Histórico e Contextualização do Programa

O desenvolvimento econômico verificado, principalmente nos últimos 200 anos, trouxe prosperidade e bem-estar para os seres humanos. A conquista desses benefícios está fortemente ligada à exploração de recursos naturais, como energia, terra e água para produção agrícola, recursos hídricos, entre outros. Porém, o uso predatório desses recursos naturais e dos serviços vitais dos ecossistemas pode estar colocando em risco a manutenção dessa qualidade de vida para as gerações futuras e ainda não existe um adequado entendimento sobre as consequências dessa forma de exploração a longo prazo.

No país, tradicionalmente as Ciências Ambientais dizem respeito à aplicação das ciências naturais e sociais ao entendimento e resolução dos problemas ambientais que impactam as atividades humanas, tais como, poluição, desmatamento, erosão do solo, mudanças climáticas e perda de biodiversidade. As pesquisas brasileiras na área das ciências ambientais evoluíram de duas maneiras razoavelmente distintas. Por um lado, houve uma grande concentração de pesquisa que enfoca as relações qualitativas entre desenvolvimento econômico e alterações ambientais, sob o ponto de vista das ciências sociais e, por outro lado, houve avanços nas pesquisas e estudos em ciências físicas e naturais, entre elas, Meteorologia, Climatologia e Oceanografia. Tipicamente na categoria de alterações ambientais e ciências sociais estão os programas de pesquisa em meio ambiente e desenvolvimento sustentável. Outrossim, há um número crescente de programas de pesquisa em Ciências Ambientais com um enfoque quantitativo sobre o impacto das atividades humanas na Natureza. Nestes programas observa-se ênfase em ciências naturais e na modelagem ambiental, que deve incluir não só os componentes abióticos, como os bióticos e os sócio-econômico-culturais, ou seja, a biologia e os sistemas humanos são tão importantes quanto os componentes abióticos. Muitos dos programas nesta segunda categoria se restringem à modelagem dos aspectos físicos e químicos normalmente associados à poluição ou contaminação do meio ambiente, seja esta poluição/contaminação da atmosfera, das águas ou do solo, as quais se concentram mais na parte observacional, monitoramento, previsão de tempo e clima, e posteriormente projeções de cenários de mudanças climáticas.

Desde meados da década de 80, surgiu, por iniciativa da NASA e de várias universidades dos Estados Unidos, a ideia de considerar os aspectos integrados das ciências ambientais, sociais, e outras, num contexto único, referido como “Earth System Sciences”. Como consequência, importantes universidades dos EUA na área ambiental criaram centros de pesquisa relevantes para “Earth System Sciences”, entre elas: “Earth System Science Interdisciplinary Center” na Universidade de Maryland, “Institute for the Study of Earth, Oceans, and Space” da Universidade de New Hampshire, CISEIN-SEDAc na Universidade de Columbia e o “Center for Global Change Science” do Instituto de Tecnologia de Massachussets. No Brasil, na última década, vem despontando a área de Ciência do Sistema Terrestre, a qual busca desenvolver o entendimento das interações dos elementos componentes do sistema (oceanos, atmosfera, criosfera, solo-vegetação) entre si, assim como a ainda muito difícil modelagem da interação deste sistema (biogeofísica, biogeoquímica e biodiversidade) com os sistemas humanos (instituições, políticas, cultura, economia, demografia, etc). Em outras palavras, busca-se entender a dinâmica da interação complexa de sistemas naturais e sociais.

Neste contexto, o Centro de Ciência do Sistema Terrestre (CCST) foi criado em 2008, a partir do Plano Diretor (2007-2011) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), com a missão de gerar conhecimentos interdisciplinares para o desenvolvimento nacional com equidade e para redução dos impactos ambientais sobre o planeta Terra. Eram atribuições do CCST naquele período: (i) Desenvolver modelos do Sistema Terrestre, especialmente do Sistema Climático, de seus componentes e interfaces para utilização em estudos sobre mudanças ambientais globais e sua regionalização para a América do Sul e Central; (ii) Implementar modelos do Sistema Terrestre nos sistemas de supercomputação do INPE, elaborar e disponibilizar rotineiramente cenários futuros de mudanças ambientais globais de interesse do País; (iii) Coordenar, realizar e acompanhar pesquisas de excelência em mudanças ambientais globais e regionais, com ênfase em temas de Modelagem e Observações do Sistema Terrestre; Mudança de Uso e Cobertura da Terra; Hidrologia; Química Ambiental; Energias Renováveis; Eletricidade Atmosférica; Oceanografia e Zonas Costeiras; Queimadas; Desastres Naturais; com a finalidade de gerar cenários climáticos futuros e projeções de clima, para subsidiar o estado brasileiro na formulação de políticas públicas, com base em conhecimento científico do estado da arte, provendo informações necessárias para a implementação de medidas de adaptação, mitigação e auxílio na concepção e elaboração de políticas públicas para o setor climático e ambiental; (iv) Apoiar o desenvolvimento de pesquisas sobre mudanças climáticas globais e regionais em parceria com instituições de ensino e pesquisa nacionais e internacionais e agências de fomento à pesquisa; (v) Desenvolver tecnologias aplicáveis ao monitoramento, mitigação e adaptação às mudanças ambientais globais e regionais. Assim, o desenvolvimento da área de modelos do Sistema Terrestre deve acomodar desde os mais simples modelos utilizados para testar ideias, passando pelos modelos de complexidade intermediária utilizados para estudar pontos críticos e instabilidades do Sistema Terrestre isoladamente, até os modelos mais detalhados a serem comparados com dados observados.

O CCST então tem elaborado cenários climáticos futuros, não mais se restringindo a um detalhamento regional dos cenários produzidos por outros centros mundiais. Este esforço considera a capacidade existente no INPE, bem como trabalha em conjunto com pesquisadores da Rede Brasileira de Pesquisa em Mudanças Climáticas do MCTIC (Rede CLIMA) para a qual o CCST exerce a função de Secretaria Executiva, estabelecendo infra-estrutura de apoio aos pesquisadores da Rede, inclusive de supercomputação, bem como desenvolvendo pesquisas e produtos que possam subsidiar os tomadores de decisões e geradores de políticas públicas. A partir daí, foi proposta a criação de um Programa de Pós-Graduação em Ciência do Sistema Terrestre, cujo foco principal é pesquisa e formação de doutores de qualidade para a busca de soluções concretas a problemas ambientais globais que repercutam no Brasil e na América do Sul, utilizando ferramentas de modelagem e análise de dados ambientais. Como a Ciência do Sistema Terrestre (CST) é área do conhecimento em construção em nível internacional, abre-se a oportunidade de uma contribuição intelectual original ao seu desenvolvimento, voltada aos problemas ambientais regionais, que envolva também um forte componente de desenvolvimento tecnológico com produtos inovadores de monitoramento e previsão da evolução, interações, flutuações e perturbações do Sistema Terrestre. Mesmo o INPE não sendo uma Universidade, a abertura de um curso bastante específico e interdisciplinar, ministrado por docentes com vasta experiência em observação da terra e em modelagem de processos complexos afetos ao ambiente, constitui uma oportunidade de buscar respostas aos desafios nacionais associados à interação homem-meio ambiente e mudanças globais.

A criação somente do Curso de Doutorado se justifica em função da necessidade do INPE, e do país em geral, de formar um sólido núcleo de pesquisadores de alto nível em CST, levando em consideração que é um campo emergente em todo mundo, haja vista o crescente número de universidades de ponta que estabeleceram programas nestas áreas nos últimos 20 anos. O desenvolvimento das pesquisas atuais e futuras de análises de projeções de cenários climáticos futuros e de “downscaling” de cenários de clima estão sendo realizadas em colaborações nacionais com a EMBRAPA, FIOCRUZ, COOPE UFRJ, Centros Estaduais de Meteorologia e Hidrologia do Brasil e com instituições estrangeiras como o Hadley Centre, Tyndall Centre, Universidade de Oxford no Reino Unido, NASA, NCAR nos EUA, Instituto de Pesquisas Meteorológicas do Japão, CIMA da Argentina e com Órgãos Internacionais como o IAI, World Bank, DEFRA, GIZ no desenvolvimento de estudos de modelagem de cenários climáticos futuros de mudanças climáticas usando vários tipos de modelos climáticos globais e regionais, assim como estudos de impactos e vulnerabilidade das mudanças do clima em setores chaves do Brasil: Economia, Agricultura, Energia, Migração e Saúde. Ressalta-se que resultados destes estudos serviram como base para o Plano Nacional de Mudanças Climáticas do Ministério do Meio Ambiente. Novos cenários de clima futuro têm sido gerados para as Comunicações Nacionais do IPCC, em parceria com o Programa Nacional de Mudanças Climáticas do Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT), com colaboração do World Bank e o Global Environmental Facility.

Atualmente, o CCST desenvolve pesquisas que permitem à sociedade brasileira caminhar em direção a um desenvolvimento sustentável, seguro e socialmente justo. O Centro segue e participa da definição de novos paradigmas científicos, os quais veem sendo apresentados pela comunidade internacional, em particular no escopo do Future Earth (http://www.futureearth.org), que defende a pesquisa com foco em soluções de problemas atuais, fornecendo subsídios às políticas públicas. Nesse contexto, o CCST tem como objetivo a formulação de cenários para um desenvolvimento nacional sustentável, fortemente embasados em redes de monitoramento de dados ambientais e modelagem do Sistema Terrestre, integrando e ampliando as competências do Centro. No panorama técnico-científico, o CCST direciona suas atividades para a interação entre as várias disciplinas (multi e transdisciplinar) com vistas à solução de problemas decorrentes das mudanças ambientais globais, buscando um desenvolvimento sustentável que concilie o bom funcionamento das esferas econômica, social e ambiental. Em linhas gerais, esta área do conhecimento trata dos componentes naturais do Sistema Terrestre (atmosfera, oceanos, terra), das suas interfaces (terra-atmosfera, terra-oceanos, oceanos-atmosfera) e da complexa dinâmica de interação entre sistemas naturais e sistemas sociais, visando expandir a capacidade científica, tecnológica e institucional do Brasil em Mudanças Globais, com o objetivo de ampliar o conhecimento sobre o processo, identificar os impactos sobre o país e subsidiar políticas públicas de enfrentamento do problema nos planos nacional e internacional. Nesse sentido, é preciso minimizar os impactos negativos da ação antrópica nos sistemas naturais vitais para a sustentabilidade ambiental e para o bem-estar humano, no que se refere ao acesso à alimentação, recursos hídricos, energia e saúde.

O Plano Diretor do INPE 2016-2019 estabelece as seguintes metas relativas à Ciência do Sistema Terrestre: (i) modernizar e expandir as redes de monitoramento de variáveis ambientais e aumentar a sua base histórica de dados ambientais; (ii) consolidar uma rede integrada inovadora para coleta de dados ambientais de forma a ser operada e mantida pelo Sistema Integrado de Dados Ambientais (SINDA); (iii) realizar a atualização dos modelos dos vários componentes do sistema terrestre; (iv) desenvolver o componente de superfície para se integrar no Modelo Brasileiro do Sistema Terrestre (BESM), atualmente em desenvolvimento pelo Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) do INPE; (v) gerar cenários sustentáveis do funcionamento do sistema terrestre; (vi) definir trajetórias econômica e socialmente viáveis para alcançar os cenários sustentáveis.

Considerando que (i) o INPE, ao longo de sua história, tem contribuído para a formação de recursos humanos altamente qualificados nas áreas de atuação do Instituto inclusive com a formação de recursos humanos especializados através de pós-graduação (ii) a agenda do CCST inclui demandas fortes da sociedade por “respostas” sobre as interações entre sistemas naturais e sociais; (iii) o CCST conta com um corpo de pesquisadores especialistas em temas específicos relacionados aos sistemas naturais e sociais e com experiência em pós-graduação, o PPG-CST foi criado com vistas a ter caráter inovador para abordar questões de mudanças ambientais globais associadas com questões de desenvolvimento, abrindo fronteiras para a pesquisa interdisciplinar no Brasil.