer to risk their health to provide food for their households (Reuters, 2020). An overview of electricity consumption during the selected period in Colombia is presented in Figure 2. Electricity consumption increased in the first two months of 2020 with an increment of 5% and 8% in comparison to 2019, respectively. The lockdown in Colombia started at the end of March 2020, while the effect of COVID-19 was evidenced in the electricity consumption of this month. April and May were the months with the highest reduction in electricity consumption accounting for a decrease of 12% and 8%, respectively. Nevertheless, the consumption of electricity increased from April to May because of the lack of control from the Colombian government during the quarantine period.

Fig. 2. Electricity consumption in Colombia in the first five months of 2019 and 2020 (XM S.A. E.S.P, 2020).

The total installed capacity of electricity in Colombia is ruled by the use of hydropower, natural gas, and coal, as shown in Figure 3. Hydropower accounts for 67% of the total electricity capacity, while natural gas and coal account for 14% and 9%, respectively. The remaining 10% is distributed among diesel (5%), kerosene (2%), oil-based fuels (2%), and bagasse (1%).

Fig. 3. Total installed capacity for electricity generation in Colombia (XM S.A. E.S.P, 2020).

2.1.2 France

France experienced an intense, highly restrictive period of confinement from March 17 until May 11 of 2020. According to the IEA, the electricity demand was reduced by up to 20% after 17 days of lockdown (International Energy Agency (IEA), 2020). This decrease was caused by the closure of all public places and businesses including restaurants, museums, sports locations, and other non-essential businesses, with the industry sector being particularly affected. Overall, the decrease was found to be up to 20% compared to previous years when compared to the equivalent period of the year, as presented in Figure 4 (Commission de Régulation de l’Énergie (CRE), 2020). Following the confinement, electricity consumption progressively increased, likely as a result of the partial recovery of economic activity (LeLynx.fr, 2020).

Fig. 4. Electricity consumption in France in the first five months of 2019 and 2020 (Commission de Régulation de l’Énergie (CRE), 2020).

Nuclear and renewable sources (hydropower, wind, solar) account for 86% of the total installed energy capacity in France, as shown in Figure 5. Nuclear is the main energy source (48%) followed by hydropower (17%), wind (13%), natural gas (9%), and solar (7%). The remaining capacity is distributed between coal, oil, and biomass.

Fig. 5. Total installed capacity for electricity generation in France (European Network of Transmission System Operators for Electricity (ENTSOE), 2020b).

2.1.3 The Netherlands

In the Netherlands, measures for the tackling of COVID-19 were gradually put in place from beginning to mid-March. In a so-called intelligent lock-down, gatherings were banned, schools were closed, and social distancing was implemented throughout the country. A result of the measures was a decrease of about 50% in the use of public transport and/or commuting, as well as recreation and retail activity. The media predicted a large overall electricity consumption decrease, a likely result of decreased activity in the industrial and commercial sectors (Klaassen, Reference Klaassen 2020). On the other hand, residential electricity consumption was not expected to decrease, as individuals were encouraged to stay home and avoid public places. As with many countries around the world, the overall economic impact of COVID-19 was largely experienced through a slowing down and regression in economic growth (CBS, 2020a). The CBS (Statistics Netherlands) identified that the COVID-19 impact on energy was largely felt on petroleum demand (CBS, 2020b). A decline of up to 20% of petrol and kerosene sales was identified between January and March. An overview of the electricity consumption of the Netherlands is presented in Figure 6.

Fig. 6. Electricity consumption in the Netherlands in the first five months of 2019 and 2020 (CBS, 2020a, 2020b).

The total installed capacity of the Netherlands in 2020 is summarized in Figure 7. The main energy source in the Netherlands is natural gas, followed by solar, wind, and coal. In 2020, installed capacity to produce electricity from natural gas accounts for 47%, while solar, wind, and coal account for 17%, 17%, and 14%, respectively.

Fig. 7. Total installed capacity for electricity generation in the Netherlands (European Network of Transmission System Operators for Electricity (ENTSOE), 2020b).

2.1.4 Portugal

To prevent homes from being cut-off from electricity during COVID-19, the Portuguese government passed exceptional measures under which the providing of electricity to homes was not to be interrupted under any circumstances (ERSE, 2020). The state of emergency was announced on March 18, and it lasted until May 2. After the third death caused by COVID-19 reported on March 20, all events and non-essential events were banned and the borders, schools, and non-essential shops were closed. According to the Redes Energéticas Nacionais (REN), electricity consumption was reduced by 12% and 13.2% in April and May, respectively. However, this reduction was altered to 7.4% in June. Overall, the electricity consumption in the first half of 2020 faced a 5.1% reduction and reached the lowest level since 2004 (REN, 2020). Figure 8 presents the comparison of the electricity consumption in Portugal during the COVID-19 lockdown and the same months in 2019.

Fig. 8. Electricity consumption in Portugal in the first five months of 2019 and 2020 (REN, 2020).

The contribution of renewables to the total installed capacity in Portugal is 68%, as shown in Figure 9. Among renewables, hydropower has the highest contribution (36%) followed by wind (26%). On the other hand, non-renewables account for 32% of the total installed capacity. Natural gas is the main non-renewable source with a contribution of 23%, while coal contributes to 9%.

Fig. 9. Total installed capacity for electricity generation in Portugal (European Network of Transmission System Operators for Electricity (ENTSOE), 2020b).

2.2 GHG emissions from electricity production

The calculation of the GHG emissions was divided into two procedures: first, the data for the total installed capacity and electricity generation were collected, and second, the GHG emissions from the generation of electricity during the lockdown period were calculated.

For the European countries, the data were obtained from the European Network of Transmission System Operators for Electricity (ENTSOE) (European Network of Transmission System Operators for Electricity (ENTSOE), 2020a). The Actual Generation per Production Type category was chosen which also provides data points on the total production of electricity. For Colombia, the data were collected from the XM Company Expertos en Mercados S.A. E.S.P that operates Colombia's national SIN grid and administers the local wholesale energy market (XM S.A. E.S.P, 2020). Although both platforms provide up-to-date data on electricity production and consumption as well as many other sectors of the energy information of Europe and Colombia, it is entirely reliant on individual companies and countries that send forth their data.

The GHG emissions from the electricity production in each country were calculated using the data for the selected months in 2019 and 2020, and the software SimaPro (PRé Consultants, the Netherlands). The functional unit was set to production of 1 MJ electricity and IMPACT World + was selected as the impact assessment method to utilize characterization factors at a global scale resolution, which is important when comparing EU countries and Colombia (Bulle et al., Reference Bulle, Margni, Patouillard, Boulay, Bourgault, De Bruille and Jolliet 2019). The global warming potential (GWP) was chosen as the impact category to calculate the GHG emissions of different energy systems.

2.3 Air quality indicators

2.3.1 Concentration of air quality indicators

Four cities of Bogotá (Colombia), Lille (France), Lisbon (Portugal), and Utrecht (the Netherlands) were selected to assess the influence of the COVID-19 pandemic on the air quality. The average monthly concentrations of PM2.5, PM10, and NO2 were obtained based on the traffic stations for the studied period, i.e. the months of January, February, March, April, and May of the years 2019 and 2020. For the European cities (Lille, Lisbon, and Utrecht), these data were obtained from the European Environmental Agency (European Environment Agency, 2020) and for Bogotá, the data were collected from the Bogotá Air Quality Monitoring Network (Secretaria Distrital de Ambiente, 2020).

2.3.2 Impact assessment

After evaluating the influence of the COVID-19 pandemic on the aforementioned air quality indicators (AQIs), their impacts on human health were analyzed. Toward that, the long-term effects of the changes in the PM2.5 and NO2 concentrations were evaluated. The health effects from long-term exposure to air pollutants are calculated based on the seasonal or more commonly annual average concentrations. The impact assessment was performed for January, February, March, April, and May of the years 2019 and 2020 by utilizing the AirQ + 2.0 software. AirQ + is a software developed by the WHO for quantifying the health burden associated with exposure to air pollutants. This software has been widely used and suggested as a reliable tool for this purpose (Al-Hemoud et al., Reference Al-Hemoud, Gasana, Al-Dabbous, Al-Shatti and Al-Khayat 2018). In addition to health impacts associated with the long-term and short-term exposure to ambient air pollution, it can be used for household air pollution as well as risk analysis (Amoatey et al., Reference Amoatey, Sicard, De Marco and Khaniabadi 2020 WHO, 2019). Table 1 lists the details of the studied cities for the impact assessment of the AQIs in this article.

Table 1. The studied cities for the impact assessment of the AQIs

Relative risk (RR) is an influential factor in evaluating the health effects of air pollutants and principally represents the probability of experiencing negative health impacts that occur due to a higher level of air pollution (Amoatey et al., Reference Amoatey, Sicard, De Marco and Khaniabadi 2020 WHO, 2016). In other words, RR is the ratio of the probability of the event when exposed to air pollution to the probability of the event when not exposed to air pollution (Kermani et al., Reference Kermani, Goudarzi, Shahsavani, Dowlati, Asl, Karimzadeh and Tabibi 2018). The AirQ + suggests RR values based on defined formulas or ranges of values available from studies and meta-analysis for concentrations below 40 μg/m 3 (WHO, 2019). In this study and for the PM2.5, RR was set to 1.062 (with the lower level of 1.04 and upper level of 1.083) and for NO2 to 1.041 (with the lower level of 1.019 and upper level of 1.064) based on the recommended value by the software and meta-analyses of relevant studies.

The cut-off value is another influential factor in the impact assessment of AQIs that represents the value below which the health impacts are not quantified. For the long-term impact assessment, the WHO recommends a cut-off value of 10 μg/m 3 for PM2.5 and 20 μg/m 3 for NO2, these values were therefore selected in this study (WHO, 2019). A sensitivity analysis using alternative counterfactual values was carried out to assess the impact of cut-off values on the health endpoints. This was performed by considering lower values (7.5 μg/m 3 for PM2.5 and 15 μg/m 3 for NO2) and higher values (12.5 μg/m 3 for PM2.5 and 25 μg/m 3 for NO2) Additionally, the reduced number of attributable cases in 2020 compared with 2019 for PM2.5 and NO2 exposures in all of the studied cities were assessed.

Attributable proportion (AP) is the fraction of the health consequences in a public exposed to a specific air pollutant and is calculated using Eq. (1).

(1) $AP = displaystyle < sqb imes plpar c par > cub > over sqb >>$

Onde RR (c) is the relative risk of the health outcome in category c of exposure and p(c) is the proportion of the population in that category. By calculating the AP and knowing the baseline frequency of the health endpoint, the number of attributable cases can be estimated as well (WHO, 2019).

In this study and for the health endpoint, the mortality due to all-natural causes affecting the whole population is considered for the NO2 exposure, and the mortality due to all-natural causes affecting the adults aged 30 years and above is considered for the PM2.5 exposure. These values were calculated based on the available national data for the population and death of different age groups provided by the WHO (WHO, 2020). These health endpoints were measured by the estimated AP attributable cases as well as attributable cases per 100,000 population at risk. While the AP reflects the percentage of total all-cause deaths that are attributed to the AQI exposure (for PM2.5 or NO2), the number of attributable cases (total or per 100,000 population) depends on the studied city.


Exploring Pathways

The Carbon Mapper tool demonstrates the contributions that the country and provinces can make toward mitigating climate change through natural climate solution. In the national view, the tool ranks provinces based on their mitigation potential adjust the carbon price for each pathway to see how it affects provincial rankings and overall potential across the country. Select the province view to see how the different pathways perform in individual states.

These results build on studies led by The Nature Conservancy (TNC) showing the potential of NCS in the U.S. and worldwide—where nature could mitigate more than a third of the emissions needed to hit global targets by 2030. And like the previous studies, the Canadian study reinforced an important message about NCS: While nature is only part of the solution, many of these nature-based solutions can implemented today and at a relatively low cost compared with other mitigation strategies.

And the benefits of NCS radiate far beyond reducing greenhouse gas emissions. Protecting wetlands not only keeps carbon locked in soils and plant matter, but it also provides clean water, reduces flooding and provides valuable habitat for wildlife, including many endangered species. Deploying agricultural solutions can save farmers operating costs and provide alternative revenue options. Setting aside old-growth forests in active timber management, supports biodiversity.

While nature is only part of the solution, many of these nature-based solutions can implemented today and at a relatively low cost compared with other mitigation strategies.

Communities benefit from NCS, too, and in Canada—where 90 percent of lands are public lands that overlap with Indigenous territories—Indigenous leadership is vital to accelerating NCS. In places such as the Great Bear Rainforest, where TNC started working almost two decades ago, First Nations have established protected areas, trained guardians who monitor their traditional lands and waters, and started carbon market projects to raise revenue from the greenhouse gasses they’re keeping locked in their forests. In our experience, science and Indigenous knowledge are mutually reinforcing, building a solid foundation for climate action.


Assista o vídeo: Mudanças Climáticas Prof. Eymael - Biologia (Janeiro 2022).