Caracterização das condições climáticas anômalas na Bacia do Prata utilizando os índices SPI e SPEI

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Oliveira, Marina de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bacia hidrográfica; Balanço hídrico; Drought indices; Eventos climáticos extremos; Extreme weather events; Índices de seca; Precipitação; Precipitation; River basin; Water balance
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14133/tde-18112024-205342/

As alterações no balanço hídrico-climático têm contribuído para o aumento da intensidade e da frequência dos eventos climáticos extremos em bacias hidrográficas na América do Sul (AS). A precipitação (PRE) e a evapotranspiração potencial (PET, que leva em consideração a temperatura) são as principais variáveis para regulação do balanço hidrológico. Eventos climáticos secos e úmidos podem ocorrer quando há mudança nesse balanço. Índices climáticos como Índice Padronizado de Precipitação (SPI) e o Índice Padronizado de Precipitação-Evapotranspiração Potencial (SPEI) são indicadores que permitem classificar e descrever eventos climáticos secos e úmidos em parâmetros (como a duração, severidade e pico) em diferentes escalas de acumulação (1 e 12 meses, por exemplo). A bacia do Prata (LPB), transfronteiriça e considerada a segunda maior bacia hidrográfica da AS, pode ser dividida em sub-bacias segundo os principais rios contribuidores: Paraná, Paraguai e Uruguai. O objetivo principal deste trabalho é investigar condições climáticas anômalas de seca e períodos úmidos nas sub-bacias da LPB utilizando os índices climáticos SPI e SPEI e comparar qual destes índices é mais sensível nas escala de acumulação 1 e 12. Para o período 1980-2018, dados de PRE e PET (calculado pelo método de PenmanMonteith) foram fornecidos pelo Climate Research Unit (CRU), Time-Series Versão 4.05. Foi realizada uma análise climatológica da PRE e PET para cada sub-bacia da LPB e aplicadas técnicas estatísticas para detectar tendência linear (t-student) e Sens Slope (Mann-Kendall) e relações lineares (correlação de Pearson) entre as séries (PRE, PET, SPI e SPEI) nas escalas 1 e 12. Utilizando o índice SPEI na escala mensal como referência, foi explorada a comparação com os valores do SPI nas categorias moderado, severo e extremo, através dos erros (viés e raiz do erro médio quadrático - RMSE) e teste de Mann-Whitney-Wilcoxon para 90%. Os episódios secos/úmidos identificados pelo SPEI e SPI foram pareados e comparados segundo os parâmetros de duração, severidade e pico. Por fim, foram sintetizados entre o SPI e SPEI qual é mais sensível às condições secas/úmidas nas escalas 1 e 12 para cada sub-bacia da LPB. Entre os principais resultados encontrou-se: (i) uma tendência positiva de aumento de PET em todas as sub-bacias; (ii) as séries de PRE e PET são mais similares no Uruguai e menores no Paraná (correlação significativa de 0,9); (iii) há uma tendência climática rumo a condições mais secas (decrescente) associadas à tendência de aumento da PET apenas nas sub-bacias do Paraná e Paraguai; (iv) a proporção de episódios secos e úmidos identificados com SPI e SPEI nas escalas 1 e 12 é similar. Além disso, somente na sub-bacia do Paraná o viés é estatisticamente significativo no nível de confiança de 90%, indicando tendência do SPEI em superestimar os valores do SPI. O parâmetro de duração é similar entre SPEI e SPI, exceto para os eventos secos na escala mensal do Paraná (SPEI indica maior duração). Ambos os índices apresentaram resultados similares para a severidade, exceto para episódios úmidos na escala 1 sobre o Uruguai (SPEI superestimou). O SPI superestimou o pico dos episódios secos nas duas escalas e úmidos na escala 12, enquanto o SPEI superestimou o pico dos episódios úmidos na escala 1. A sugestão do índice para cada situação analisada é considerada um indicador importante para o planejamento climático e hidrológico, podendo contribuir em diversos setores, inclusive para viabilizar o potencial hidroelétrico na região da LPB.