Projeções climáticas em alta resolução do HighResMIP para a América do Sul e Pantanal no contexto do transporte de umidade

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Silva, Nilson Oliveira da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Balanço de água em superfície; Climate change; CMIP6-HighResMIP; Jato de baixos níveis; Low level jet; Moisture transport; Mudanças Climáticas; Pantanal; Surface water balance; Transporte de umidade
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14133/tde-14042025-202318/

O conhecimento das fontes de incerteza que afetam as projeções climáticas para a América do Sul é fundamental para aprimorar as análises de mudanças futuras do clima e orientar ações de adaptação e mitigação. Neste contexto, os objetivos deste estudo foram investigar o transporte de umidade para a região do Pantanal, realizado pelos jatos de baixos níveis (JBNs) no clima presente (1980-2018), e o impacto da resolução dos modelos climáticos globais (GCMs) acoplados do HighResMIP no clima e variabilidade climática presente (1979-2014) e nas projeções climáticas futuras do cenário SSP5-8.5 (2015-2050) de disponibilidade de água para a América do Sul e Pantanal. O transporte de umidade foi determinado a partir da definição de fontes e sumidouros, com a aplicação de metodologia Lagrangiana, tendo como região-alvo a bacia do Alto Paraguai (UPB) e as regiões de ocorrência de JBNs a leste dos Andes. As principais regiões identificadas como fontes de umidade para a UPB situam-se na bacia amazônica e no oceano Atlântico ao norte da América do Sul durante o verão. Nos demais meses do ano prevalecem as fontes de umidade da região centro-leste do continente, além da área do Oceano Atlântico no nordeste do Brasil. Embora a fonte da região amazônica forneça umidade apenas entre dezembro-março, com maior intensidade em dezembro, ela é responsável por quase 30% da umidade que a UPB recebe ao longo do ano. Os JBNs foram identificados considerando o percentil de velocidade do vento a 850 hPa em cada ponto de grade do domínio. Isso permitiu selecionar as regiões com maior intensidade e frequência de JBNs, com os núcleos localizados nas seguintes latitudes a leste dos Andes: 4°N, 15°S, 19°S e 31°S. Os dias de estabelecimento de JBNs em 15°S favorecem o transporte de umidade para a UPB, enquanto os dias de JBNs centrados em 19°S tornam a UPB uma fonte de umidade para a região da bacia do Prata. Entre os GCMs acoplados do HighResMIP (CMIP6) foram analisados cinco membros com alta (~25 km) e baixa (~70 km) resolução horizontal, cobrindo tanto o período histórico (1979-2014) quanto o futuro (2015-2050) no cenário SSP5.8.5. No período histórico os modelos com maior resolução horizontal apresentaram melhor desempenho em reproduzir a climatologia da precipitação sazonal, reduzindo os vieses e aumentando a correlação espacial, principalmente na região tropical. Por outro lado, algumas dificuldades permanecem nas simulações em alta e baixa resoluções, como na reprodução dos ciclos anuais observados da chuva nas regiões da bacia do Prata e nordeste do Brasil, e de evapotranspiração na região amazônica. De todo modo, as versões de maior resolução, em sua maioria, apresentaram menores erros tanto para o ciclo anual da chuva como da evapotranspiração, conforme o índice KGE. As análises do impacto da variabilidade da temperatura da superfície do mar sobre a precipitação no continente também demonstraram a superioridade das simulações de maior resolução, com alguns modelos apresentando aumento de 0,4 a 0,7 na correlação espacial entre os padrões simulados e os observados. A elevação desta correlação também ocorreu para o padrão de variabilidade observado na região do Pantanal, mas com correlações abaixo de 0,4, revelando que persiste a dificuldade na simulação da variabilidade climática nesta região. A mudança na disponibilidade de água para o clima futuro, utilizando os modelos avaliados e calculada como a diferença entre a precipitação e a evapotranspiração (P-ET), revelou um sinal de redução para o leste da Amazônia, sudeste do Brasil e na região da Bacia do Alto São Francisco, enquanto projetou um sinal de aumento para as bacias do Prata, Alto Paraguai e nordeste do Brasil. Assim, para a metade deste século, as projeções sinalizam que, mesmo com o sinal de redução na disponibilidade de água para o leste da Amazônia, a região onde se localiza o Pantanal acompanhará o sinal das fontes localizadas na bacia do Prata e nordeste do Brasil.