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INFLUÊNCIA DOS CENÁRIOS DE MUDANÇASCLIMÁTICAS NA EVAPOTRANSPIRAÇÃO POTENCIAL DABACIA HIDROGRÁFICA DO SUBMÉDIO SÃO FRANCISC01

Ivan Ighour Silva Sá2

Magna Soeima Beserra de r-toura"Luirick Felix Silva Barbosa"

Thieres George Freire da SilvasJosiclêda Domiciano Galvíncio''

1. Introdução

O Vale do São Francisco é formado por quatro regiõesfisiográficas: Alto, Médio, Submédio e Baixo São Francisco.

Destas quatro regiões, o Submédio é a que apresenta maior uso deágua para irrigação, pois há uma grande quantidade de terrasexploradas com cultivos irrigados de diversas fruteiras, principalmente,manga e uva, cujo destino de 90% da produção é o mercado externo(Moura et aI., 2007).

O Submédio São Francisco está inserido no Semiárido brasileiro,que é uma das áreas do país mais susceptível aos efeitos dasmudanças climáticas, tanto sob aspecto físico como socioeconômico.

Os estudos que envolvem o tema "mudanças climáticas globais"foram iniciados no final da década de 1980, pelo Programa das Nações

1 Projeto Financiado pela Embrapa Macroprograma 1 - SCAF.2 M.Sc., Bolsista CNPq/ITEP/Embrapa Semiárido, e-mail: [email protected] Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, Centro de Pesquisa Agropecuáriado Trópico Seml-Árido. BR 428, Km 152, Zona Rural, Petrolina - PE. Email:[email protected] Estudante de Agronomia, UNIVASF5 D.Sc em Agrometeorologia - Universidade Federal Rural de Pernambuco.Fazenda Saco, s/n Zona Rural. Cep: 56900-000 - Serra Talhada, PE - Brasil -Caixa-Postal: 063. Email: [email protected] Universidade Federal de Pernambuco. Departamento de Ciências Geográficas,Av. professor Luiz Freire, 700, Recife - PE. email: [email protected]

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Capítulo 7MUDANÇAS CLIMÁTICAS E IMPACTOS AMBIENTAIS

Unidas para o Meio Ambiente e pela Organização MeteorológicaMundial, com o apoio dos estudos do Painel Intergovernamental sobreMudança Climática (IPCC, 2007). De acordo com IPCC (2007), grandeparte da mudança no clima do planeta é influenciada pelas açõesantrópicas, que estão associadas à emissão de gases de efeito estufa(Mello et ai., 2008). O resultado deste efeito é o aumento datemperatura, que causa alteração nos processos hidrológicos, afetandoo balanço hídrico da vegetação natural e das culturas agrícolas, bemcomo a qualidade e a disponibilidade de água das bacias hidrográficas.Dessa forma, a região do Submédio São Francisco pode ser afetadasob vários aspectos, diante dos cenários futuros de aquecimentoglobal.

Estudos desenvolvidos por Rosenberg et aI. (1990) e Luedeke etai. (1994), para se avaliar efeitos das mudanças climáticas no balançohídrico de algumas regiões, utilizando além da temperatura, outrosparâmetros, tais como, radiação solar, umidade do ar, velocidade dovento e características das plantas, têm demonstrado a sensibilidadedestes parâmetros nas análises. Porém, segundo Medeiros (2003) osdados de temperatura do ar são de mais fácil acesso e, por isso,grande parte dos estudos tem construído cenários de evaporaçãopotencial definindo a alteração da temperatura, como única variávelque tem influencia na evapotranspiração potencial. Dados confiáveis deevapotranspiração real são escassos e de difícil obtenção, poisdemandam longo tempo para realização de medidas e são onerosos. Jáa evapotranspiração potencial pode ser obtida por meio de modelosbaseados em leis físicas e relações empíricas de forma rápidas esuficientemente precisas.

Pelo exposto, o presente capítulo, objetivou estudar a influênciados cenários regionalizados das mudanças climáticas na evapo-transpiração potencial anual da bacia hidrográfica do SubmédioSão Francisco.

2. Caracterização e localização da área

O estudo foi realizado para a bacia hidrográfica do Submédio SãoFrancisco localizada entre os meridianos 430W e 370W e paralelos 70Se 12°S (Fig. 1).

O clima do Submédio São Francisco é semiárido e árido, comprecipitação média anual variando de 800 a 350 mm, temperaturamédia anual de 27°C, que associada a 2.800 horas de insola-ção, resulta em 1.550 mm de evapotranspiração média anual(ANA/GEF/PNUMA/OEA, 2003). A altitude da bacia da bacia varia entre192m e 1271m, com média da ordem de 500 metros (SRTM, 2010).Os solos mais representativos da bacia hidrográfica são os Planossolos,

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Argissolos e os Nessolos (EMBRAPA, 2001; SRH/BA, 2003). A coberturavegetal predominante da bacia é a Savana Estépica Arborizada.Também pode ser constatada na bacia a presença de refúgios devegetação, como o encrave vegetal de Savana, Savana Estépica eFloresta estacional, localizado na porção norte da bacia, e quecorresponde à chapada do Araripe bem como áreas antropizadas

(PROBIO, 2004).

5Q'W 4S'W 40'W 3S'W

jl...._--""·I'.)o•..----'2L----~·---'1 ~TEf(ES;J~ .! -,< -,~' ls's5'S' ESCALA GRÁFICA

0••••••••• 300C=======~~~51ST. DE CooROENADAS: LAT/LONG

DATUM: SAD-69

10'S

10'5'

15'5

,t,20'5BACIAS HIDROGRÁFICAS

_ ALTO SÃo FRANCISCO

O BAIXO SÃo FRANCISCO

_ MEDlO SÃo FRANCISCO

O SUBMÉDlO sÃO FRANCISCO

4O'W 3S'W

5Q'W

Figura 1. Localização do Submédio na bacia hidrográfica do Rio São Francisco.

Para realizar a regionalização da evapotranspiração do cenárioatual e dos cenários futuros, o primeiro passo deste trabalho foi aespacialização em sistema de informações geográficas das projeçõesmensais de temperatura média, oriundos do modelo regionalizadoPRECIS (Providing Regional Climates for Impact Studies), para os

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cenários A2 (cenário pessimista, que estima um aumento detemperatura entre 2,ODCe 5,4 DCaté 2100) e 82 (cenário otimista, comprevisão de aumento de temperatura entre 1,4 e 3,8 DC) do IPCC,disponibilizados pelo Instituto Nacional de Pesquisa Espaciais (INPE),com uma resolução espacial de 50 km x 50 km, centrados nos anos2030, 2050 e 2070. A etapa seguinte consistiu de extrair, daespacialização, os valores de temperatura média referente a cadacenário e ano, coincidente com a disponibilidade de dadospluviométricos da Superintendência de Desenvolvimento do Nordeste(SUDENE, 1990) existentes na bacia hidrográfica e apresentados naFig. 2. Assim foi elaborada uma base de dados com 185 pontos cominformações da temperatura média para os cenários futuros e aprecipitação atual.

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LOCAUZAÇAO DOS POSTOSPLw/OMETRICOS DA SUDENE

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Figura 2. Localização dos postos p/uviométricos da SUDENEexistentes na baciahidrográfica do Submédio São Francisco.

Para o calculo da evapotranspiração potencial anual tanto para operíodo atual, quanto para os cenários futuros, foi processado obalanço hídrico climatológico (Thornthwarte & Mather, 1955),considerando a retenção de água no solo igual a 150 rnrn, para cadaposto, de cada cenário (A2 e B2) e também para cada períodoestudado (2030, 2050 e 2070).

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Os dados de precipitação utilizados no balanço foram ostotais mensais de chuvas medidos nos postos pluviométricos comdados disponíveis na área da bacia (SUDENE, 1990), sem considerarvariações nos totais e na distribuição da precipitação para os cenáriosfuturos, pois o modelo PRECIS apresenta inconsistências na geraçãodos dados de precipitação.

Com o resultado do balanço hídrico, foram elaborados mapascom a regionalização da evapotranspiração potencial anual, por meiode análise geoestatistica, utilizando pelo método de krigagen oridináriaem sistemas de informações geográficas. Além disso, foi realizada aespacialização dos dados de temperatura do cenário atual e dasvariações de temperatura em relação aos cenários futuros.

3. Estudo de caso para o Submédio São Francisco

Os mapas dos cenários futuros do incremento de temperaturamédia do ar na bacia hidrográfica do Submédio São Francisco para oscenários A2 e B2, obtidos pelo PRECIS, são apresentados na Fig. 3. Osmapas mostram temperaturas mais elevadas em toda bacia, paratodos os períodos analisados (2030, 2050 e 2070), apresentandodiferenças importantes entre o cenário pessimista (A2), que poderesultar em maior aquecimento e de uma área maior, antes que ocenário otimista.

Na Fig. 3b percebe-se um incremento variando entre 1 e 2DCempraticamente todo Submédio São Francisco já no ano de 2030, para ocenário pessimista (A2). Para o mesmo período, considerando ocenário otimista,' observa-se que o incremento na temperatura poderáser de O a 1 DCem praticamente, metade da área da bacia, enquantoque outra parte, a elevação poderá variar entre 1 e 2 De. Essasdiferenças de temperatura continuam ocorrendo nas décadasseguintes, porém, com menor intensidade, e para 2070 (Fig. 3d e 3g),verifica-se que ambos os cenários, apresentam praticamente o mesmoincremento de temperatura (3-4 DC) para o Submédio São Francisco.

Marengo (2006) fez análises regionais do clima futuro para oBrasil e América do Sul, considerando os cenários A2 e 82 utilizandomodelos globais do IPCe. Este autor apresenta os resultados oriundosde cinco modelos, os quais apresentam anomalias positivas detemperatura (aquecimento) até 2100 para o Nordeste do Brasil, quepodem variar de 3 a 5,5 DCpara o cenário A2 e de 1,5 a 2,5 DCpara ocenário B2. O aumento da temperatura do ar em uma região em quejá existem valores elevados da mesma pode contribuir para acréscimona deficiência do balanço hídrico climatológico e provocarconsequências graves na atividade agrícola, no manejo de recursoshídricos e na irrigação .

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BASEUNE

.,

VARIAÇAO DA TEMPERATURA PARA__ IOSFUTUROS_

O 1 2 3 4 5

TEMPERATURA MWIAANUALrclt

_20-21

_21-22

_22-23_ 23-24

24-25

25-26

ESCAlA GRÂFICA40 :tu Oktn

OATUM:~

N.*,S

Figura 3. (a) Temperatura média do ar para o cenário atual (BASELINE) e (b-g)anomalia de temperatura para os cenários A2 e B2, para a bacia hidrográfica doSubmédio São Francisco, para os anos de 2030, 2050 e 2070.

Assim, a regionalização da evapotranspiração potencial anualpara bacia hidrográfica do Submédio São Francisco, obtida pelo modeloregionalizado PRECIS, é apresentada na Fig. 4. A regionalização daevapotranspiração potencial demonstra que a área do sudoeste aocentro da bacia, que corresponde a área entre o reservatório deSobradinho e a calha do Rio São Francisco, apresenta os maioresvalores de evapotranspiração potencial, tanto para o baseline comopara os cenários B2 e A2. Os valores nesta área podem variar,atualmente, entre 1.390 e 1.590mm. É observado que no cenáriootimista há um aumento expressivo da área com evapotranspiração

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potencial entre 1.490 e 1.590mm nesta região já para o ano de 2030,enquanto que o cenário pessimista indica que a região apresentaráuma evapotranspiração anual entre 1.590 e 1.690mm. Essa tendênciade aumento na evapotranspiração da região também é observada nosdemais períodos analisados.

Nesta região existem perímetros de agricultura irrigada, como ode Petrolina e Juazeiro e o do rio Brígida, além das áreas de captaçãode água, e parte dos canais de ligação de bacias do "Projeto deIntegração das Bacias do Nordeste Setentrional", mais conhecido comoTransposição do Rio São Francisco.

O conhecimento da mudança na evapotranspiração nesta regiãoé de grande importância, uma vez que proporcionará informações parao ajuste de diversas práticas de manejo entre elas a irrigação, bemcomo um melhor planejamento de lavouras no sentido de aumentar opotencial produtivo, promovendo reduções de riscos e utilização daágua (Gurgel et aI., 2007). Os valores das necessidades hídricas anuaisdas culturas, onde as mais importantes são videira (Avila Netto et aI.,2000) e manga (Azevedo et aI., 2000), poderão necessitar de ajustesdevido aos cenários futuros de incremento de temperatura e deevapotranspiração potencial.

BASEUNE A2_203O 82_2030

EVAPOTRANSPIRAÇ,lOPOTENCIAL ANUAL (mm)_ .

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·t,Figura 4. Espacialização da evapotranspiração potencial anual para a baciahidrográfica do Submédio São Francisco considerando os dados atuais(BASELINE) (a) e cenários futuros A2 e B2 para os anos de 2030, 2050 e 2070(b-g).

Na região norte, leste e na parte mais ao sul do Submédio SãoFrancisco são observados os menores valores de evapotranspiraçãopotencial anual. Isto pode ser resultante do fato dessa regiãoapresentar maiores altitudes. Ao norte está localizada a Chapada doAraripe, ao leste a zona de transição entre o sertão e o agreste, e o sulcompreende a área da subbacia do Rio Salitre. Nesta região, o baselineapresenta índices que variam entre 990 e 1.390mm. A tendência deaumento na evapotranspiração potencial também se comporta como oda região central da bacia, desta forma, para cada período analisadoum aumento de 100mm para o cenário otimista, e de 200mm para ocenário otimista.

Na Tab. 1 são apresentados os valores de evapotranspiraçãopotencial anual, mínimos, médios e máximos para o Submédio SãoFrancisco considerando o baseline e os cenários A2 e 82 para períodosde tempo futuro. É possível observar que para o baseline, a

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evapotranspiração média da bacia é de 1.385 mm, ao passo que variarespacialmente de menos de 900 mm até 1.600,4 mm. Segundo Pereiraet aI. (2009) utilizando três diferentes métodos de determinação(Linacre, evapotranspiração no tanque classe A e Kohler), estimaram aevaporação total anual do lago de Sobradinho, que variou entre2.149mm e 1.904mm. Estes resultados são muito interessantes epodem ser comparados aos obtidos neste estudo, considerando que olago de Sobradinho é uma superfície de água livre, na qual aevaporação anual é bastante elevada devido a disponibilidade deenergia e ventos fortes, associada a alta demanda atmosférica dosemiárido.

Tabela 1. Valores mínimos, médios e máximos de evapotranspiraçãopotencial anual na bacia hidrográfica do Submédio São Francisco parao cenário atual (baseline), pessimista (A2) e otimista (82),considerando os períodos futuros centrados nos anos de 2030, 2050 e2070.

CENÁRIOEVAPOTRANPIRAÇÃO POTENCIAL

s ANUAL (mm)

MÍNIMA MÉDIA MÁXIMA

8ASELINE 893,32 1385,9 1600,4

A2_2030 1294,4 1571,0 1682,9

A2 2050 1411,8 1741,8 1860,7

A2 2070 1496,8 1859,8 1952,7

82 2030 1249,S 1504,9 1600,8

82_2050 1353,7 1674,7 1780,7

82 2070 1462,7 1802,3 1901,7

A Tab. 1 apresenta, ainda, que entre o período atual (baseline) e o anode 2070, o aumento da evapotranspiração é de 569,4 mm para cenáriomais otimista (82), enquanto que para o pessimista (A2), o aumentofoi da ordem 603,5 mm. Já a evapotranspiração potencial anualmáxima variou entre o cenário atual e os futuros A2 e 82 (2070) entre301,3 mm e 352,3 mm, enquanto que a média entre 466,4 mm e473,9 mm .

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4. Considerações finais

- A região central da bacia do Submédio São Francisco apresenta osmaiores valores de evapotranspiração potencial anual;- O cenário otimista (B2) aponta para um aumento de 100mm naevapotranspiração potencial a cada 20 anos, enquanto que para opessimista há elevação de 200mm;- Há tendência de incremento na evapotranspiração potencial doSubmédio São Francisco considerando os cenários futuros deaquecimento global, que pode resultar na necessidade de adaptaçãodos sistemas produtivos (irrigados e de sequeiro), no manejo dasespécies (vegetais e animais) e no manejo dos recursos hídricos,consequentemente, no modo de vida da população.

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CapítulO 7MUDANÇAS CLIMÁTICAS E IMPACTOS AMBIENTAIS

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