Precipitações na Bacia Hidrográfica do Alto Jaguaribe 188 6.3 Vazões na Bacia Hidrográfica do Alto Jaguaribe

6.4 Potencial de Alocação (Q90) ... 189 6.5 Recomendações para estudos futuros... 190 REFERÊNCIAS... 191 APÊNDICE A... 200 APÊNDICE B... 212 APÊNDICE C... 226

1 INTRODUÇÃO

As alterações nas condições climáticas previstas para o presente século têm gerado preocupação mundial, sendo o aquecimento médio global uma das grandes questões que se sobressaem neste contexto. Logo, o mundo inteiro está voltado às consequências das alterações no clima, principalmente no que diz respeito às variáveis que representam o clima, tais como: precipitação, temperatura, vento, radiação solar e umidade relativa do ar. Por conta disso, uma gama considerável de temores assola os setores da agricultura, pecuária, indústria, geração de energia, recursos hídricos e abastecimento humano, uma vez que estão inteiramente interligados a estas variáveis.

Nas condições climáticas atuais, além dos veículos de comunicação, diversas pesquisas têm mostrado que algumas regiões do planeta vêm sofrendo com extremos climáticos – ondas de frio, de calor, tempestades cada vez mais severas, abalos sísmicos etc (HUBER & GULLEDGE, 2011; KUNKEL et al., 2013; PETERSON et al., 2013). Não destoando desta linha, o Nordeste Brasileiro vem registrando períodos secos cada vez mais expressivos, o que afeta diretamente a disponibilidade hídrica da região. Logo, analisar, a curto, médio e longo prazo, o grau de influência das alterações climáticas nas variáveis que afetam a disponibilidade hídrica é de suma importância para os diversos setores, em especial para a agricultura e o abastecimento humano.

O Estado do Ceará, localizado na faixa equatorial do planeta, sofre influência da radiação solar praticamente o ano inteiro, tendo como consequência temperaturas consideravelmente elevadas, sendo isto mais acentuado na região do semiárido. Toda esta energia advinda do sol influencia diretamente o processo de evaporação da água presente no solo e em corpos hídricos, e a transpiração das plantas, processos que, quando somados, resultam no que se denomina evapotranspiração.

Assim sendo, em virtude da baixa disponibilidade dos recursos hídricos, sobretudo em regiões áridas, onde a água é o fator limitante, torna-se imprescindível a determinação desse volume de água que é “perdido” diariamente para a atmosfera, uma vez que esta informação sobre evapotranspiração torna-se indispensável para a gestão e o monitoramento dos recursos hídricos. Além disso, essa informação traz consigo um grande ganho para o sistema de Alocação de água, uma vez que os modelos hidrológicos utilizam como dados de entrada a evapotranspiração e por ser uma região que apresenta grande irregularidade pluviométrica, torna-se fundamental ter a garantia de vazão com permanência de 90% ao logo do tempo,

conhecida por (Q90).

Segundo Alencar et al. (2011), a evapotranspiração é o principal responsável pela perda de água nas bacias hidrográficas, e exerce grande influência sobre os processos hidrológicos, sendo estreitamente relacionada à dinâmica da umidade do solo, à recarga dos aquíferos e ao escoamento superficial.

Desta forma, estudos e inovações tecnológicas são indispensáveis ao enfrentamento dos desafios do presente e do futuro da sociedade, quanto à disponibilidade e à qualidade dos recursos hídricos. Mesmo diante de inúmeras pesquisas já realizadas, nos mais diversos campos das ciências do meio ambiente que estudam o sistema solo-planta-atmosfera, tais como: Meteorologia, Hidrologia, Agrometeorologia, Agronomia, dentre outras, ainda não se chegou a um consenso em relação ao cálculo da evapotranspiração.

A evapotranspiração é o processo simultâneo de transferência natural de água no estado de vapor, da superfície do globo para a atmosfera, por evaporação e por transpiração (PEREIRA et al., 2002), sendo um dos componentes mais difíceis de se quantificar no balanço hídrico.

A evapotranspiração requer suprimento de energia, que provém da radiação solar, sendo, portanto, mais elevada no verão, quando os dias são mais longos e a radiação solar incidente é maior. Nos trópicos, a energia solar e a evapotranspiração são significativamente mais elevadas que em regiões de clima temperado ao longo do ano (CAMARGO & CAMARGO, 2000).

Segundo Roque e Sansigolo (2000 apud MOURA, 2009), estimativas confiáveis de evapotranspiração regional são essenciais no planejamento e gerenciamento de recursos hídricos para fins hidrológicos, agrícolas e ambientais. A variabilidade climática pode provocar impactos nos diversos setores: econômico, social, agrícola e no regime hidrológico de uma região.

Assim sendo, estudar a vulnerabilidade e os impactos de uma potencial modificação climática sobre os recursos hídricos, tendo como base o planejamento de medidas mitigadoras, a fim de enfrentar os reflexos disto a nível local e/ou regional, torna-se crucial. Para isso, pode- se elaborar um plano de ações emergenciais a curto, médio e longo prazos, junto aos órgãos competentes.

Segundo Adam (2011), mudanças nas variáveis de clima têm sido relacionadas à emissão de gases causadores do efeito estufa. O efeito causado na atmosfera ao interagir com os processos naturais no clima sugere futuras mudanças climáticas. Um exemplo disto seria o provável aumento de temperatura do globo devido ao aumento de emissão de CO2.

Muitas projeções climáticas futuras, realizadas a partir de dados de Modelos Climáticos Globais (MCG), têm o intuito de verificar os possíveis impactos no planeta e seus reflexos na sociedade de maneira geral. Segundo o 5º Relatório de Avaliação (AR5) do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC), as concentrações de CO2, metano e óxido nitroso têm aumentado para níveis sem precedentes. Como exemplo, as concentrações de CO2 aumentaram em 40% desde o período pré-industrial.

Apesar de existirem grandes incertezas envolvidas no processo, estes modelos são tidos por grande parte da comunidade científica como a melhor ferramenta disponível, pois, além de levarem em conta os compartimentos climáticos (atmosfera, oceanos, vegetação, solos etc.) e suas interações, permitem simular prováveis cenários de evolução do clima para vários cenários de emissões dos gases de efeito estufa (ADAM, 2011).

Neste sentido, diversas metodologias têm utilizado os resultados de eventuais mudanças nas variáveis de clima previstos pelos MCGs como dados de entrada de modelos hidrológicos, meteorológicos etc.

Para tanto, foram considerados dois cenários de mudanças climáticas, o RCP4.5 e o RCP8.5, do Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5). Foi adotado a Evapotranspiração Potencial, como sendo igual a Evapotranspiração de referência, denominada de (ETo), em mm/dia, e foram estimadas pelos seguintes métodos: (a) o método padrão estabelecido pela Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), conhecido por Penman-Monteith FAO56 (ALLEN et al., 1998); (b) o método de Hargreaves-Samani (1985); e (c) o método de Penman-Monteith FAO56 considerando velocidade constante do vento de 2m/s.

1.1 Objetivos

Este trabalho tem como objetivo analisar o impacto das mudanças climáticas na evapotranspiração potencial (ETo) no Estado do Ceará, assim como no setor de recursos hídricos, utilizando dados dos Modelos Globais do Coupled Model Intercomparison Project

Phase 5 (CMIP5), para os cenários RCP4.5 e RCP8.5.

1.1.1 Geral

Avaliar os impactos de possíveis cenários de mudanças climáticas (nos próximos 100 anos) na estimativa da evapotranspiração potencial (ETo) no Estado do Ceará, além de

utilizar dados de ETo em conjunto com dados de precipitação para simular vazões futuras, através do modelo determinístico de simulação hidrológica do tipo chuva-vazão, o SMAP (Soil

Moisture Accounting Procedure), desenvolvido por Lopes em 1981.

1.1.2 Específicos

• Análise do impacto da falta de tratamento dos dados nas conclusões sobre tendências observadas nas variáveis: temperaturas máxima, mínima, média, umidade relativa do ar, vento, além da ETo (mensal, semestral e anual); • Comparação entre os métodos de Penman-Monteith FAO56 e Hargreaves-

Samani, a partir de dados observados e de Modelos Climáticos Globais; • Avaliação das mudanças de clima em termos de Evapotranspiração Potencial

no Estado do Ceará.

• Verificação da relação entre as Evapotranspirações Potenciais ETPs dos métodos de Penman-Monteith FAO56 e Hargreaves-Samani, para fins de obter a relação Penman-Monteith FAO56 em função de Hargreaves-Samani no cenário de mudanças climáticas;

• Identificação das mudanças de clima em termos de Evapotranspiração Potencial e Precipitação, variáveis básicas da modelagem hidrológica ao nível de Bacia Hidrográfica, tendo como estudo de caso a bacia de contribuição do Reservatório Orós;

• Avaliação do impacto das mudanças de clima em termos das vazões afluentes ao Orós, e do Potencial de Alocação (Q90).

• Análise da influência das variáveis nas projeções da ETo estimada por Hargreaves-Samani, no cenário de mudanças climáticas.