O Centro de Pesquisa para Inovação em Gases de Efeito Estufa (RCGI), sediado na USP com financiamento da empresa Shell e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), está desenvolvendo um banco de dados sobre as emissões de gases de (GEEs) na região amazônica. A plataforma está sendo construída com técnicas avançadas de big data para gerar dados que possam ser usados para monitorar as emissões dos gases; compreender melhor suas causas; e nortear a criação e a fiscalização de políticas públicas voltadas à mitigação de emissões. Ela permitirá acompanhar os compromissos internacionais do Brasil na redução do desmatamento e na emissão de gases de efeito estufa pelo ecossistema Amazônia.
A plataforma contará com o apoio de diversas Organizações Não Governamentais (ONGs), como o Instituto de Pesquisas Amazônicas (Ipam), o Instituto do Homem e Meio Ambiente da Amazônia (Imazon) e o MapBiomas, que trazem diversos dados geolocalizados sobre as emissões de GEEs e o desmatamento na Amazônia, além de possibilitar retroalimentar outros bancos de dados. O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), o Instituto Nacional de Pesquisas na Amazônia (Inpa), o Programa LBA (Experimento de Larga Escala da Biosfera e Atmosfera da Amazônia), a torre ATTO (Amazon Tall Tower Observatory), a Escola Politécnica (Poli) da USP e o Instituto de Física (IF) da USP são os coordenadores do projeto.
Dados abrangentes
Neste esforço conjunto, será possível analisar dados de superfície e de satélites sobre as emissões e absorções, incorporando informações ao longo dos últimos 25 anos, com forte parceria com o sistema MapBiomas. "Conseguiremos também analisar o estado atual das emissões quase em tempo real e fazer projeções, usando Inteligência Artificial e técnicas avançadas de aprendizado de máquina", destaca o cientista Paulo Artaxo, professor do Instituto de Física da USP e um dos pesquisadores principais no RCGI. O objetivo, segundo ele, é obter uma visão abrangente dos complexos e amplos aspectos que impactam o ecossistema amazônico e seu balanço de emissões de gases de efeito estufa.
Trata-se da primeira plataforma a trazer, de forma unificada, a maior parte dos parâmetros que controlam o processo de absorção e emissão de dióxido de carbono e metano para a atmosfera. "Essa iniciativa será crucial para o Brasil adotar políticas públicas lastreadas pela ciência, com dados abrangentes e confiáveis, que possibilitem cumprir as metas de redução de emissões de GEEs. Irá complementar esforços importantes do Inpe, Imazon, Ipam, LBA, SEEG, MapBiomas e outras entidades", afirma Artaxo.
O Brasil é o sexto país que mais emite GEEs no mundo, sendo o desmatamento da Amazônia nossa principal fonte de emissões. No Acordo de Paris, em 2015, e na COP-26, em 2021, o governo brasileiro assumiu diversos compromissos para redução de emissões de GEEs. Até 2030, terá que diminuir as emissões de carbono em 50%, e em 30% as emissões de metano, além de zerar emissões de CO2 até 2050. "Os maiores esforços neste sentido deverão ser concentrados na Amazônia, de onde se originam 47% das emissões dos GEEs no País ? a maior parte causada pelo desmatamento. Daí a importância de termos uma plataforma com informações consolidadas sobre as emissões de GEEs", afirma o pesquisador.
O banco de dados será gigante. Conterá dados de satélites, dados de medidas em torres, medidas do sistema Lidar (Inpe) e dados meteorológicos, cobrindo toda a região amazônica em seus nove países, não só do Brasil. "As técnicas de big data, como Inteligência Artificial e aprendizado de máquina, serão usadas para processar e analisar esta gigantesca massa de dados, desvendando os complexos relacionamentos não lineares entre os múltiplos parâmetros", explica o coordenador da parte computacional do projeto, José Reinaldo Silva, professor da Poli. "O sistema amazônico é tão complexo e amplo que, para seu entendimento mais completo, é necessário o desenvolvimento de ferramentas computacionais avançadas, que permitam uma compreensão do comportamento não linear da interação da floresta com o sistema climático", acrescenta.
Segundo Artaxo, a primeira fase, que já está em andamento, é a de coleta de dados de sensoriamento remoto, de superfície e de modelagens já feitas. Essa etapa está sendo realizada em parceria com o MapBiomas, Ipam, Inpe, LBA, Imazon, torre ATTO, LBA e outros parceiros. "Depois disso, vamos começar a integrar e ligar diversos bancos de dados e desenvolver as ferramentas de Inteligência Artificial que permitam extrair informações qualificadas do sistema como um todo."
Um dos desafios da pesquisa será esclarecer a disparidade dos dados atualmente divulgados sobre as emissões na Amazônia. Isso ocorre em função das diferentes periodicidades e particularidades tecnológicas dos satélites que cobrem a região, gerando muitas vezes números discordantes. "O que nós vamos fazer é selecionar e analisar cuidadosamente os dados de cada satélite e selecionar aqueles mais assertivos, para validar esses dados para a Amazônia com medidas em superfície", afirma Artaxo.
"Algumas análises importantes serão possíveis com esses sistemas, tais como o papel da degradação florestal nas emissões, o impacto do El Niño e da La Niña na emissão de gases de efeito estufa, o cálculo das emissões de metano em áreas alagadas, entre outras análises. Sem essa integração ampla de dados, é impossível termos uma visão da Bacia como um todo para esses cálculos."
Relatórios periódicos
Os pesquisadores também irão gerar relatórios periódicos sobre os dados coletados e as análises feitas. Artaxo já adianta dois aspectos que terão destaque nessas análises: o papel da expansão agropecuária e o impacto das mudanças climáticas nas alterações dos processos fotossintéticos da floresta. "Observamos que o aquecimento global e a mudança na precipitação na Amazônia estão afetando os processos que regulam a absorção e a emissão de gases de efeito estufa, fazendo com que a floresta possa estar começando a perder carbono para a atmosfera. Isso é preocupante porque a floresta contém cerca de 120 bilhões de toneladas de carbono no ecossistema, o que corresponde a 10 anos da queima de todos os combustíveis fósseis do mundo", destaca.
A plataforma está sendo desenvolvida dentro da USP, em São Paulo, no âmbito do projeto do RCGI, que já conta com uma equipe de nove pós-doutorandos, e muitos estudantes de mestrado e doutorado. Os pesquisadores usarão computadores da USP e os sistemas Amazon Web Services (AWS) e Google Earth Engine (GEE). O projeto está inserido dentro do GHG (Greenhouse Gases) - um dos cinco programas do RCGI cujas pesquisas são voltadas para a geração de conhecimento e inovação que ajudem o País a cumprir suas metas para a mitigação dos GEEs.