A ocorrência dos recursos hídricos nos Semiáridos brasileiros é caracteriza pela baixa vazão espe- cífica das bacias de , a , l/s/km sendo a média nacional de l/s/km, PNRH (), e pela
alta variabilidade do regime fluvial com coeficiente de variação de deflúvios (razão entre o desvio padrão e a média) chegando a ,. A Região Hidrográfica Atlântico Nordeste Oriental (que contém os estados do Ceará, Rio Grande do Norte, Paraíba e parte de Pernambuco) tem apenas , da disponibilidade hídrica brasileira.
A variabilidade do regime fluvial ocorre em diferentes escalas temporais. Observa-se na Figura . que a vazão média anual de uma bacia hidrográfica de .km varia de a m³/s, caracte-
rizando a grande amplitude de variação das vazões. Anos úmidos são seguidos de anos secos e vice-versa, demonstrando a ausência de memória na bacia hidrográfica, característica advinda da geologia cristalina. Observa-se na Figura . que a variabilidade entre décadas representada pela média móvel de anos ocorre em uma amplitude entre m³/s e m³/s, mostrando quão grande é a variabilidade decadal. Pode-se apreender do exposto que a variabilidade do regime de vazões ocorre em múltiplas escalas temporais.
Anos V a zã o Mé dia Anual (m³/s) 1905ral 0 50 100 150 200 250
1905ral 1905ral 1905ral 1905ral
Pontos representam a vazão média anual. Linha representa a média móvel de dez anos.
Figura 6.1 – Vazões do rio Jaguaribe no posto de Iguatu no Ceará.
A disponibilidade hídrica no Nordeste Semiárido é condicionada pelo clima. Esta afirmativa encontra corroboração em uma ampla literatura desde pelo menos Moura e Shukla (). Hastenrath e Moura () apresentam um histórico de trabalhos nessa direção. O primeiro capítulo deste livro (NOBRE, ) apresenta descrição detalhada sobre o clima na região. Basicamente, pode-se dizer o que se segue: o Nordeste brasileiro apresenta um ciclo anual bem definido, em que predominam duas esta- ções distintas: a estação de chuva e a estação seca. O período da estação de chuva concentra-se entre dezembro e julho e subdivide-se em pré-estação chuvosa (dezembro e janeiro), na qual os principais sistemas causadores de chuva são: a proximidade das frentes frias e os vórtices ciclônicos de ar superior. A quadra chuvosa compreende os meses de fevereiro, março, abril e maio e tem a Zona de Conver- gência Intertropical (ZCIT) como principal sistema causador de chuva, seguido de sistemas secundá- rios tais como: linhas de instabilidade, complexos convectivos de mesoescala e efeitos de brisas. Os meses de junho e julho são considerados pós-estação chuvosa, e os sistemas causadores de chuva são as ondas de leste e os complexos convectivos de mesoescala. No segundo semestre, a ocorrência de chuva é pequena, há um predomínio de altas pressões atmosféricas e uma quase total ausência de fenômenos atmosféricos causadores de chuva, por isso chamamos de estação seca.
A partir do primeiro ano do século XXI, foi implantado no Nordeste do Brasil sistema de previsão climá- tica sazonal em uma parceria da Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUNCEME) e do International Research Institute for Climate and Society (IRI). Este sistema de previsão é construído a partir das informações dos campos de temperatura da superfície dos oceanos que condicionam
(forçam) os modelos climáticos. Esse sistema encontra-se operacional há uma década e é uma ferra- menta de avaliação do risco climático de secas e cheias na escala de tempo sazonal. A construção de cenários para a próxima década ainda não dispõe de metodologia adequada.
A mudança climática é outro condicionante que pode produzir tendências e/ou modificar o padrão de variação do clima. O Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) foi estabele- cido em pela Organização Meteorológica Mundial e pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente para fornecer informações cientificas, técnicas e socioeconômicas relevantes para o entendimento das mudanças climáticas.
Desde , o IPCC publicou quatro relatórios de avaliação: em , , e . O Primeiro Relatório de Avaliação do IPCC (AR-) foi publicado em Sundsvall (Suécia), em agosto de , e confirmou cientificamente evidências que serviram de alerta para o fenômeno das mudanças climáticas. Devido ao primeiro relatório, a Assembleia Geral das Nações Unidas decidiu preparar uma declaração de princípios que reconhece o problema e que entrou em vigor em março de , chamada Convenção-Quadro sobre Mudanças Climáticas (UNFCCC, em inglês).
Esse primeiro relatório do IPCC (AR) já refletia a necessidade de redução das emissões de CO sobre os níveis de para obter a estabilização da concentração de gases de efeito estufa na atmosfera e se tornou um marco inicial para uma solução às mudanças climáticas.
O Segundo Relatório de Avaliação do IPCC (AR) foi publicado em Roma, em dezembro de . Colaboraram mais de . cientistas e especialistas em sua elaboração. O documento serviu de base para a formulação, dois anos mais tarde, do Protocolo de Quioto. O segundo relatório insiste na luta contra o aquecimento da Terra; contempla a possibilidade de que se produzam “mudanças drásticas no clima” e adverte que poderiam ocorrer “riscos e surpresas” neste sentido.
O Terceiro Relatório de Avaliação do IPCC (AR) foi publicado em Acra (Gana), em março de , e representou o primeiro consenso científico global no tema, segundo o qual a ação do homem é responsável pela alteração do clima mundial, e projetava cenários alarmantes de aumento de tempe- ratura na Terra e suas consequências nos mais diversos biomas.
Já o Quarto Relatório (AR), publicado em Paris, em fevereiro de , aumentou a confiabilidade do que fora evidenciado no relatório anterior, beneficiando-se de dados disponibilizados por uma tecnologia ainda não acessível no ano do AR. Com o AR, o IPCC foi reconhecido com o Prêmio Nobel da Paz em .
Os dados provenientes do IPCC são simulações de modelos globais de alguns grandes centros de meteorologia que participaram desse relatório (conforme Tabela .).
Tabela 6.1 – Modelos globais do IPCC.
Designação do
Modelo Instituição ou Agência; País BCC-CM1 Beijjing Climate Center; China
BCCR-BCM2 Bjerknes Centre for Climate Research, Universidade de Bergen; Noruega CCCMA-CGCM3
1-T47 Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis; Canadá CCCMA-CGCM3
1-T63 Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis; Canadá CNRM-CM3 Centre National de RecherchesMeteorologiques, Meteo France; França
CONS-ECHO-G Meteorological Institute of the University of Bonn (Alemanha), Institute of KMA (Correia do Sul), and Model, and Data Group
CSIRO-MK3 CSIRO; Austrália CSIRO-MK3.5 CSIRO; Austrália
GFDL-CM2.0 Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, NOAA; Estados Unidos GFDL-CM2.1 Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, NOAA; Estados Unidos I1NM-CM3.0 Institute of Numerical Mathematics, Russian Academy of Science; Rússia INGV-SXG2005 National Institute of Geophysics and Volcanology; Itália
IPSL-CM4 Institut Pierre Simon Laplace (IPSL); França
LASG-FGOALS-G1.0 LASG, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciemces, P.O. Box 9804, Beijing 100029; China
MPIM-ECHAM5 Max Planck Institute for Meteorology; Alemanha
MRI-CGCM2.3.2 Meteorological Research Institute, Japan Meteorological Agency; Japão NASA-GISS-AOM Nasa Goddard Institute for Space Studies (NASA/GISS); Estados Unidos NASA-GISS-EH Nasa Goddard Institute for Space Studies (NASA/GISS); Estados Unidos NASA-GISS-ER Nasa Goddard Institute for Space Studies (NASA/GISS); Estados Unidos NCAR-CCSM3 National Center for Atmospheric Research (NCAR); Estados Unidos
NCAR-PCM National Center for Atmospheric Research (NCAR), NSF, DOE, NASA, e NOAA; Estados Unidos NIES-MIROC3.2-HI CCSR/ NIES/ FRCGC; Japão
NIES-MIROC3.2-MED CCSR/ NIES/ FRCGC; Japão
UKMO-HADCM3 Hadley Centre for Climatic Prediction and Research, Met Office; ReinoUnido UKMO-HADGEM1 Hadley Centre for Climatic Prediction and Research, Met Office; ReinoUnido
Uma análise da qualidade da representação desses modelos das precipitações do Nordeste Seten- trional brasileiro foi realizada por Silveira et al. (). Essa avaliação foi realizada comparando-se os resultados dos modelos para o século XX com as observações disponíveis. Apreende-se desse trabalho que os modelos apresentam diferentes habilidades de previsão. A Tabela . apresenta uma classificação dos modelos obtidos a partir desse estudo.
Uma análise das tendências de modificação no regime pluvial no século XXI foi realizada para o Cenário AB dos modelos de mudança climática. O cenário A simula um rápido crescimento econômico na primeira metade do século XXI, associado a um declínio na segunda metade e à inserção de novas tecno- logias (IPCC,a). A família A se divide em três grupos: AF: aprimoramento da tecnologia com ênfase nos combustíveis fósseis; AT: evolução da tecnologia à base de combustíveis não fósseis; AB: sugere um equilíbrio entre as diversas fontes de energia. Este último sugere um pico das emissões de gases estufa na metade do século XXI, seguido por uma tendência de redução na segunda metade do século XXI. A mencionada análise de tendência foi realizada para a região mostrada na Figura ..
34,0°W 36,0°W 38,0°W 40,0°W 42,0°W 0,0°S 2,0°S 4,0°S 6,0°S 8,0°S 10,0°S 44,0°W
Global Models CLAS Global Models CLAS csiro.mk3.0.run2 1 csiro.mk3.5.run3 38 giss.model.e.r.run8 2 csiro.mk3.0.run3 39 ukmo.hadcm3.run1 3 gfdl.cm2.1.run1 40 mri.cgcm2.3.2a.run1 4 giss.model.e.r.run9 41 csiro.mk3.0.run1 5 gfdl.cm2.0.run1 42 giss.model.e.r.run2 6 ipsl.cm4.run1 43 mri.cgcm2.3.2a.run3 7 mri.cgcm2.3.2a.run4 44 cnrm.cm3.run1 8 ncar.ccsm3.0.run7 45 giss.model.e.r.run6 9 iap.fgoals1.0.g.run2 46 cccma.cgcm3.1.run3 10 cccma.cgcm3.1.run5 47 miroc3.2.medres.run1 11 gfdl.cm2.0.run3 48 giss.model.e.r.run5 12 cccma.cgcm3.1.run4 49 miroc3.2.medres.run2 13 iap.fgoals1.0.g.run3 50 giss.model.e.r.run3 14 miub.echo.g.run4 51 cccma.cgcm3.1.run1 15 ncar.ccsm3.0.run2 52 giss.model.e.h.run3 16 gfdl.cm2.0.run2 53 bccr.bcm2.0.run1 17 inmcm3.0.run1 54 mpi.echam5.run4 18 ncar.ccsm3.0.run4 55 giss.model.e.r.run1 19 ncar.ccsm3.0.run3 56 giss.aom.run1 20 mpi.echam5.run2 57 ncar.ccsm3.0.run5 21 mpi.echam5.run1 58 giss.model.e.h.run2 22 ukmo.hadcm3.run2 59 giss.model.e.r.run4 23 miroc3.2.hires.run1 60 miroc3.2.medres.run3 24 miub.echo.g.run3 61 giss.model.e.h.run1 25 ncar.ccsm3.0.run1 62 giss.model.e.r.run7 26 ukmo.hadgem1.run1 63 mri.cgcm2.3.2a.run2 27 ncar.ccsm3.0.run6 64 gfdl.cm2.1.run2 28 ncar.pcm1.run2 65 cccma.cgcm3.1.t63.run1 29 miub.echo.g.run5 66 giss.model.e.h.run4 30 csiro.mk3.5.run1 67 csiro.mk3.5.run2 31 iap.fgoals1.0.g.run1 68 ncar.pcm1.run4 32 miub.echo.g.run2 69 ingv.echam4.run1 33 ncar.pcm1.run1 70 miub.echo.g.run1 34 mpi.echam5.run3 71 cccma.cgcm3.1.run2 35 ncar.ccsm3.0.run9 72 giss.model.e.h.run5 36 ncar.pcm1.run3 73
A Tabela . apresenta o resultado do teste de hipótese usando Mann-Kendall-Sen e declividade da tendência dos modelos que passam na hipótese nula (não haver tendência). Onze modelos não indicaram tendência significativa segundo esse método, indicando que não há uma tendência de redução ou aumento de precipitações no século XXI, enquanto apenas dois indicaram redução e dez deles indicaram aumento das precipitações sobre o Nordeste Setentrional Brasileiro.
Na Figura . são mostradas as tendências das precipitações dos três melhores modelos do IPCC-AR no século XX, segundo a avaliação proposta por Lázaro et.al. () e Silveira et.al () (CSIRO_MK__; GISS_AOM e UKMO_HADCM), para o cenário AB de a . Os modelos CSIRO_MK__ e GISS_AOM indicam uma tendência positiva, enquanto o modelo UKMO_HADCM indica uma tendência de redução de chuvas, conforme mostra a Tabela .. Nesta tabela, é mostrado o teste de hipó- tese se a tendência é significativa ou não. O teste de hipótese realizado é o de Man-Kendall-Sen. Onze dos vinte e três modelos apresentaram tendência de aumento ou diminuição significativas da precipitação. O aquecimento global vai levar a mudanças na precipitação e outras variáveis climáticas que terão suas modificações ampliadas no escoamento. O efeito projetado das mudanças climáticas no escoamento de água superficial e na recarga de água subterrânea é variável, dependendo da região e do cenário climático considerado (IPCC, ), mas relaciona-se, em grande parte, com as mudanças previstas para a precipitação (IPCC, ; KROL et al., ). É previsto que a magnitude e a frequência de vazões máximas aumentem na maioria das regiões do planeta e que as vazões mínimas sejam menores em muitas regiões (MELLO et al., ).
Os rios no Nordeste do Brasil devem apresentar redução da vazão de até para alguns autores (MILLY et al., , RIBEIRO NETO et al.,) e aumento para outros (UK Met OFFICE, ). O rio Paraguaçu no Estado da Bahia apresentou ausência de modificação da vazão média anual com os resultados do modelo UKHI (Serviço Meteorológico da Inglaterra), redução média anual de com o modelo CCCII (Centro de Clima Canadense) e acréscimos na evapotranspiração (MEDEIROS, ).
Tabela 6.3 – Teste de hipótese segundo Mann-Kendall-Sem e declividade da tendência, Lázaro et.al. (2011) e Silveira et.al (2011) Modelos Teste de Hipótese Média do Século XX (mm) Desvio Padrão do Século XX (mm) Tendência Sec XXI (mm/ano) Variação percentual da Precipitação no final do século XXI com relação ao
Século XX