Simulações do AR4 e a Estação Chuvosa no Norte do Nordeste Brasileiro

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1 Simulações do AR4 e a Estação Chuvosa no Norte do Nordeste Brasileiro Domingo Cassain Sales¹, Alexandre Araújo Costa 2, Francisco das Chagas Vasconcelos Júnior³ ¹Universidade Estadual do Ceará UECE Mestrado Acadêmico em Ciências Físicas Aplicadas MACFA Avenida Paranjana, 1700 Fortaleza CE Brasil CEP: Fone: (85) domingosales@gmail.com 2 Universidade Estadual do Ceará UECE Mestrado Acadêmico em Ciências Físicas Aplicadas MACFA Avenida Paranjana, 1700 Fortaleza CE Brasil CEP: Fone: (85) Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos FUNCEME Avenida Rui Barbosa,1246 Aldeota, Fortaleza CE Brasil CEP: Fone: (85) ABSTRACT: Studies that served as basis for the Intergovernmental Panel for Climate Change's Fourth Assessment Report (IPCC's AR4) suggest that significant changes in climate dynamics may occur in association with the increase of the concentration of greenhouse gases, with strong regional impacts. Over Northeast Brazil, the models tend to converge, depending on the scenario, regarding the projected temperatures, but in general they diverge with respect to precipitation tendencies. However, particularly for the late 21 st century, in the A2 scenario, there is a tendency in the set of models used in the AR4 in moving Northeast Brazil's rainy season, increasing the pre-season/summer precipitation and reducing the post-season rainfall. An analysis of observed precipitation data over the state of Ceará in the last 60 years in fact shows a shift in the rainy season with such characteristics. Palavras-chave: Mudança climática, estação chuvosa, Nordeste Brasileiro 1 - INTRODUÇÃO A dinâmica do clima planetário combina o efeito de processos naturais e da ação antropogênica (ARTAXO, 2007). Com a preocupação dos graves riscos que o planeta corre com o ritmo acelerado do aquecimento global, em 2007, o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas IPCC ( Intergovernmental Panel on Climate Change) divulgou seu quarto relatório de avaliação, a partir de resultados simulados de Modelos de Circulação Global MCG de vários centros do globo com base em cenários de emissões de gases de efeito estufa. Projeções do IPCC apontam para que o aquecimento esperado ao longo do século XXI sobre a América do Sul deva ser mais intenso, em grande parcela do continente, àquele cogitado como média global (CHRISTENSEN et al. 2007). No que diz respeito ao semi-árido nordestino, segundo os autores acima citados, o multimodelo aponta, no cenário A1B, para um aquecimento entre 2,5 a pouco mais de 3,0 graus na média anual para o período comparada com aquela para o período No que diz respeito aos padrões de precipitação, o principal consenso se dá em torno da redução de chuvas durante o inverno austral (estação chuvosa do leste do NEB e pós -estação do norte dessa região), atribuída principalmente a mudanças projetadas nos padrões do El Niño (CAZES BOESIO et al. 2003). Em relação à região do Nordeste Brasileiro NEB, os MCGs concordam quanto a um aquecimento, seja no cenário A2 (pessimista) em maior grau, ou no cenário B1 (otimista)

2 em menor grau, mas discordam quanto à anomalia do fluxo de precipitação (SALES, 2010). O presente trabalho discute essa divergência entre os modelos e utiliza dados observacionais para formular hipóteses acerca de mudanças no comportamento da estação chuvosa do NEB num contexto de aquecimento global. 2 MATERIAL E MÉTODOS Dados observacionais foram obtidos a partir do banco de dados da Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos, através de seu site ( com ênfase para a série mensal de precipitação media sobre o estado do Ceará nos últimos 60 anos. Também foram extraídos do site do IPCC ( -data.org/ar4/varprecipitation_flux-change.html) dados de 30 anos de precipitação para 3 períodos ( , , ), para os cenários A2 e B1, de 10 modelos globais (1- CSIRO-MK3, 2- GFDL-CM2.1, 3- NASA-GISS-ER, 4- UKMO-HadCM3, 5- INM-CM3.0, 6- IPSL-CM4.0, 7- NIES-MIROC3.2(medres), 8- MPIM-ECHAM5, 9- MRI-CGCM 2.3.2, 10- NCAR- CCSM3). A região selecionada cobre o Estado do Ceará, situado no NEB: 2,5S a 8S e 41,5O a 37O. Foram feitas quatro análises qualitativas, envolvendo os 10 modelos e a média deles (MM média dos modelos), a saber: 1) Se a longo prazo (transição do período de para ) houve uma redução ou um aumento da precipitação média anual; 2) Se a longo prazo houve uma redução ou aumento da precipitação média para os trimestres em estudo; 3) Se a curto prazo (transição do período de para , e transição do período de e 2070 para 2099) houve uma redução ou aumento da precipitação anual média; e 4) Se a curto prazo houve redução ou aumento da precipitação média para os trimestres em estudo. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1 Análise da chuva observadas Analisando-se dados observados da chuva acumulada do Estado do Ceará nos últimos 60 anos e obtendo uma linha de tendência para os trimestres em estudo, percebe-se uma tendência crescente para os três primeiros trimestres (Figura 1a, 1b, e 1c) e uma tendência decrescente para os trimestres restantes (Figura 1d, 1e, 1f). As tendências do fluxo de precipitação em milímetros por década foram respectivamente +11,6; +12,5 e +4,2 para os trimestres DJF (dezembro, janeiro, e fevereiro), JFM (janeiro, fevereiro, março), e FMA (fevereiro, março, abril) e, para os trimestres restantes, foram, respectivamente -1,3; -4,8 e -5,4 para MAM (março, abril e maio), AMJ (abril, maio e junho) e MJJ (maio, junho e julho). 3.2 Cenários do IPCC A Tabela 1 mostra a média do fluxo de precipitação anual e para cada trimestre em estudo da MM, para os dois cenários avaliados, e para os 3 períodos de 30 anos. No cenário A2, para o fluxo de precipitação média anual, a longo prazo, 5 modelos indicam aumento e 5 modelos indicam redução, enquanto a MM permanece praticamente inalterada. A curto prazo, 4 modelos indicam aumento seguido de aumento, 3 modelos indicam redução seguida de aumento e 3 modelos indicam redução seguida de redução; a MM indica redução seguida de aumento. Em DJF, 7 modelos indicam aumento a longo prazo, enquanto que apenas 3 indicam redução e a MM indica aumento. A curto prazo, 6 modelos indicam aumento seguido de aumento, 2 modelos indicam redução seguida de aumento e 2 modelos indicam redução seguida de redução. A MM indica aumento seguido de aumento. Em JFM, a configuração se mantém igual para a transição de períodos a longo prazo - 7 modelos indicando aumento, 3 indicando redução e a MM indicando aumento. A curto prazo, a configuração se altera pouco,

3 com 5 modelos indicando um aumento seguido de aumento, 2 modelos indicando redução seguida de aumento e 3 modelos, redução seguida de redução. A MM mostra uma redução seguida de aumento. Já em FMA, há uma redução de modelos que indicam, a longo prazo, aumento de precipitação, comparado aos trimestres analisados anteriormente: 5 modelos indicam aumento e 5 redução, a MM indica aumento. A curto prazo, há também uma modificação: 3 modelos indicam aumento seguido de aumento, 3 indicam redução seguido de aumento, 1 indica aumento seguido de redução e 3 indicam redução seguido de redução. A MM indica redução seguida de aumento. Em MAM, 5 modelos indicam aumento e 5 redução da precipitação a longo prazo, mantendo a configuração do trimestre anterior, mas a MM indica redução. A curto prazo, 3 modelos apresentam aumento seguido de aumento, 3 apresentam redução seguido de aumento, e 4 apresentam redução seguido de redução. A MM apresenta uma redução seguida de aumento. Para o trimestre AMJ, 7 modelos indicam redução a longo prazo, enquanto 3 apresentam aumento e a MM indica redução. A curto prazo, apenas 2 apresentam aumento seguido de aumento, 4 indicam redução seguido de aumento, 2 indicam aumento seguido de redução e 2 indicam redução seguida de redução. A MM indica redução seguida de redução. Finalmente, em MJJ, 8 modelos indicam redução a longo prazo, enquanto que apenas 2 indicam aumento e a MM indica redução. A curto prazo, 2 indicam aumento seguido de aumento, 2 indicam redução seguido de aumento, 2 indicam aumento seguido de redução e 4 indicam redução seguida de redução. A MM indica redução seguida de redução. Figura 1 - Linha azul: chuva acumulada (em mm/ano) no Estado do Ceará nos últimos 60 anos ( ), para cada trimestre que envolve os meses do verão e outono austral, e a estação de pós-chuva; linha preta: linha de tendência para cada trimestre. a) DJF. b) JFM. c) FMA. d) MAM. e) AMJ. f) MJJ (Fonte: FUNCEME).

4 Tabela 1 Dados da média dos modelos para os 2 cenários do IPCC, para os 3 períodos de climatologia de 30 anos da média da precipitação anual (em mm), na região mostrada na figura 2, os valo res azuis significam aumento de um período para outro, os vermelhos significam redução. Cenário A2 B1 Período Anual 1132, , , , , ,25 DJF 495,05 496,28 512,47 507,25 516,92 509,1 JFM 644,35 642,28 664,28 645,79 659,55 659,2 FMA 673,13 664,46 678,63 662,52 678,75 683,19 MAM 543,94 532,65 534,09 528,55 543,74 545,11 AMJ 325,05 314,01 309,77 317,8 327,47 322,63 MJJ 133,09 124,54 122,96 130,97 133,44 129,91 No cenário B1, para o fluxo de precipitação média anual, a longo prazo, 6 modelos indicam aumento, 4 modelos indicam redução e a MM indica aumento. A curto prazo, 2 modelos indicam aumento seguido de aumento, 1 modelo indica redução seguida de aumento, 3 modelos indicam aumento seguido de redução e 3 modelos indicam redução seguida de redução; a MM indica aumento seguido de redução. Em DJF, 5 modelos indicam aumento a longo prazo, enquanto outros 5 indicam redução e a MM indica aumento. A curto prazo, 3 modelos indicam aumento seguido de aumento, 2 modelos indicam redução seguida de aumento, 2 modelos indicam aumento seguido de redução e 3 modelos indicam redução seguida de redução. A MM indica aumento seguido de redução. A longo prazo, no trimestre JFM, 7 modelos indicam aumento, 3 indicam redução e a MM indica redução. A configuração se mantém igual para a transição de períodos a curto prazo, com 3 modelos indicando aumento seguido de aumento, 2 modelos indicando redução seguida de aumento, 2 indicando aumento seguido de redução e 3 indicando redução seguida de redução. A MM mostra um aumento seguido de redução. No trimestre FMA, a longo prazo, há uma redução da quantidade de modelos que indicam aumentos do fluxo precipitação comparado ao trimestre avaliado anteriormente, mas um aumento comparado ao primeiro trimestre, sendo que 6 modelos indicam aumento, 4 indicam redução e a MM indica aumento. A curto prazo, há também uma modificação: 4 modelos indicam aumento seguido de aumento, 1 indica redução seguida de aumento, 2 indicam aumento seguido de redução e 3 indicam redução seguido de redução, A MM indica um aumento seguido de aumento. Para MAM, 6 modelos indicam aumento e 4, redução da precipitação a longo prazo, mantendo a configuração do trimestre anterior, e a MM indica aumento. A curto prazo, 3 modelos apresentam aumento seguido de aumento, 1 redução seguida de aumento, 3 apresentam aumento seguido de redução e 3, redução seguida de redução. A MM apresenta um aumento seguido de aumento. Em AMJ, 5 modelos indicam redução a longo prazo, enquanto 5 apresentam aumento e a MM indica aumento. A curto prazo, apenas 2 apresentam aumento seguido de aumento, 2 indicam redução seguida de aumento, 3 indicam aumento seguido de redução e 3 indicam redução seguida de redução. A MM indica aumento seguido de redução. No último trimestre avaliado (MJJ), 6 modelos indicam redução a longo prazo, enquanto que 4 indicam aumento e a MM indica redução. A curto prazo, 1 indica aumento seguido de aumento, 1 indica redução seguido de aumento, 5 indicam aumento seguido de redução, 2 indicam redução seguida de redução e 1 indica uma manutenção seguida de aumento. A MM indica aumento seguido de redução.

5 4 - CONCLUSÕES A análise na evolução da precipitação observada nos três primeiros trimestres estudados (DJF, JFM, FMA) mostra uma tendência positiva da chuva acumulada, em contraste com uma tendência negativa para os trimestres restantes. Este aumento da precipitação nos trimestres de verão e início do outono com redução na precipitação nos trimestres de final de outono e inverno é um padrão que pode estar relacionado a modificações nos padrões das monções da América do Sul na segunda metade do século XX. Apesar de serem consistentes, no entanto, mais estudos observacionais e de modelagem são necessários para que se afirme a existência de uma relação direta entre o aquecimento global (e seu reflexo regional sobre o continente sul-americano) e essa possível tendência de deslocamento da estação chuvosa do NEB. Analisando qualitativamente os dados de modelos globais, nos cenários do IPCC, para o século XXI, percebe-se que no cenário A1, essa mesma tendência da mudança da quadra chuvosa é mais visível, em comparação com o cenário B2. Apesar de haver um grande espalhamento no comportamento dos modelos, com algum deles indicando, independente do cenário, aumento contínuo ou redução contínua das chuvas, no cenário A1 é particularmente forte a sinalização de 7 modelos indicarem aumento das chuvas em DJF ao mesmo tempo em que 8 modelos indicam redução das chuvas em MJJ. Novamente, esse padrão é compatível com alterações no sistema de monções causadas por uma elevação maior da temperatura sobre o continente sul-americano do que sobre o oceano. 5 - AGRADECIMENTOS O primeiro autor agradece à Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico (FUNCAP), pela concessão de bolsa de mestrado. Este trabalho é financiado pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) através do Projeto CONBINE (Processo /2008-4). 6 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARTAXO, P. Mudanças climáticas. Caros Amigos especial: Aquecimento global. São Paulo, n.34, p.4-7, CAZES BOEZIO, G., ROBERTSON, A.W..MECHOSO, C.R. 2003: Seasonal dependence of ENSO teleconnections over South America and relationships with precipitation in Uruguay. Journal of Climate., 16, CHRISTENSEN, J.H., CARTER, T.R., RUMMUKAINEN, M. AMANATIDIS, G. 2007: Evaluating the performance and utility of regional climate models: the PRUDENCE project. Clim. Change, doi: /s SALES, D.C. Cenários de mudança climática para o Nordeste Brasileiro. Monografia (Bacharelado em Física). Universidade Estadual do Ceará, Fortaleza-CE, 2010.