TEIXEIRA, A. H. de C.

RCAAP - Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal

Tendências temporais e espaciais das condições termo-hídricas no Nordeste do Brasil.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver e aplicar um indicador termo-hídrico simples para a delimitação das condições hídricas atuais e futuras do Nordeste do Brasil, a qual pode ser útil para subsídio no gerenciamento hídrico em larga escala

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Tendências Temporais e Espaciais das Condições Termo-Hídricas no Nordeste do Brasil   Antônio Heriberto de Castro Teixeira1      Resumo De acordo com vários estudos de cenários climáticos futuros, as regiões áridas e semiáridas serão as mais afetadas pelas elevações da temperatura do ar e reduções da pluviosidade. Dados climáticos históricos de temperatura e chuva foram usados em conjunto com projeções futuras do modelo HadCM3 do Hadley Center, na determinação da evapotranspiração de referência e de um índice termo-hídrico, para avaliação da variação nas disponibilidades mensais e anuais da disponibilidade de água no Nordeste brasileiro considerando-se as condições médias da linha base de 1961-1990 e os cenários do IPCC para 2020, 2050 e 2080.  Maiores restrições hídricas, baseadas na redução dos valores mensais do índice termo-hídrico, irão ocorrer nos meses de junho, julho e agosto, enquanto no mês de janeiro, mesmo apresentando elevados incrementos nas taxas de evapotranspiração, menores reduções e alguns casos aumentos da precipitação, contribuirão para um menor efeito nas reduções das disponibilidades de água na região.  Palavras-chave: precipitação, evapotranspiração, índice hídrico, mudanças climáticas.   Introdução As variações regionais da temperatura do ar e da precipitação podem exercer profundas influências nas disponibilidades hídricas de uma região. Aliada às alterações climáticas, uma maior escassez de água nas regiões semiáridas é esperada no futuro (GOUBESVILLE, 2008; TEIXEIRA, 2009). Para se ter uma ideia mais aproximada das reais disponibilidades hídricas, torna-se necessária a análise temporal e espacial dos parâmetros climáticos envolvidos no balanço de água, através do conhecimento da precipitação e da demanda atmosférica, representada pela evapotranspiração de referência (ET0).  O aumento da temperatura do ar pode elevar a transferência de vapor d’água para a atmosfera, que conjuntamente com a redução das chuvas contribuirá para uma maior escassez de água, afetando o consumo hídrico humano e animal, bem como a agricultura de sequeiro. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e aplicar um indicador termo-hídrico simples para a delimitação das condições hídricas atuais e futuras do Nordeste do Brasil, a qual pode ser útil para subsídio no gerenciamento hídrico em larga escala. Material e Métodos Os dados históricos utilizados para a linha base foram os de temperatura média mensal do ar (Tmês), referentes a 75 estações agrometeorológicas do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) e os totais mensais de precipitação (Pmês) publicados pela Superintendência de Desenvolvimento do Nordeste                                                           1 Pesquisador da Embrapa Semiárido – Agrometeorologia, BR 428, Km 152, CP 23, CEP 56302-970, Petrolina, PE, heribert@cpatsa.embrapa.  Tendências Temporais e Espaciais das Condições Termo-Hídricas no Nordeste do Brasil.    (SUDENE) de 1.455 localidades do Nordeste brasileiro. Em locais com apenas dados pluviométricos, Tmês foi estimada em função das coordenadas geográficas (CAVALCANTE; SILVA, 1994). A Figura 1 apresenta as localidades utilizadas na interpolação dos parâmetros agrometeorológicos. Estes dados medidos e estimados se referem à média climatológica da região, e neste estudo é considerada a linha base.  MaranhãoMaranhão       MAPI PBRNPECEALSEBA                                                  Figura 1. Localização das estações agrometeorológicas e                                                   postos pluviométricos na região Nordeste do Brasil.  Para as projeções de 2020, 2050 e 2080 foram usadas as grades mensais de temperatura média do ar e total de precipitação do modelo HadCM3 do Hadley Center para os cenários do Intergovernmental Panel on Climate Chenge (IPCC) A2 e B2 (IPCC, 2007). Considerando-se que os dados históricos de temperatura do ar são os mais facilmente disponíveis para o cálculo da ET0 para todo o Nordeste brasileiro, o método de Thorntwhwaite (1948) foi aplicado às grades de temperatura tanto para a linha base como para os anos projetados. O índice hídrico em escala mensal (IHmês) foi desenvolvido conforme Eq. 1 e aplicado na delimitação das condições hídricas nos diferentes cenários para cada mês.                                         mês0mêsmêsETPIH                                                  (1)   Resultados E Discussão A Tabela 1 contém os valores médios da temperatura do ar referentes à linha base (1961-1990) e as projeções para os anos 2020, 2050 e 2080, para cada mês e os cenários A2 e B2 do IPCC (2007) para o Nordeste do Brasil, e a Tabela 2 apresenta os dados de precipitação relativos a estes mesmos períodos e cenários.  Tendências Temporais e Espaciais das Condições Termo-Hídricas no Nordeste do Brasil.    Tabela 1. Valores médios mensais e anuais de temperatura do ar referentes à linha base (TBASE) e aqueles  projetados para os anos 2020, 2050, 2080, considerando-se os cenários A2 e B2 do IPCC (T20_A2,B2, T50_A2,B2 e T80_A2, B2, respectivamente).  Mês TBASE T20_A2 T20_B2 T50_A2 T50_B2 T80_A2 T80_B2 Jan 25,0 26,3 26,1 27,7 27,2 30,9 30,2 Fev 25,1 26,6 26,5 28,1 28,0 30,8 29,4 Mar 24,7 26,3 26,2 27,9 27,6 30,3 27,6 Abr 24,0 25,5 25,2 27,1 26,5 29,3 27,4 Mai 23,1 24,7 24,5 26,4 26,0 28,6 26,8 Jun 22,9 24,4 24,1 25,8 25,3 27,7 26,5 Jul 22,3 23,6 23,4 24,9 24,4 26,6 25,3 Ago 23,7 24,9 24,7 26,1 25,6 27,4 26,1 Set 24,7 26,0 25,9 27,2 27,1 28,4 27,5 Out 26,1 27,5 27,2 28,9 28,2 30,3 29,2 Nov 25,7 27,1 26,9 28,5 28,1 30,6 29,4 Dez 24,9 26,6 26,5 28,3 28,0 29,9 27,5 Ano 24,4 25,8 25,6 27,2 26,8 29,2 27,7   Maiores diferenças entre os anos projetados e a linha base ocorrem no período de janeiro a maio, chegando a um máximo de 5,9 oC no mês de janeiro entre o cenário A2 do ano de 2080 e a linha base. O valor mínimo das diferenças de 1 oC acontece no mês de agosto com relação ao cenário B2 do ano de 2020. Em média, a diferença anual da temperatura do ar variou de um mínimo de 1,2 oC para um máximo de 4,8 oC, comparando-se os cenários B2 do ano de 2020 e A2 do ano de 2080 com as condições base, respectivamente.   Tabela 2. Valores médios de precipitação referentes à linha base (PBASE)  e aqueles  projetados para 2020, 2050, 2080 considerando-se os cenários A2 e B2 do IPCC, considerando-se os cenários A2 e B2 do IPCC (P20_A2,B2, P50_A2,B2 e P80_A2, B2, respectivamente).  Mês PBASE P20_A2 P20_B2 P50_A2 P50_B2 P80_A2 P80_B2 Jan 128 186 109 152 167 120 117 Fev 145 164 150 150 154 102 122 Mar 180 161 153 136 136 111 100 Abr 162 75 75 67 66 44 50 Mai 104 32 31 23 24 17 18 Jun 65 12 11 8 9 4 6 Jul 55 5 5 4 4 3 4 Ago 32 4 3 3 3 2 3 Set 30 7 7 5 4 5 5 Out 50 17 18 17 14 13 13 Nov 81 51 54 48 53 30 38 Dez 97 111 109 97 100 71 77 Ano 1129 825 725 710 734 521 553  No caso da precipitação, menores diferenças entre os anos projetados e a linha base ocorrem no período de dezembro a fevereiro, sendo alguns casos com aumento de precipitação, mas na grande maioria dos meses ocorrem decréscimos na quantidade de chuvas. Maiores reduções no total mensal de precipitação acontecem no período de abril a julho, apresentando uma diminuição máxima de 118 mm no mês de abril para o cenário A2 de 2080. Com relação às reduções anuais de precipitação, estas se situam entre 304 e 608 mm, para os cenários A2 de 2020 e 2080, respectivamente.   Na Figura 1 são apresentados os mapas de IHmês correspondentes à linha base (1961-1990).  Tendências Temporais e Espaciais das Condições Termo-Hídricas no Nordeste do Brasil.    Janeiro Fevereiro Março AbrilMaio Junho Julho AgostoSetembro Outubro NovembroN6,04,83,62,41,20,0IH  DezembroIT mêsIHmês Figura 1. Mapas mensais do índice hídrico (IHmês) para a região Nordeste do Brasil considerando a linha base (1960-1990)  O período compreendido entre os meses de agosto a outubro é evidenciado como o mais seco do ano, com valores médios de IHmês entre 0,22 e 0,33. Contudo, elevados valores acontecem, com médias acima de 1,00 entre janeiro e abril com pico de 1,62 em março. Considerando-se os estados, os valores mais altos são verificados no período de fevereiro a maio, acima de 2,50 na porção noroeste do Maranhão, enquanto que os menores, abaixo de 0,10, acontecem no Estado do Ceará nos meses de agosto e setembro.   A Tabela 3 apresenta as variações nas diferenças entre os valores médios da evapotranspiração de referência (ΔET0) e do índice hídrico (ΔIH) com relação à linha base (1961-1990) e as projeções para 2020, 2050 e 2080 para cada mês e ano, considerando-se os cenários A2 e B2 do IPCC (2007) no Nordeste do Brasil.  Tabela 3. Variação dos valores médios da evapotranspiração de referência (ΔET0) e do índice hídrico (ΔIH) entre as condições base (1961 – 1990) e os anos projetados de 2020, 2050 e 2080, considerando-se os cenários A2 e B2 do IPCC no Nordeste do Brasil.    INDICADORES HÍDRICOS  Cenário A2 Cenário B2 2020 2050 2080 2020 2050 2080 Mês ΔET0 (mm) ΔIH (%) ΔET0 (mm) ΔIH (%) ΔET0 (mm) ΔIH (%) ΔET0 (mm) ΔIH (%) ΔET0 (mm) ΔIH (%) ΔET0 (mm) ΔIH (%) Jan 20 +25 48 -10 173 -58 16 -23 36 +4 139 -50 Tendências Temporais e Espaciais das Condições Termo-Hídricas no Nordeste do Brasil.    Fev 35 -13 69 -33 166 -70 34 -20 65 -30 110 -54 Mar 22 -22 54 -44 138 -67 20 -23 48 -41 45 -59 Abr 24 -55 53 -65 117 -82 19 -52 40 -61 62 -76 Mai 18 -64 43 -78 108 -88 16 -64 38 -76 58 -83 Jun 18 -77 40 -85 87 -94 15 -79 31 -83 54 -90 Jul 12 -86 27 -90 58 -93   9 -86 20 -90 37 -90 Ago 13 -82 32 -91 57 -91 10 -82 23 -86 33 -86 Set 22 -73 48 -82 81 -82 21 -73 43 -86 57 -82 Out 28 -64 68 -73 143 -82 20 -61 48 -73 84 -76 Nov 30 -46 68 -57 179 -77 26 -43 57 -50 99 -71 Dez 28 -4 72 -28 125 -59 25 -4 60 -25 44 -38 Média  23 -47 52 -61 119 -79 19 -51 42 -58 69 -71  Como resultado de uma menor variação nos valores de temperatura do ar, os meses de julho e agosto apresentam uma menor diferença entre os valores da ET0 com relação à linha base e os anos projetados tanto no cenário A2 como B2. Por outro lado, os meses críticos, com grandes aumentos na demanda atmosférica são de outubro a fevereiro, com valores médios de ΔET0 acima de 130 mm em fevereiro no cenário A2 do ano projetado de 2080.   Com relação ao IH, as diferenças entre os valores da linha base e os anos projetados são analisadas em valores percentuais. Embora os meses de junho, julho e agosto não sejam aqueles com maiores reduções de precipitação (diminuição entre 30 mm e 60 mm), o efeito preponderante no aumento das taxas de evapotranspiração faz com que as condições hídricas projetadas para estes meses sejam as de maiores reduções do IH, chegando a uma queda máxima de 94% no cenário A2 de junho de 2080. Por outro lado, mesmo o mês de janeiro apresentando elevados incrementos nos valores de temperatura do ar, contribuindo para elevação da evapotranspiração, as menores reduções e alguns casos aumento da precipitação, contribui para um menor efeito na diminuição dos valores de ΔIH, aumentando em alguns casos os valores de IH em até 25% no mês de janeiro projetado para o ano 2020 do cenário A2 do IPCC (2007).   Conclusões Uma razão simples entre precipitação mensal e os correspondentes de evapotranspiração de referência, em conjunto com grades de temperatura do ar e precipitação do centro Hadley (HadCM3), permitem as análises das condições hídricas da região Nordeste do Brasil sob diferentes cenários do IPCC.  O período de maior redução das disponibilidades hídricas com relação à linha base de 1961-1990 e os anos projetados é aquele mais frio e mais seco, com quedas maiores que 90% nos valores do índice hídrico mensal.  Referências CAVALCANTI, E. P.; SILVA, E. D. V. Estimativa da temperatura do ar em função das coordenadas locais. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 8.; CONGRESSO LATINO-AMERICANO E IBÉRICO DE METEOROLOGIA, 1994, Belo Horizonte. Anais... Belo Horizonte: Sociedade Brasileira  de Meteorologia, 1994. p.154-157.  GOUBESVILLE, P. Challenges for integrated water resources management. Physics and Chemistry of the Earth, Oxford, v. 33, p. 284-289, 2008. Tendências Temporais e Espaciais das Condições Termo-Hídricas no Nordeste do Brasil.     INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHNGE. Summary for policymakers. In: SOLOON, S.; QIN, D.; MANNING, M.; CHEN, Z.; MARQUIS, M.; AVERYT, K. B.;  M. TIGNOR, M.; MILLER, H. L. (Ed.). Climate Change 2007: the physical science basis. Cambridge: IPCC: Cambridge University Press, 2007. p. 1-18.  TEIXEIRA, A. H. de C. Water productivity assessments from field to large scale: a case study in the brazilian semi-arid region. Saarbrucken: Lambert Academic Publishing, 2009. 226 p.  THORNTHWAITE, C. W. An approach toward a rational classification of climate. Geographical Review, New York, v. 38, p.55-94, 1948.      

http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/bitstream/doc/910844/3/Heriberto2.pdf

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