SISTEMAS METEOROLÓGICOS QUE CONTRIBUÍRAM PARA A CHEIA DO RIO ACRE EM 2015

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1 SISTEMAS METEOROLÓGICOS QUE CONTRIBUÍRAM PARA A CHEIA DO RIO ACRE EM 2015 Luiz Alves dos Santos Neto 1 ; Vanderlei Maniesi 1 ; Marcelo José Gama da Silva 2 ; Diego da Costa e Silva 2 ; Carlos Alexandre Santos Querino 3 ; Vera Lúcia Reis 4 ; Alan Pimentel 5 ; Ylza Lima 5 ; James Bezerra Gomes 6 Resumo O rio Acre apresenta característica hidrológica muito dinâmica em comparação aos demais rios amazônicos, por conta da variabilidade climática interanual e dos frequentes eventos extremos de chuvas e secas na bacia. Este trabalho teve como objetivo identificar os sistemas meteorológicos predominantes que proporcionaram a maior cheia do rio Acre ocorrida entre fevereiro e março de 2015 no estado do Acre. Foram utilizados dados de precipitação, tanto de estações hidrometeorológicas como de satélite. Para analise da circulação média da atmosfera, foram utilizados dados de reanalysis do NCEP. Observou-se que o período de maior quantidade de chuva em toda a bacia do rio Acre ocorreu entre os dias 18 e 24 de fevereiro de Neste período, ocorreram volumes superiores a 400 mm na região do alto rio Acre e entre 100 e 200 mm nas demais áreas da bacia. Durante está época, foi observado a presença de sistemas meteorológicos como a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) e da Alta da Bolívia (AB). Ambos os sistemas contribuíram fortemente para formar maior convergência (divergência) de massa em baixos (altos) níveis da atmosfera na região, o que proporcionou a organização de muita convecção em toda a área. Palavras-Chave Eventos Extremos; Precipitação; Amazônia. METEOROLOGICAL SYSTEMS THAT CONTRIBUTED TO THE ACRE RIVER FLOOD IN 2015 Abstract The Acre River presents a very dynamical hydrological pattern when compared with others amazon rivers, due to the inter-annual climate variability and the frequent extreme rainy and dry events over its basin. The main aim of this paper was to identify the meteorological systems that provided the highest flood in the Acre River that happened through February and March of 2015 in Acre state. Were used rainfall data from hydro-meteorological stations and satellites. To analyze the atmosphere circulation pattern reanalysis data from NCEP were used. It was observed the the period with the highest rain amount to all Acre River basin happened from 18th to 24th of February of Through this entire period to all high region of the Acre River were registered amount of rainfall upper than 400 mm and among 100 and 200 mm to the others area of the basin. Throughout this period was observed the South Atlantic Convergence Zone and the Bolivian High Pressure systems were activated. Both systems strongly contributed to the mass convergence (divergence) in low (high) levels of the local atmosphere, which organized convection in the entire area. Keywords Extreme Events; Rainfall; Amazonia. 1 Programa de Doutorado em Desenvolvimento Regional e Meio Ambiente, Universidade Federal de Rondônia (UNIR), Campus Porto Velho. luizmeteoro@gmail.com; 2 Sistema de Proteção da Amazônia (SIPAM), Centro Regional de Porto Velho, Divisão de Meteorologia e Climatologia; 3 Universidade Federal do Amazonas (UFAM), Instituto de Educação Agricultura e Ambiente (IEAA), Humaitá - AM; 4 Instituto de Mudanças Climáticas do Estado do Acre (IMC-AC); 5 Unidade de Situação de Monitoramento de Eventos Hidrometeorológicos do Estado do Acre, Secretaria de Meio Ambiente do Estado do Acre (SEMA); 6 Corpo de Bombeiros Militar do Estado do Acre, Comando de Defesa Civil do Estado do Acre (CBMAC - COMDEC). XX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

2 1. INTRODUÇÃO O rio Acre é um dos afluentes do rio Purus, que por sua vez é um dos principais afluentes da margem direita do rio Amazonas. Segundo ACRE (2012), o rio Acre corre na direção Oeste-Leste, nasce no Peru em cotas da ordem de 400 m aproximadamente e atinge cotas próximas de 100 m na sua foz. Seu alto curso atua como divisa natural entre Brasil, Peru e Bolívia e adentra em território brasileiro, percorrendo mais de 1190 km desde sua nascente até a sua foz na margem direita do rio Purus, na altura da cidade de Boca do Acre, já no estado do Amazonas (Nascimento, 2011) (Figura 1). Figura 1 Bacia hidrográfica do rio Acre e seus principais afluentes. A bacia do rio Acre, além de concentrar a maior parte da população do estado do Acre com aproximadamente 55% do total de habitantes do estado (IBGE, 2010) também concentra as maiores taxas de crescimento econômico (Latuf, 2011), tornando-a suscetível a alterações na paisagem em comparação as demais bacias hidrográficas acreanas, na qual já se observam altas taxas de desflorestamento devido ao avanço do arco do desmatamento na região (Trancoso, 2006). O rio Acre apresenta uma característica hidrológica muito dinâmica em comparação aos demais rios amazônicos. Muito da sua dinamicidade se dá pela variabilidade climática interanual e dos frequentes eventos extremos de chuvas e secas na bacia, que determinam aumentos e diminuições das vazões, que colocam frequentemente em risco a população residente nos bairros e as colocações rurais situadas nas planícies de inundação e em áreas meândricas (ACRE, 2015). O alto grau de vulnerabilidade das cidades que margeiam o rio Acre frente aos eventos hidrológicos extremos, em especial a cidade de Rio Branco, muito se deve ao processo de ocupação desordenada das cidades, onde as famílias se instalam em áreas inundáveis do rio graças ao baixo custo do terreno e da falta de planejamento urbano ou de desrespeito ao plano diretor municipal, tornando-se assim suscetíveis a inundação a partir do momento que a vazão do rio excede a capacidade da calha principal (RIO BRANCO, 2016). Em Rio Branco, todos os anos a cidade é atingida pelo fenômeno das enchentes, ora em maior intensidade ora em menor intensidade, transformando este extremo hidrológico num problema XX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2

3 histórico-social que, ao longo dos anos, vem acarretando grandes prejuízos econômicos e sociais à população e ao poder público (RIO BRANCO, 2016). Entre fevereiro e março de 2015 ocorreu a maior inundação já observada no rio Acre, onde todas as cidades situadas na sua margem sofreram inundações recordes. A cidade de Rio Branco foi a mais afetada pela cheia, principalmente por ser a maior área urbana que o rio Acre corta ao longo do seu curso natural, o que intensifica os impactos provocados pela inundação. Na capital do Acre, o rio Acre atingiu 18,40 metros no dia 05/03/2015, superando em 74 centímetros o último recorde histórico de cheia do rio, que foi de 17,66 metros no dia 14/03/1997, deixando aproximadamente 2900 famílias desabrigadas (RIO BRANCO, 2016) e provocando um prejuízo de mais de 70 milhões de reais apenas na cidade de Rio Branco (ACRE, 2015). O objetivo deste trabalho é analisar quais condições meteorológicas provocaram a maior cheia já observada na bacia do rio Acre, entre fevereiro e março de MATERIAL E MÉTODOS 2.1. Dados de estações hidrometeorológicas Para a realização deste trabalho foram utilizados dados diários de precipitação e de nível do rio Acre registrados entre os dias 01/02/2015 e 30/03/2015 nas estações da Rede Hidrometeorológica da Agência Nacional de Águas (ANA) nas cidades acreanas de Assis Brasil, Brasiléia, Xapuri e Rio Branco. Estes dados foram cedidos pelo Comando de Defesa Civil do estado do Acre (COMDEC- AC). Ressalta-se que as informações de nível do rio Acre em Xapuri durante o mês de março, onde há ausência de informações de nível, uma vez que as réguas de leitura de nível do rio foram levadas pela cheia no dia 01/03/2015 e nesse período foi colocada uma régua improvisada para que fosse possível dar continuidade nas medições de nível de rio. No entanto, somente por alguns dias deste mês houve registros nesta localidade Dados do satélite TRMM A informação da precipitação diária observada em toda a bacia foi obtida através da estimativa de precipitação do satélite Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM) da NASA usando o produto 3B43, cujo dados de precipitação são estimados não só pelo TRMM mas também de outros satélites ambientais, assim como dados de estações meteorológicas que integram a rede mundial de estações de superfície do Global Precipitation Climatological Center (GPCP) e o Climate Assessment and Monitoring System (CAMS) (Anderson et al. 2013). Os dados diários de precipitação total com espaçamento de 0,25 x 0,25 graus de grade foram extraídos usando o software ArcGIS. Os valores de precipitação total para toda a bacia foram calculados por pêntadas (5 dias consecutivos) para o período de 01/02/2015 a 01/04/2015 completando assim 12 pêntadas entre estes dias assim organizados: de 01/02 a 05/02 (P1), de 06/02 a 10/02 (P2), de 11/02 a 15/02 (P3), de 16/02 a 20/02 (P4), de 21/02 a 25/02 (P5), de 26/02 a 02/03 (P6), de 03/03 a 07/03 (P7), de 08/03 a 12/03 (P8), de 13/03 a 17/03 (P9), de 18/03 a 22/03 (P10), de 23/03 a 27/03 (P11) e de 28/03 a 01/04 (P12). Para cada uma destas pêntadas foi feito o cálculo da precipitação total média da bacia de 14 anos de dados do produto 3B43 do TRMM (de 2001 a 2014) e comparado estes dados médios com os observados em XX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3

4 2.3. Dados de circulação atmosférica Estas informações foram extraídas do projeto Reanalysis do National Center For Environmental Prediction / National Center of Atmospheric Research (NCEP/NCAR), que possui dados de diversos parâmetros meteorológicos para todo o globo em forma de grade com espaçamento de 2,5º x 2,5º graus, inclusive os dados de vento, usados neste trabalho. O software GrADS foi utilizado para manipular, plotar e gerar os gráficos de vento e de divergência de massa do período analisado nos níveis de 850 mb (baixos níveis da atmosfera) e 250 mb (altos níveis da atmosfera). 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES A figura 2 mostra a variação diária do nível do rio Acre e o volume diário de precipitação nas principais cidades localizadas a sua margem (Assis Brasil, Brasiléia, Xapuri e Rio Branco) entre 01/02/2015 e 31/03/2015. Com relação ao nível do rio, observa-se que o rio Acre na primeira quinzena de fevereiro estava diminuindo seu nível gradativamente nas cidades analisadas. O rio voltou a subir a partir do dia 18/02 em toda a bacia e de forma muito abrupta em alguns lugares. Em Assis Brasil, o nível do rio subiu de 3,77 metros para 12,17 metros em 24 horas e continuou subindo até o dia 20/02 quando atingiu o ápice da cheia (13,09 metros) para depois cair de forma gradual. Em Brasiléia o rio Acre também começou a subir no dia 18/02 quando estava com 3,35 metros e atingiu o seu máximo no dia 25/02 com 15,43 metros 5 dias após a máxima em Assis Brasil. Em Xapuri o rio Acre estava com 6,16 metros no dia 18/02 e atingiu seu máximo no dia 27/02 com 18,28 metros, 2 dias após a máxima de Brasiléia. Já em Rio Branco, capital do Acre, no dia 18/02 o rio Acre estava com 7,99 metros e chegou ao seu máximo no dia 05/03 com 18,40 metros, 6 dias após a máxima de Xapuri. (a) Figura 2 Variação diária do nível do rio Acre (a) em metros e da precipitação pluviométrica (b) em milímetros nas cidades de Assis Brasil, Brasiléia, Xapuri e Rio Branco. (b) XX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4

5 Durante o mês de março o nível do rio Acre em Assis Brasil, Brasiléia e Xapuri voltou a ficar abaixo dos 10 metros, elevando-se novamente acima deste valor entre os dias 05/03 e 10/03, porém não com a mesma proporção do que foi observado no mês anterior e rapidamente voltou ao normal. Apenas em Rio Branco o rio Acre manteve níveis elevados durante toda a primeira quinzena de março, apresentando uma redução mais significativa no nível do rio Acre somente na segunda quinzena de março. Com relação a precipitação verifica-se que na primeira quinzena de fevereiro nenhuma estação registrou volumes superiores a 30 mm, o que justifica os baixos níveis do rio Acre nas cidades analisadas neste período. Porém, na segunda quinzena foram registradas chuvas volumosas. Em Assis Brasil, somente no período entre os dias 18/02 e 24/02 foram acumulados 437,9 mm de chuva, dos quais 192,4 mm ocorreram só no dia 19. Nas demais cidades, ao longo de toda a segunda quinzena de fevereiro foi acumulado 289 mm em Brasiléia, 236,4 mm em Xapuri e 192,5 em Rio Branco, sendo que destes valores a maior parte caiu entre os dias 18 e 24/02. A precipitação total por pêntadas estimadas pelo produto 3B43 do satélite TRMM, observa-se na figura 3 que somente nas 3 primeiras pêntadas e na última é que o volume de chuva total precipitado na bacia do rio Acre entre fevereiro e março de 2015 foi inferior à média para o mesmo período. Já as demais pêntadas de 2015 tiveram valores bastante superiores as pêntadas médias, especialmente a pêntada 5 (1031 mm médios e 5014 mm registrados) e a 9 (969 mm médios e 3743 mm registrados) que tiveram volumes de 5 e 4 vezes superiores à média para este período, respectivamente. Figura 3 Precipitação total média (2001 a 2014) e observada em 2015, em milímetros, pelo produto 3B43 do satélite TRMM em toda a bacia do rio Acre separados por pêntadas entre fevereiro e março de A figura 4 mostra a circulação atmosférica e a divergência de massa nos níveis de 850 mb (baixos níveis) e 250 mb (altos níveis), sendo os dois parâmetros a média do período em que foi observado a maior concentração de precipitação, ou seja, entre 18/02 e 24/02. Neste período, em baixos níveis observa-se uma circulação no sentido norte-sul entre a Amazônia e o Sul do Brasil e uma circulação ciclônica indicando uma baixa pressão atmosférica entre o sul do Peru, noroeste da Bolívia. Esta circulação ciclônica proporcionou valores elevados de convergência de massa sobre o XX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5

6 estado do Acre neste período. Já em altos níveis, a circulação média neste período apresentou uma intensa circulação anti-ciclônica sobre o oeste do continente sul-americano. Este sistema é conhecido como Alta da Bolívia (AB) e é um dos principais sistemas meteorológicos formadores de convecção intensa e de precipitação na Amazônia (Molion, 1987). Também se observa altos valores de divergência de massa sobre grande parte da Região Norte do Brasil, inclusive sobre o Acre, provocados pela presença da AB na região. Com altos valores de convergência em baixos níveis e divergência em altos níveis da atmosfera é de se esperar que ocorra chuvas volumosas na região no período em análise. Figura 4 Circulação atmosférica média e divergência de massa média no período de 18/02/2015 a 24/02/2015 em 850 mb (esquerda) e em 250 mb (direita). Analisando as cartas sinóticas feitas pelo Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) no período em que ocorreu a maior concentração de precipitação na bacia do rio Acre (figuras 5a, 5b, 5c e 5d), observou-se que entre os dias 16/02 e 19/02 havia a organização de um sistema meteorológico conhecido como Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). O sistema se organizou no dia 16/02 fortalecendo-se no dia 17/02 e 18/02 estendendo-se até o sudoeste da Amazônia e enfraqueceu-se no dia 19/02. Este fenômeno é comum durante o verão austral e modula o regime de precipitação na porção sudoeste da Amazônia (Santos Neto, 2014), apresentando um padrão frontal estacionário de mais de 3 dias seguidos interagindo com a convecção tropical organizando uma faixa de nebulosidade no sentido NO-SE (Reboita et al., 2010) que vai desde a Bacia Amazônica até o oceano Atlântico Sul subtropical (Satyamurti et al., 1998) e afeta muitas regiões do Brasil com chuvas fortes e intensas (Vieira et al., 2014). XX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6

7 Figura 5 Cartas sinóticas da América do Sul em superfície com a ilustrações dos sistemas meteorológicos predominantes nos dias 16/02/2015 (a), 17/02/2015 (b), 18/02/2015 (c) e 19/02/2015 (d). Fonte: CPTEC. 4. CONCLUSÃO Este trabalho teve como objetivo identificar as condições meteorológicas predominantes que contribuíram para que o rio Acre tivesse a maior cheia de sua história entre fevereiro e março de 2015 no estado do Acre. Com todas as informações de precipitação, tanto de estações hidrometeorológica como de satélite, da circulação atmosférica e das cartas sinóticas traçadas, foi possível concluir que no período em que houve maior acúmulo de chuva (entre os dias 18 e 24/02) havia a presença de uma ZCAS, que se formou no dia 16/02 e enfraqueceu no dia 19/02, e também da AB, que manteve elevado os índices de divergência de massa em altos níveis da atmosfera, propiciando a profunda convecção sobre a área da bacia do rio Acre durante o período mais crítico, além da permanência do XX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7

8 fluxo convergente de massa em baixos níveis da atmosfera, que dava suporte para alimentar de umidade os sistemas convectivos que se organizavam na região. Com o conhecimento destas combinações atmosféricas será possível anteceder novos extremos hidrológicos e minimizar os impactos provocados por estes extremos em toda a área da bacia do rio Acre. REFERÊNCIAS ACRE (2012). Plano Estadual de Recursos Hídricos do Acre. SEMA, Rio Branco-AC, 243 p. ACRE (2015). Enchente 2015: Relatório de Avaliação de Danos e Prejuízos na Área Rural. GOVERNO DO ESTADO DO ACRE, Rio Branco-AC, 177 p. ANDERSON, L. O.; ARAGÃO, L. E. O. C.; ARAI, E. (2013). Avaliação dos Dados de Chuva Mensal para a Região Amazônica Oriundos do Satélite Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) Produto 3B43 Versões 6 e 7 para o Período de 1998 a In: Anais do XVI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto SBSR, Foz do Iguaçú-PR, pp LATUF, M. O. (2011) Modelagem Hidrológica Aplicada ao Planejamento dos Recursos Hídricos na Bacia Hidrográfica do Rio Acre. 240 f. Tese (Doutorado em Geografia) Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Estadual Paulista, Presidente Prudente-SP. INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA IBGE. (2010) Censo Demográfico Rio de Janeiro: IBGE. MOLION, L. C. B. (1987). Climatologia Dinâmica da Região Amazônica: Mecanismos de Precipitação. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 2(1), pp NASCIMENTO, J. A. S. (2011). Vulnerabilidade a Eventos Climáticos Extremos na Amazônia Ocidental: Uma Visão Integrada na Bacia do Rio Acre. 285 f. Tese (Doutorado em Planejamento Energético e Ambiental) COPPE, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro-RJ. REBOITA, M. S.; GAN, M. A.; ROCHA, R. P.; AMBRIZZI, T. (2010). Regimes de Precipitação na América do Sul: Uma Revisão Bibliográfica. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 25(2), pp RIO BRANCO (2016). Plano de Contingência Operacional de Enchente. PREFEITURA MUNICIPAL DE RIO BRANCO, Rio Branco-AC, 70 p. SANTOS, G. L. P. (2014). Resposta a Eventos Extremos na Região Trinacional - MAP - Amazônia Sul-Ocidental. In: Anais da LXVI Reunião Anual da Sociedade Brasileira para o Progresso da Ciência, Rio Branco-AC. SANTOS NETO, L. A. (2014). Variabilidade da Precipitação Horária em Porto Velho-RO e suas Tendências Anuais e Sazonais. 71 f. Dissertação (Mestrado em Desenvolvimento Regional e Meio Ambiente) Pós-Graduação em Desenvolvimento Regional e Meio Ambiente, Universidade Federal de Rondônia, Porto Velho-RO. SATYAMURTI, P.; NOBRE, C. A.; SILVA DIAS, P. L. (1998). South America. In: Meteorology and Hydrology of the Southern Hemisphere. Eds. Karoly DJ, Vincent, D. G., American Meteorological Society, Meteorological Monograph. v. 49, pp TRANCOSO, R. (2006). Mudanças na Cobertura da Terra e Alterações na Resposta Hidrológica de Bacias Hidrográficas na Amazônia. 132 f. Dissertação (Mestrado em Ciências de Florestas Tropicais) Pós-Graduação em Biologia Tropical e Recursos Naturais, Universidade Federal do Amazonas, Manaus-AM. VIEIRA, S. O.; OLIVEIRA, N. V.; SATYAMURTI, P.; ANDREOLI, R. V. (2014). Aplicação do Método FUZZY na Classificação da Zona de Convergência do Atlântico Sul no Sul da Amazônia. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 29(4), pp XX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 8