MUDANÇAS CLIMÁTICAS, USO DO SOLO E RECURSOS HÍDRICOS NO BRASIL: UMA BREVE REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

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1 MUDANÇAS CLIMÁTICAS, USO DO SOLO E RECURSOS HÍDRICOS NO BRASIL: UMA BREVE REVISÃO BIBLIOGRÁFICA VANDERLEI DE OLIVEIRA FERREIRA 1 KARLA RAMOS DE OLIVEIRA 2 MARIANA MENDES SILVA 3 RESUMO: O conhecimento da variabilidade e mudanças climáticas é de suma importância para a gestão dos recursos naturais e planejamento das atividades produtivas em geral. Sabe-se que, dentre os efeitos das mudanças climáticas, destacam-se alterações no perfil dos tipos climáticos regionais, com consequências nos recursos hídricos, tendo em vista as alterações no ritmo da pluviosidade e das vazões. O objetivo deste texto é apresentar resultados de leituras feitas na tentativa de compreender os fatores antropogênicos que contribuem para as mudanças climáticas globais, enfatizando a questão dos impactos nos recursos hídricos, especialmente no Brasil. Os efeitos do uso do solo no regime de vazões também foram considerados, já que ocorrem justapostos aos relacionados às mudanças climáticas. Palavras-chave: Mudanças climáticas; Climas regionais; Uso do solo; Vazões. ABSTRACT: The knowledge of the variability and climatic changes is of big importance for the management of natural resources and planning of productive activities in general. It is known that between the effects of climate change, stands out changes in the profile of the regional climate types, with consequences on water resources, in view of the changes in the rhythm of the rainfall and discharges. The objective of this text is to present results of readings in the attempt of understand the anthropogenic factors that contribute to global climate changes, emphasizing the issue of the impacts in the water resources, especially in Brazil. The effects of land use in the discharge regime were also considered, since occur juxtaposed to those related to climate change. Keywords: Climate changes; Regional climates; Land Use; Discharges. 1 - Introdução Estudos elaborados em respeitadas universidades e agências de pesquisa demonstram que as temperaturas atmosféricas globais estão aumentando por razões antropogênicas e desencadeando um quadro de mudanças climáticas. Verifica-se que aquecimento e resfriamento sempre foram observados na Terra por razões intrínsecas à 1 Doutor em Geografia, Professor da Universidade Federal de Uberlândia, vanderlei.ferreia@ufu.br 2 Bacharel em Geografia pela Universidade Federal de Uberlândia, karlaramos.oliveira@hotmail.com 3 Mestre em Geografia pela Universidade Federal de Uberlândia, marianamendes_01@yahoo.com.br 582

2 própria evolução do sistema climático, mas admite-se que o clima terrestre está sendo afetado consideravelmente pelas emissões de gases de efeito estufa, especialmente a partir do século passado. Dentre os vários setores impactados, sabe-se que a disponibilidade quantitativa e qualitativa de recursos hídricos é influenciada pelas mudanças climáticas. Além disso, o crescimento populacional e crescente urbanização, num cenário de aumento das temperaturas, provocarão incremento da demanda hídrica, incluindo aumento da evapotranspiração. FERREIRA et. al. (2015) avaliaram cenários de mudança climática para o ano de 2080 para a bacia do Rio Grande, no Sudeste brasileiro, e concluíram que, embora seja provável um aumento da pluviosidade na estação chuvosa, a queda da umidade relativa do ar e aumento da temperatura causará elevação da deficiência hídrica na bacia. Enfim, já existe preocupação quanto aos impactos das mudanças climáticas na disponibilidade futura de água não somente para consumo humano, mas também para a manutenção dos ecossistemas. O objetivo deste artigo é abordar, mediante revisão bibliográfica, os possíveis fatores envolvidos nas mudanças climáticas, dando ênfase aos prováveis impactos na disponibilidade de recursos hídricos no Brasil, a partir do de relatórios governamentais e outros estudos publicados sobre o assunto. 2 - O clima e as mudanças climáticas A climatologia é uma ciência que procura explicar o clima, justificar sua diversidade espacial e como isso é relacionado com outros elementos naturais e quais são suas relações com as atividades humanas. A climatologia está intimamente ligada à meteorologia, que trata do dia-a-dia das condições atmosféricas e suas causas (CRITCHFIELD, 1983). As condições da atmosfera tem grande influência nas várias atividades dos humanos, pois o ar, o alimento, a maneira como vivem, se abrigam e a água que ingerem estão relacionados com o ritmo climático. Por isso, governos e empresas investem e têm promovido avanços tecnológicos nos instrumentos de observações, transmissões e análises de dados, o que tem gerado substancial progresso da meteorologia e climatologia. Com os estudos climáticos, o ser humano pretende entender e controlar os processos atmosféricos, tentando prever e entender os eventos para que, dessa forma, previna, altere ou domine quando possível suas variabilidades (AYOADE, 1996). A variabilidade climática é gerada pela combinação das escalas tanto temporais quanto espaciais dos fenômenos atmosféricos. Estas variações podem ser representadas por 583

3 mudanças de temperatura, nebulosidade, chuvas, entre outros, podendo ser estendidas em termos cronológicos (ANGELOCCI E SENTELHAS, 2007). Mudanças do clima ou mudanças climáticas ocorrem quando, por um extenso espaço de tempo, as flutuações climáticas ocasionam uma mudança no tipo de clima predominante sobre certa área (AYOADE, 1996). Na verdade, o clima é determinado por dois importantes fatores: a natureza dos elementos e suas interações que formam o sistema climático terrestre e a natureza das probabilidades geofísicas exteriores ao sistema climático e as influências exercidas sobre ele. Existem muitos fatores que contribuem para as mudanças do clima. Nesse sentido, se analisarmos as mudanças climáticas na perspectiva das causas naturais o clima é regulado por várias interações entre a atmosfera, hidrosfera, criosfera e a biosfera, formando um sistema complexo que tem sofrido modificações em distintas eras geológicas, sendo assim, em contínua e frequente transformação. Por exemplo, a partir da Era Mesozoica, o movimento dos continentes tem provocado mudanças na circulação atmosférica, tanto oceânicas quanto continentais, com interferência direta nas características climáticas globais (TEODORO; AMORIM, 2008). A oscilação é natural e ocorre em intervalos irregulares. A partir do século XIX os níveis de elementos constituintes da atmosfera, responsáveis pelo efeito estufa passaram a aumentar rapidamente na atmosfera. A figura 1 mostra as concentrações de dióxido de carbono, metano e óxido nitroso ao longo dos últimos anos (gráficos grandes) e desde 1750 (encartes inseridos). As medições são obtidas a partir de testemunhos de gelo (símbolos com diferentes cores para os diferentes estudos) e amostras atmosféricas (linhas vermelhas). Os forçamentos radiativos correspondentes são mostrados nos eixos do lado direito dos painéis grandes (IPCC, 2007, p.04). A influência humana na variabilidade e mudanças climáticas é fortemente considerada nos Estados Unidos pela NASA (National Aeronautics and Space Administration), NOAA (National Oceanic e Atmospheric Administration) e pela ONU, através do IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). Os relatórios argumentam que as mudanças recentes no clima terrestre são quase improváveis em razão da variabilidade interna do mesmo. Na verdade, de acordo com Marengo (2008), o forçamento natural (solar e vulcânico) nas últimas duas décadas ou mais, pode ter sido negativo. As avaliações demonstram que a variabilidade natural do clima simulada, a interna e naturalmente forçada, não explica o aquecimento verificado durante a segunda metade do século XX (Figura 2). Observa-se que as anomalias globais de temperatura, ( ) 584

4 para forçamento solar e vulcânico (a), forçamento antropogênico (b) e combinação dos forçamentos naturais e antropogênicos (c) indicam que o aquecimento é resultante da ação antrópica sobre o sistema climático global (MARENGO, 2008). Figura 1: Mudanças nos gases de efeito estufa a partir de dados de testemunho de gelo e dados modernos. Fonte: IPCC (2007, p.04) 585

5 Os relatório do IPCC alertam sobre o aumento médio global das temperaturas entre 1,8 C e 4,0 C até o ano de 2100, correndo o risco deste número ser ainda maior (6,4 C). Considerando os resultados dos modelos A2 e B2 do IPCC, entre os anos de 2071 e 2100 a temperatura pode variar positivamente entre 4 e 8 C na Amazônia e de 2 a 4 C no Nordeste brasileiro. No Centro-Oeste e Sudeste a temperatura pode variar de 4 a 6 C, enquanto que no Sul seria de 2 a 4 C. Figura 2 Simulação de temperaturas médias anuais globais. Fonte: Marengo (2008, p.25) 3 - Mudanças climáticas e recursos hídricos Ainda não é fácil avaliar o quanto as mudanças climáticas influenciam nos eventos de chuvas. A intensa oscilação atual nas alturas pluviométricas pode estar relacionada à variabilidade natural do clima (Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas - PBMC, 2013). De qualquer modo, para Marengo (2009), a intensa variabilidade pluviométrica tem atingido gravemente o Brasil nos últimos anos. Eventos pluviais extremos causam enormes desastres econômicos e comprometem vidas humanas. Certamente as mudanças climáticas terão impactos significativos no ciclo hidrológico, assim como nos demais ciclos biogeoquímicos, proporcionando mudanças na disponibilidade temporal e espacial de água. Segundo Tundisi (2008), a proporção destas 586

6 alterações varia de acordo com as especificidades locais, dado que as bacias hidrográficas desfrutam de posicionamento territorial e características peculiares e, desta maneira, irão responder de forma diferenciada às alterações climáticas. Segundo o PBMC (2013), as mais importantes fontes de variabilidade interanual das chuvas no território brasileiro são a oscilação do Oceano Atlântico Tropical e Sul, La Niña e El Niño. Algumas tendências identificadas na precipitação podem ser esclarecidas por mudanças de fase em oscilações decadais. Os oceanos tropicais anormalmente mais quentes sobre o Pacífico e o Atlântico (espera-se um cenário futuro de aquecimento global) podem influenciar o gradiente de pressão entre continentes e oceanos, alterando a dinâmica de circulação regional (células de Hadley e Walker e baixos níveis de jatos ao leste dos Andes). As alterações no gradiente de pressão poderão gerar redução no deslocamento de umidade para o continente, diminuindo as probabilidades de formação de nuvens convectivas, explicando assim as possibilidades de chuva abaixo do normal em algumas regiões brasileiras (PBMC, 2013). Para Gleick (2000) a crise da água é o resultado de um conjunto de problemas ambientais agravados com questões econômicas e de falta de desenvolvimento. A esse respeito, segundo Marengo et al. (2011), cerca de 41 milhões de habitantes da região semiárida e seu entorno sofrerá com problemas de abastecimento. Enfrentarão crise de abastecimento de água até 2025 mais de 70% das cidades do semi-árido nordestino com população acima de habitantes. Segundo Marengo et al (2011), a Amazônia é a região do país que possui melhor preservação de seus recursos naturais, mas está sendo extremamente afetada pelo avanço da pecuária e agricultura, especialmente levando em consideração que a região devastada está em áreas de cabeceiras de rios tais como Tocantins, Xingu e Tapajós. Caso não haja ordenamento racional da ocupação da região, haverá grandes consequências em vastas áreas nos setores de jusante dos rios. Para a Amazônia, os modelos indicam reduções de 10% na distribuição de chuvas e elevação de temperatura de 1º a 1,5ºC até 2040, mantendo a tendência de redução de 25% a 30% nas chuvas e elevação de temperatura entre 3º e 3,5ºC no período , de modo que, no final do século ( ), as alterações serão mais críticas, com clima consideravelmente menos chuvoso (diminuição de 40% a 45% nas chuvas) e muito mais aquecido (aumento de 5º a 6ºC de temperatura). As projeções de mudanças da distribuição de chuvas dos modelos globais do IPCC (2007) para áreas quentes ainda são inconclusivas e incertas, porém a média de todos os modelos realmente é indicativa de provável diminuição das chuvas em regiões como o leste 587

7 e o nordeste da Amazônia. Os modelos sugerem, ainda, aumento de chuvas para a região Sul do Brasil, bacia do Prata e oeste da Amazônia até o final do Século XXI, com possiblidades de precipitações mais intensas e frequentes. Aumento de eventos regionais extremos associados à frequência e volume de precipitação é previsto pelo PBMC (2013). Os cenários apontam para diminuição da pluviosidade nos meses de inverno em todo país, assim como no verão no leste da Amazônia e Nordeste. Da mesma maneira, a frequência de chuvas na região Nordeste e no leste da Amazônia (Pará, parte do Amazonas, Tocantins, Maranhão) deverá diminuir, com aumento da frequência de dias secos consecutivos. Tal cenário poderá impor um stress sério aos já escassos recursos hídricos da região Nordeste. De acordo com o PBMC (2013), o Brasil poderá conviver com aumento da intensidade e frequência das chuvas na região subtropical (região Sul e parte do Sudeste) e no extremo oeste de Amazônia. Se confirmada tal tendência, as cidades e várias atividades econômicas poderão sofrer impactos indesejáveis devido aos eventos pluviométricos extremos. Mas, as influências mais preocupantes para o final do século em termos de mudanças no ritmo pluviométrico no Brasil são direcionadas especialmente para os biomas Amazônia e Caatinga, em que as tendências de incremento térmico e de redução nos padrões locais de chuva e vazão seriam maiores do que a variante média global. 4 - Uso do solo e recursos hídricos Os fluxos hidrológicos fluviais são controlados pela variabilidade e mudança climática e pelo uso da terra nas áreas de contribuição, dentre outros fatores. TUCCI (2002), ao analisar as causas potenciais de um possível incremento de vazão em torno de 30% no rio Paraná a partir da década de 1970, discute o papel da modificação climática, das condições amostrais e da modificação do uso do solo por desmatamento. Para o autor, o aumento da precipitação tem maior probabilidade de ser amostral, portanto não tem garantida a sua permanência, podendo passar no futuro por ciclos de menores precipitações. Diversos estudos indicam que a disponibilidade hídrica parece estar sendo alterada na rede de drenagem de várias bacias brasileiras. Ferreira (2012), em texto dedicado a apresentar metodologias de análise de tendências em séries históricas de pluviosidade, mostrou que no rio Araguari, afluente do rio Paranaíba (Triângulo Mineiro), os dados indicam previsível irregularidade sazonal do escoamento fluvial e uma paulatina redução dos escoamentos. Na bacia do rio Jequitinhonha, nordeste de Minas Gerais, Ferreira (2010) constatou que nas seções fluviométricas com séries históricas mais longas, tanto as vazões mínimas 588

8 01-jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul jul-75 VARIABILIDADE E SUSCETIBILIDADE CLIMÁTICA: quanto as máximas estão sendo paulatinamente reduzidas, indicando mudanças na curva de permanência e sugerindo alterações no regime hidrológico de várias sub-bacias. A figura 3 apresenta as vazões mínima, média e máxima diária do posto fluviométrico Ponte Vacaria a título de exemplo. Um aumento da vazão mínima indicaria que a disponibilidade hídrica estaria aumentando nos períodos secos, o que corresponderia a um benefício sob o ponto de vista dos múltiplos usos da água. Entretanto, conforme já mencionado, concomitante à redução da vazão máxima, os hidrogramas indicam redução da vazão mínima na bacia do Jequitinhonha. Se a causa fosse as barragens deveria estar ocorrendo redução da vazão máxima e possivelmente aumento a vazão mínima e esta não seria uma tendência generalizável para todas sub-bacias. Poderia estar havendo aumento do consumo pelos usos consuntivos, mas, os indicadores socioeconômicos não apontam para isso. Sabe-se que não houve expansão da agricultura irrigada, nem industrialização e tampouco incremento significativo da população. Houve, sim, introdução e expansão da silvicultura, cafeicultura e pastagens. Entretanto, em sub-bacias não atingidas pelo avanço das florestas plantadas ou cafeicultura a tendência é a mesma. Vazão - Ponte Vacaria - Rio Vacaria 1000,00 100,00 m3/s 10,00 1,00 0,10 Mínimo Média Máximo Linear (Máximo) Linear (Mínimo) Figura 3 Hidrograma de vazões diárias na seção fluviométrica Ponte Vacaria, no rio Vacaria, na bacia do rio Jequitinhonha. Fonte: Ferreira (2010, p.10) O estudo das tendências pluviométricas e fluxos fluviais desperta interesse dos climatólogos porque interferem em vários aspectos do quadro geoambiental e atividades socioeconômicas. Diversas alternativas metodológicas são empregadas, algumas baseadas nos procedimentos clássicos da estatística e outras baseadas em técnicas de inteligência artificial. Leone Filho (2006) lembra que não existe um único procedimento aplicável eficientemente em qualquer tipo de série temporal. Esgotar a questão não é objetivo nesse momento, mas sugere-se aos interessados consultar Palit e Popovic (2005), Ribeiro et al. (2008), Silva et al. (2007) e Morettin e Toloi (2006). 589

9 5 - Conclusões Nesta última década, conforme o PBMC (2013), tivemos avanços substanciais no progresso da modelagem do sistema atmosférico terrestre com propósito de caracterização mais completa dos processos físicos, químicos e biológicos, abrangendo suas complexas interações. Tais avanços estão sendo sistematicamente integrados aos estudos dos padrões do sistema climático global, o que tem sido viabilizado pelo relevante avanço tecnológico em artifícios computacionais. O impacto das mudanças climáticas sobre os recursos hídricos não pode ser tratado separadamente dos usos dos demais recursos naturais. A busca de solução dos problemas necessita de uma abordagem sistêmica em escalas local, regional e global. Além disso, é necessário verificar se a legislação brasileira que rege os recursos hídricos é adequada aos cenários de mudanças climáticas (MARENGO et al, 2011). O entendimento mais detalhado sobre os prováveis impactos das mudanças climáticas na distribuição dos recursos hídricos é fator determinante para o exercício das atividades humanas. Nessa perspectiva, este texto procurou contribuir para elucidar o quanto ainda é preciso avançar. É de extrema importância o aprimoramento das políticas públicas, inciativas de planejamento e gestão dos recursos hídricos no Brasil, com estratégias de melhorar as adaptações das regiões afetadas pelas modificações do clima. 6 - Bibliografia citada ANGELOCCI, L.R.; SENTELHAS, P.C. Variabilidade, anomalia e mudança climática. Departamento de Ciências Exatas - setor de Agrometeorologia - ESAL/USP Disponível em < em 15 de agosto de AYOADE, J. O. Introdução à climatologia para os trópicos. 4. ed. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, p. CRITCHFIELD, H. J. General Climatology. 4. ed. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, FERREIRA, V. O. Análise de tendências em séries pluviométricas: algumas possibilidades metodológicas. Revista GeoNorte, v. 1, p , FERREIRA, V. O. Cenário tendencial de vazão e de pluviosidade na bacia do rio Jequitinhonha, em Minas Gerais. In: IX Simpósio Brasileiro de Climatologia Geográfica, 2010, Fortaleza. Anais do IX Simpósio Brasileiro de Climatologia Geográfica, FERREIRA, V. O; Silva, G. A; SILVA, R. E; FRASSON, V. M. Avaliação de cenário de mudança climática para o ano de 2080 (IPCC, 2007) para a bacia do Rio Grande, no Sudeste Brasileiro. In: XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, 2015, Brasília. Anais do XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. Porto Alegre: ABRH, v. 1. p

10 GLEICK, P. H. The world's water Report on Freshwater Resources. Island Press, p. LEONE FILHO, M. de A. Previsão de carga de curto prazo usando ensembles de previsores selecionados e evoluídos por algoritmos genéticos Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, MARENGO, José A. Água e mudanças climáticas Disponível em: < Acesso em: 20 de junho de MARENGO, José A. et al. Riscos das Mudanças Climáticas no Brasil: Análise conjunta Brasil-Reino Unido sobre os impactos das mudanças climáticas e do desmatamento na Amazônia Disponível em: < Acesso em: 25 de junho de MARENGO, José A. Mudanças Climáticas e Eventos Extremos no Brasil. FBDS, Disponível em: < Acesso em: 25 de junho de MORETTIN, P. A.; TOLOI, C. M. C. Análise de Séries Temporais. 2. ed. São Paulo: Edgard Blücher, p. PALIT, A. K.; POPOVIC, D. Computational Intelligence in Time Series Forecasting. 1. ed. Londres: Springer-Verlag, p. RIBEIRO, C. V.; GOLDSCHMIDT, R. R.; CHOREN, R. Uma Proposta de Método Híbrido Fuzzy para Previsão de Séries Temporais. 5º CONTECSI - Universidade de São Paulo, Junho de SILVA, P. O. M. P.; GOLDSCHMIDT, R. R.; SOARES, J. A.; FERLIN, C. Previsão de Séries Temporais Utilizando Lógica Nebulosa. 4º CONTECSI - Universidade de São Paulo, TUCCI, C. E. M. Impactos da variabilidade climática e uso do solo sobre os recursos hídricos. Brasília: Agencia Nacional de Águas, p. PAINEL BRASILEIRO DE MUDANÇAS CLIMÁTICAS. Contribuição do Grupo de Trabalho 1 ao Primeiro Relatório de Avaliação Nacional do Painel Brasileiro de Mudanças Climáticos. In: Sumário Executivo GT1. Rio de Janeiro: PBMC, p. PAINEL INTERGOVERNAMENTAL SOBRE MUDANÇA CLIMÁTICA. Relatório do IPCC/ONU: Novos Cenários Climáticos Disponível em: < Acesso em: 03 de março de TEODORO, Paceli H. M., AMORIM, Margarete C. C. T. Mudanças Climáticas: algumas reflexões. Revista Brasileira de Climatologia. Agosto, Disponível em: < Acesso em 03 de julho de

11 TUNDISI, José G. Recursos hídricos no futuro: problemas e soluções. Estudos Avançados, v. 22, Disponível em: < Acesso em: 20 de junho de