Samuel Alves Maciel 1 * & Gleidson Caetano da Silva 2 & Georgia Teixeira 3

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1 AVALIAÇÃO DO BALANÇO HÍDRICO PARA AS NORMAIS CLIMATOLÓGICAS ( ) EM COMPARAÇÃO AOS CENÁRIOS PROJETADOS PARA O ANO DE 2080 (IPCC, 2007) PARA O CENTRO-SUL GOIANO Samuel Alves Maciel 1 * & Gleidson Caetano da Silva 2 & Georgia Teixeira 3 Resumo Nos últimos anos as discussões sobre mudanças climáticas tem sido o objeto de estudo de diversas linhas de pesquisa. Neste quadro geral, artigos como este são de crucial relevância para compreensão de projeções futuras do clima para diversas regiões. Esse trabalho tem como objetivo avaliar as variáveis climáticas (temperatura, precipitação, evapotranspiração e déficit e excedente hídrico) contidas no Balanço Hídrico Climatológico (BCH) realizado para as normais climatológicas ( ) e para os cenários projetados para 2080 pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC, 2007) do centro-sul do estado de Goiás. Como recurso metodológico para a aplicação do BHC, utilizou-se o método desenvolvido por Penman-Monteith- FAO, e posteriores análises e representações por gráficos e tabelas de tendência aos resultados encontrados. Mesmo diante das alterações climáticas sugeridas pelo IPCC, verifica-se que as chuvas intensas e as temperaturas médias ainda superam os valores de evapotranspiração, mantendo o nível de excedente hídrico no solo, embora ocorram oscilações tanto para mais, quanto para menos, nas taxas de déficit e excedente (DEF e EXC) disponíveis a área de estudos. Palavras-Chave Mudanças Climáticas, Balanço Hídrico Climatológico, Evapotranspiração. ASSESSMENT OF WATER BALANCE FOR THE CLIMATE NORMALS ( ) IN COMPARISON TO SCENARIOS PROJECTED FOR 2080 (IPCC, 2007) FOR THE CENTER-SOUTH OF THE STATE OF GOIÁS Abstract In the last years discussions about climate changes have been the object of analysis of several lines of research. In the context, articles, as this one, are crucial for the understanding of future climate projections for different regions. This work aims at evaluating the climate features (temperature, precipitation, evapotranspiration, water deficit and water supply) contained in the Climatological Water Balance (CWB) performed for the climate normals ( ) and also for projected scenarios for 2080 by The Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) concerning the center-south of the state of Goiás. As a methodological resource for the application of the CWB, it was used the method developed by Penman-Monteith-FAO, and further analysis and representations by graphics and trend charts for the results found. Even facing climate changes suggested by the IPCC, it is verified that the heavy precipitations and the average temperatures still exceed the values of evapotranspiration, keeping the level of the water supply in the soil. However, there are oscillations, which increase and decrease, in the rates of deficit and water supply, available in the area of study. Keywords Climate Changes, Climatological Water Balance, Evapotranspiration 1 Universidade Federal de Uberlândia Instituto de Geografia Laboratório de Climatologia e Recursos Hídricos samuelgeo56@gmail.com. 2 Universidade Federal de Uberlândia Instituto de Geografia gleidson_geo@hotmail.com 3 Universidade Federal de Uberlândia Instituto de Geografia georgiateixeira@hotmail.com *Autor Correspondente: Samuel Alves Maciel XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 1

2 INTRODUÇÃO Nos últimos anos as questões que envolvem as mudanças climáticas têm sido uma das principais bases de discussão no âmbito da ciência geográfica. O cerne de tal preocupação é a importância do papel exercido pelo clima sobre a natureza e a sociedade. Tais mudanças podem ser tanto de ordem natural como também de caráter antrópico. Nesse sentido Ayoade (1996) afirma que este último apresenta implicações tanto para os balanços hídricos e energéticos da Terra, quanto para a circulação geral da atmosfera, uma vez que, estas são as reguladoras do clima. Diante destas mudanças climáticas, o uso sustentável da água se torna necessário às diversas atividades que a utilizam de forma indiscriminada. Numa tentativa de melhorar a gestão e manejo dos recursos hídricos, e assim, compreender a determinação de ganhos e perdas hídricas disponíveis no solo em uma determinada região, em diversos estudos verifica-se a aplicação do Balanço Hídrico Climatológico (BCH) como método de análise para se atingir resultados. Segundo Varejão-Silva (2001) este consiste na contabilização dos fluxos hídricos positivos entrada de água no solo e negativos saída de água no solo que por sua vez, estão relacionados às trocas com a atmosfera, com o escoamento superficial, com a percolação da água, dentre outros. Em outra perspectiva de análise, de acordo com o quarto relatório do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC) do ano de 2007, há uma tendência de aumento de mais de 0,4 graus na temperatura nos próximos vinte anos, o que de certa maneira implicará em diversas transformações no comportamento climatológico em geral, que por sua vez, justificará a aplicação de estudos como este, que envolvem as variáveis utilizadas em um BCH para compreender as possíveis mudanças no clima que ocorrerão nos próximos anos. A área de estudo abordada neste trabalho, ilustrada na Figura 1, compreende os municípios de Aragarças, Catalão, Formosa, Goiânia, Goiás, Mineiros, Pirenópolis e Rio Verde, situados no centro-sul do estado de Goiás, cujas estações meteorológicas estão geograficamente localizadas entre as coordenadas a de latitude sul e a de longitude oeste. Figura 1 - Mapa de localização das estações meteorológicas do centro-sul do estado de Goiás GO. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 2

3 A partir desse contexto, esse trabalho tem como objetivo avaliar as variáveis climáticas contidas no balanço hídrico climatológico realizado para as normais climatológicas ( ) em comparação às projeções climáticas para 2080 promovidas pelo (IPCC, 2007) do centro-sul do estado de Goiás - GO. MATERIAIS E MÉTODOS Os estudos iniciais partiram do levantamento bibliográfico teórico e conceitual pertinentes ao assunto. Foram utilizados dados referentes à Temperatura, Precipitação, Evapotranspiração, Balanço Hídrico e Excedente Hídrico - Tabela 1 - das estações dos municípios de Aragarças (83368), Catalão (83526), Formosa (83379), Goiânia (83423), Goiás (83374), Mineiros (83467), Pirenópolis (83376) e Rio Verde (83470) pertencentes ao centro-sul Goiano, a série histórica das normais climatológicas compreende os anos de 1961 a 1990, disponibilizada em sitio eletrônico pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), armazenados no setor de Normais Climatológicas do Brasil ( ). Posteriormente os dados foram tabulados e analisados em planilha eletrônica no Microsoft Excel versão Todo o mapeamento indicando a localização da área de estudos e das estações meteorológicas utilizadas para o desenvolvimento do trabalho foi efetuado no software ArcGis 10.1, cuja base cartográfica foi extraída pelo sitio eletrônico do (IBGE). Tabela 1 Localização das Estações Meteorológicas situadas nos municípios do centro-sul do estado de Goiás Código da Estação Município Latitude S Longitude W Altitude (m) Aragarças Catalão Formosa Goiânia Goiás Mineiros Pirenópolis Rio Verde Fonte: INMET (2015). O cálculo do balanço hídrico estimado inicialmente por Thornthwaite & Mather (1957) da série histórica ( ) e das projeções do IPCC para 2080 foram efetuados na planilha - BHídrico GD que efetua o cálculo do balanço hidrológico climatológico com diferentes métodos para estimativa da evapotranspiração potencial em planilhas Excel TM, e para a estimativa da evapotranspiração optamos pelo o método de Penman-Monteith-FAO. As estimativas da projeção para 2080 (IPCC, 2007) das normais climatológicas ( ) foram efetuadas de acordo com as seguintes especificações: um aumento da temperatura de 4ºC, uma redução em 5% da umidade relativa, um aumento da chuva de 5% no período que compreende os meses de dezembro, janeiro e fevereiro e uma redução das chuvas em 10% nos meses de junho, julho e agosto, todos os dados levantados também foram aplicados na planilha BHídrico GD-4.0- XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 3

4 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Precipitação (mm) Temperatura ( C) Ressalta-se que diante dos diversos cenários estabelecidos pelo IPCC, optou-se por trabalhar com as orientações mais extremas de mudanças climáticas nas variáveis adotadas para este trabalho, ou seja, perante a perspectiva de respostas encontradas caso não ocorra nenhuma intervenção física ou antrópica ao meio analisado. RESULTADOS E DISCUSSÕES A partir da análise da precipitação e da temperatura média mensal (Gráfico 1) pode-se verificar que diante das normais climatológicas ( ) estabelecidas, os meses de junho a julho são os que tiveram os menores valores de temperatura (20,6 C e 20,7 C). Sendo estes, os mesmos meses em que ocorreram os menores valores de precipitação (9,7 mm e 9,8 mm). Enquanto que os meses de novembro a fevereiro foram demarcados como o período mais quente durante o ano, com temperatura média mensal de (23,8 C, 23,5 C, 23,6 C e 23,8 C), com exceção para o mês de outubro que atingiu o maior pico com 24,4 C. Neste mesmo período, ocorreram os maiores volumes de chuva (223,7 mm, 238,8 mm, 290,4 mm e 224,3 mm). O clima do centro-sul goiano, ainda apresenta temperatura média anual de 23 C, com uma variação térmica entre o mês mais quente e o mais frio de 3,8 C, e, um total pluviométrico médio anual de mm. Portanto, o centro-sul do estado de Goiás, segundo a classificação climática de Köppen- Geiger, referenciada por Ayoade (2003), apresenta clima do tipo Aw, tropical com estação seca no inverno e chuvas mais intensas no verão. Em relação ao cenário das condições climáticas projetado pelo (IPCC, 2007), verifica-se que o climograma ilustrado permanece com o mesmo comportamento climatológico para as variáveis de temperatura e precipitação. Sendo os meses mais frios e secos junho e julho e os meses mais quentes e chuvosos dezembro a fevereiro. Tendo o total médio térmico e pluviométrico anual alterado para 27 C e 1650,5 mm, o que representa 4 C e 36,2 mm a mais do total estabelecido entre as médias mensais do intervalo de anos de 1961 a Gráfico 1 - Precipitação e temperatura média mensal das normais climatológicas ( ) e do cenário projetado para 2080 (IPCC, 2007) do centro-sul do estado de Goiás 350 PRECIPITAÇÃO E TEMPERATURA MÉDIA DO CENTRO- SUL DO ESTADO DE GOIÁS Precipitação ( ) Precipitação: projeção Temperatura ( ) 0 0 Temperatura: projeção 2080 XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 4

5 As Tabelas 2 e 3 trazem os valores encontrados para as variáveis temperatura, precipitação, evapotranspiração, déficit hídrico e excedente hídrico - mensais (junho, julho e agosto) do balanço hídrico climatológico, realizado para as normais climatológicas ( ) e para o cenário projeto para 2080 pelo IPPC, para área de estudos deste trabalho. Embora as taxas de evapotranspiração não sejam maiores nos meses de junho a agosto - quando comparadas aos demais meses do ano - as temperaturas médias mensais mais amenas e as precipitações médias mensais mais baixas, contribuem para os expressivos valores de deficiência hídrica no solo neste mesmo período. Destaca-se o município de Goiás, que por apresentar os maiores valores médios de temperatura (22,7 C, 23,0 C e 25,0 C) e os menores valores médios de precipitação (3,0 mm, 5,0 mm e 14,0 mm) no geral, também obteve os maiores valores de evapotranspiração (90,0 mm, 92,0 mm e 106,00 mm), e, consequentemente, as maiores quantidades de déficit hídrico (58,0 mm, 75,00 mm e 87,00 mm). Tais condições climáticas analisadas tiveram o mesmo comportamento quando comparadas ao cenário projetado pelo IPCC para Mesmo que na Tabela 4, constate-se que os valores de ETP para Goiás se demonstraram menores (101,0 mm, 103,0 mm e 118,0 mm), quando comparado aos municípios de Mineiros e Pirenópolis, ainda assim, os valores de DEF se mantiveram relativamente os maiores (74,0 mm, 90,0 mm e 102,0 mm). Tabela 2 Variáveis mensais (Junho, Julho e Agosto) do balanço hídrico climatológico para o centro-sul do estado de Goiás ( ) Tabela 3 - Variáveis mensais (Junho, Julho e Agosto) do balanço hídrico climatológico para o centro-sul do estado de Goiás, 1980 (IPCC, 2007) XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 5

6 As Tabelas 4 e 5 corroboram com a análise a partir dos totais anuais médios encontrados nas variáveis utilizadas no balanço hídrico climatológico. Tendo como referência as projeções futuras propostas pelo IPCC, constata-se que o aumento na temperatura, a redução da umidade relativa do ar, e o aumento das chuvas em dezembro, janeiro e fevereiro e a redução das mesmas em junho, julho e agosto, proporcionaram o aumento de déficit hídrico e a diminuição de excedente hídrico quanto a sua disponibilidade no solo no centro-sul de Goiás para No intervalo de anos entre 1961 a 1990, encontram-se valores de DEF e EXC de (264,0 mm e 600,00 mm) e nas projeções do IPCC valores de DEF e EXC de (329,0 mm e 560,00 mm), o que representa uma diferença de (65,00 mm a mais na média total anual de DEF) e (40,00 mm a menos na média total de EXC). Percebe-se que a quantidade de chuvas foi fator preponderante em alguns casos para proporcionar uma menor taxa de DEF e uma maior taxa de EXC, como ocorre na cidade de Pirenópolis, por exemplo, para as normais climatológicas os totais anuais médios de DEF e EXC (270,0 mm e 769,00 mm) foram proporcionais ao alto valor de precipitação de 1772,0 mm e temperaturas relativamente baixas de 22,6 C, quando comparada aos demais municípios. Esta mesma situação climatológica se manifesta no cenário projetado pelo IPCC, o que confirma tal afirmação. Tabela 4 Totais anuais de elementos do balanço hídrico climatológico para o centro-sul do estado de Goiás ( ) Tabela 5 - Totais anuais de elementos do balanço hídrico climatológico para o centro-sul do estado de Goiás, 1980 (IPCC, 2007) XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 6

7 O Gráfico 2 mostra o comportamento climatológico das variáveis do balanço hídrico realizado para cidade de Goiânia GO, aqui apresentado a titulo de exemplo, no primeiro representa-se as normais climatológicas ( ) e no segundo configura-se o cenário projetado para 2080 pelo IPCC, utilizados neste estudo. Diante da série histórica abordada das normais climatológicas, verifica-se que os meses entre outubro a março apresentaram os maiores valores de precipitação (166,9 mm, 219,0 mm, 267,9 mm, 266,8 mm, 214,0 mm e 206,8 mm) e de temperatura (24,6 C, 24,1 C, 23,5 C, 23,8 C, 23,8 C e 24,0 C), sendo estes os mesmos meses em que se encontram os maiores valores mensais de evapotranspiração (120,1 mm, 118,6 mm, 120,8 mm, 125,4 mm, 109,6 mm e 124,5 mm). Embora as taxas de ETP sejam altas neste período, as chuvas intensas se tornam capazes de superá-las e promover a reposição de água no solo, especificadas pelo excedente hídrico demarcado no gráfico nestes referidos meses. Em contrapartida, nos meses de junho a setembro, em que os valores de temperatura e precipitação são mais baixos, a deficiência hídrica se torna mais relevante, e as chuvas quase inexistentes, não são capazes de repor a água necessária ao solo para o possível desenvolvimento de determinados cultivos na agricultura desenvolvida no centro-oeste brasileiro, por exemplo. Gráfico 2 Balanço hídrico climatológico das normais climatológicas ( ) e dos cenários projetados para 2080 (IPCC, 2007) da cidade de Goiânia - GO Em relação ao cenário projetado pelo IPCC e sua aplicabilidade as variáveis climáticas da cidade de Goiânia, diante das informações encontradas nos resultados obtidos pelo balanço hídrico realizado, verifica-se que as mudanças ocorridas na quantidade de água disponível ao solo, são pouco expressivas, quando comparadas ao quadro geral apresentado pelas normais climatológicas entre 1961 a Embora, tenha aumentado os valores de déficit hídrico e diminuído os valores de excedente hídrico, o comportamento climatológico é praticamente o mesmo, junho a setembro continuam sendo os meses que demarcaram DEF e outubro a maio os meses que sinalizaram EXC. Ainda que o resultado para as projeções futuras tenha sido o do contraste da diminuição de EXC no solo, e, todavia, mesmo tendo ocorrido o aumento de chuvas em 5% nos meses de dezembro a fevereiro, orientados pelo IPCC, as chuvas intensas continuam a ser capazes de superar as altas taxas de evapotranspiração e corroboram assim, para a permanência de excedente hídrico disponível neste período. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 7

8 CONSIDERAÇÕES FINAIS Estudos como estes são de crucial relevância para diversas atividades na sociedade, desde a gestão e planejamento de recursos hídricos, a aplicações no setor agrícola e em diversos ramos da engenharia e demais ciências. Desta maneira, espera-se que este trabalho possa servir de subsídio para demais pesquisas e para o próprio desenvolvimento do estado de Goiás, no que tange as questões climáticas. Tendo como referência as orientações projetadas pelo IPCC para composição do cenário climático em 2080, constata-se que aplicação do Balanço Hídrico Climatológico como método de análise, se demonstra satisfatória, uma vez que abarca um expressivo número de variáveis: temperatura, precipitação, umidade relativa, evapotranspiração, déficit hídrico e excedente hídrico, para serem avaliadas. Ressalta-se que embora as mudanças climáticas não tenham sido bruscas quando comparadas entre as normais climatológicas e o cenário futuro estabelecido, os eventos extremos de precipitação e temperatura, ainda sim, fazem parte do processo de catástrofes naturais e ou induzidas por meio antrópico, e, portanto, necessitam ser abordados. REFERÊNCIAS AYOADE, J. O. Introdução a climatologia para os trópicos. Tradução de Maria Juraci Zani dos Santos; revisão de Suely Bastos; coordenação editorial de Antônio Christofoletti. 4. ed. Rio de Janeiro: Bertrand Brasil, p. IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Disponível em: Acesso em maio de INMET Instituto Nacional de Meteorologia. Disponível em: < Acesso em fevereiro de VAREJÂO-SILVA, M. A. Meteorologia e Climatologia. Brasília : INMET, Gráfica e Editora Pax, p. XXI Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos 8