Carbon emissions from biomass burning and its drivers in the Amazon

A grande quantidade de Carbono estocado nas árvores e solo da Floresta Amazônica está sob pressão pela mudança do uso da terra e de florestas, bem como, pelas alterações climáticas. Atrai muito a atenção de climatologistas ao redor do mundo justamente pelo potencial de rápida emissão deste Carbono estocado à atmosfera por meio da queima de biomassa. Vários esforços para monitorar as trocas de gases de efeito estufa entre a Floresta Amazônica e a atmosfera se encontram em andamento, incluindo amostragens regulares de perfil vertical (0-4,5 km) em quatro locais, formando um grande quadrante de foram a abranger toda a Bacia Amazônica. Os locais são representados por Santarém no estado do Pará (SAN - 2°S, 54°W), operante desde dezembro de 2000 até a atualidade; Tefé/Tabatinga (TEF/TAB - 3°, 65°W), ao norte do estado do amazonas, operante desde Janeiro de 2010; Rio Branco (RBA - 9S, 67°W), no estado do Acre, operante desde janeiro de 2010; Alta Floresta (ALF - 9°S, 56°W), divisa do norte de Mato Grosso com o sul do Pará, operante desde janeiro de 2010. Essas amostragens em perfil podem ser utilizadas para calcular fluxos de emissão da floresta tropical para a atmosfera em grande escala, incluindo as emissões provenientes da queima de biomassa. Para tal, considera-se o aumento ou esgotamento em relação à proporção de mistura de ar que entra na bacia Amazônica a partir do Atlântico, fornecendo um importante diagnóstico de estado, mudanças e sensibilidades das florestas. Uma possibilidade para estimar as concentrações de entrada no continente (\'background\') é como uma média ponderada das concentrações medidas nas estações globais de Barbados e Ascencion no Atlântico, e estimar os pesos utilizando o SF6 medido localmente como traçador das massa de ar. No entanto, este método é muito sensível a imprecisões das medições de SF6 e assume que não há fontes deste na Bacia Amazônica, o que não mais é verdade. Por isso, apresenta-se aqui um método alternativo utilizando trajetórias retrocedentes das massas de ar denominado AMBaM. Também são apresentadas novas metodologias para o cálculo de variáveis climatológicas na Bacia e para a determinação das Áreas de Influências que representam os locais de amostragens. As descobertas aqui apresentadas, juntamente com o fluxo anual de monóxido de carbono e das emissões provenientes da queima de biomassa, sugerem que as principais causas destas são o aumento da temperatura média na Amazônia, o número de focos de queimada e a disponibilidade de água no solo, fazendo com que as emissões provenientes da queima de biomassa na Amazônia tenham contribuído no período de 2010 a 2016, com cerca de um terço das emissões de mudança do uso da terra e de florestas no globo, adicionando na atmosfera 0,38 ± 0,14 PgC. São também apresentados estudos das razões CO:CO2, indicando um valore médio de 67 ± 24 ppb/ppm, valor este, próximo ao encontrado no passado em Savanas.The large amount of carbon stored in trees and soils of the Amazon rainforest is under pressure from land use as well as climate change. It attracts the attention of scientisits around the world because of the potential for rapid emission of this carbon stored in the atmosphere through the burning of biomass. Several efforts to monitor greenhouse gases exchanges between the Amazon rainforest and the atmosphere are now ongoing, including regular vertical profile (0-4.5 km) sampling at four sites, forming a large quadrant to cover Amazon presented in this study, in which more than 500 vertical profiles were made between 2010 and 2016, totaling about 5000 samples of each gas studied. These profile measurements can be used to calculate large-scale tropical forest emission fluxes, including emissions from biomass burning. For this, it is consider the enhancement or depletion relative to mixing ratios of air entering the Amazon from the Atlantic, providing an important diagnostic of state, changes and sensitivities of the forests. One possibility to estimate greenhouse gas concentrations of incoming air (\'background\') is as a weighted mean of concentrations measured at two background sites, Barbados and Ascension, and to estimate the weights using SF6 measured locally (in the Amazon) and at these two sites. However, this method is very sensitive to inaccuracies of SF6 measurements and assumes that there are no SF6 sources in the Amazon, which is not any longer true.Therefore, an alternative method is presented here using air mass back-trajectories called AMBaM. New methodologies are also presented for the calculation of meteorological variables in the region and for the determination of the areas of influence that represent the sampling sites. The findings presented here, together with the annual flow of carbon monoxide and emissions from biomass burning, suggest that the main causes of these are the increase in average temperature in the Amazon (about 1.1°C in 45 years), the number of fire spots and the availability of water in the soil, leading the emissions from biomass burning in the Amazon to contribute, from 2010 to 2016, with about a third of land use and forest change emissions in the globe, adding to the atmosphere 0.38 ± 0.14 PgC year -1. Studies of the CO:CO2 ratios are also presented for the four sampling sites, where different forest responses were observed in relation to the location and the measurement period, indicating an average value of 67 ± 24 ppb / ppm that, even comparable to other studies, its use may induce discrepancies in the final information