Resumo
Simulações climáticas para o clima presente (1960-2005) utilizando o Modelo Climático Regional Eta e o Modelo Hidrológico de Grandes Bacias (MGB), forçado com o Brazilian Earth System Model Ocean-Atmosphere (BESM-AO 2.5) foram realizadas. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho do Modelo Regional Eta e o Modelo Hidrológico de Grandes Bacias (MGB) na representação dos componentes do balanço de água (precipitação, evapotranspiração, convergência de umidade, vazão, cota e área de inundação) sobre a bacia do rio Madeira. A característica de sumidouro de umidade (P > E) foi simulada pelo modelo regional. Entretanto, o modelo subestimou a precipitação (33%), a evapotranspiração (12%) e a convergência de umidade (6%). O MGB-IPH conseguiu representar o ciclo anual das vazões, níveis do rio (cota) e área de inundação. Também conseguiu reproduzir a translação e amplitude das ondas de cheia, e o atraso de 3 meses entre os máximos da área de inundação e a precipitação sobre a bacia do Madeira. O MGB-IPH mostrou-se uma ferramenta útil para estudos de variabilidade climática, mudanças no clima e no uso da terra, e também para sistemas operacionais de previsão hidrológica na bacia Amazônica.
Introdução
A Amazônia é a maior bacia hidrográfica do mundo, abrangendo uma área de aproximadamente 7 milhões km2 , abrangendo vários países da América do Sul: Brasil, Peru, Equador, Bolívia, Colômbia, Venezuela e Guiana. A floresta amazônica cobre uma área de 5,3 milhões km2 , o que representa 40% das áreas de florestas tropicais do planeta (Marengo et al., 2018). A sua área de drenagem apresenta uma área com cerca de um terço do continente sul-americano e uma vazão variando de 210.000 m3 s -1 a 220.000 m3 s -1, contribuindo com aproximadamente 15% do volume de água doce afluente aos oceanos (Marengo e Espinoza, 2016; Nobre et al., 2016; Chaudhari et al., 2019).
A bacia do rio Madeira é o principal tributário da porção sul da Bacia Amazônica representando 23% do total da bacia e estendendo-se por três países: Bolívia, Brasil e Peru. Com uma extensão de 3.250 km, a bacia do rio Madeira desempenha papel fundamental no desenvolvimento social e econômico da região através da navegação (transporte de passageiros e cargas), irrigação de cultivos agrícolas e a produção de energia elétrica por meio das usinas de Jirau e Santo Antônio (ANTAQ, 2011).
Entretanto, as mudanças e variabilidade no clima têm afetado a dinâmica fluvial dos principais rios da Bacia Amazônica, principalmente a do rio Madeira (Espinoza et al., 2014; Júnior et al., 2015, Marengo e Espinoza, 2016). Nos últimos anos o aumento na frequência e intensidade dos eventos de secas e enchentes produziram prejuízos e danos no meio-ambiente, nos recursos hídricos, na economia e nas cidades e comunidades que vivem às margens dos rios, principalmente as populações vulneráveis na Amazônia (Gloor et al., 2013; Espinoza et al., 2013; Espinoza et al., 2014; Doughty et al., 2015; Marengo e Espinoza, 2016). Nos últimos 15 (quinze) anos ocorreram duas grandes secas (2005 e 2010) e duas grandes enchentes (2009 e 2012) na região (Espinoza et al., 2014). Recentemente o sudoeste da Amazônia, e principalmente a bacia do rio Madeira, sofreram com enchentes e chuvas históricas no verão austral 2013-14, trazendo transtornos e prejuízos para população, tais como: famílias desabrigadas, interdição de estradas, isolamentos de comunidades, prejuízos na agricultura e transporte, desabastecimento nos municípios e doenças transmitidas por contaminação da água (Marengo e Espinoza, 2016).
Um melhor entendimento do clima e suas variabilidades na bacia do rio Madeira são limitados pela escassez medições, que dificulta estudos de variabilidade dos componentes do balanço de água na região. Neste sentido, os Modelos de Sistema Terrestre (MST) e Modelos Regionais (MR) – área limitada – apresentam-se como ferramentas úteis para avaliar as características do balanço de água e suas variabilidades; assim como, projeções do clima decorrente dos efeitos antropogênicos (Goddard et al., 2001). Devido a sua resolução, os modelos regionais conseguem representar com mais detalhes os processos físicos (convecção, microfísica de nuvens, superfície, radiação e processos turbulentos) e as forçantes de mesoescala (Chou et al., 2011), permitindo maior detalhamento espacial e temporal das variáveis do sistema climático, mostrando-se útil para estudos do balanço de água em escala regional. Entretanto, devido à existência de erros sistemáticos se faz necessário a avaliação do desempenho desses modelos para que se possa atribuir algum grau de confiança nas simulações climáticas. Desta forma, este trabalho tem por objetivo realizar um estudo de modelagem numérica a fim de avaliar o desempenho do Modelo Regional Eta e do Modelo Hidrológico de Grandes Bacias (MGB), forçado com o Brazilian Earth System Model Ocean-Atmosphere (BESM-AO 2.5), na representação dos componentes do balanço de água (atmosférico e terrestre) sobre a bacia do rio Madeira para o clima presente.
Autores: Leonardo Alves Vergasta; Francis Wagner Silva Correia; Sin Chan Chou; Paulo Nobre; André de Arruda Lyra; Weslley de Brito Gomes; Vinicius Capistrano e José Augusto P. Veiga.
