Crise Hídrica na Região Sudeste -...
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Crise Hídrica na Região Sudeste
Encontro dos Alunos da Pós-Graduação em Meteorologia – XIV EPGMET
30 de setembro de 2015, Campos do Jordão-SP
Luz Adriana Cuartas
Marcelo Seluchi, Carlos Nobre, Luiz Valerio Carvalho, Marcus Bottino, Mario Mendiondo, José Marengo,
Karinne Deusdará, Rong Zhang
(Adaptado de Marengo et al 2015)
Circulação atmosférica
próxima da superfície na
América do Sul num
verão normal
(Adaptado de Marengo et al 2015)
Circulação atmosférica
próxima da superfície na
América do Sul num
verão normal
e no verão de 2014
A
Slide crédito Paulo Nobre INPE – Marcelo Seluchi CEMADEN
5,5 km altura
Verão 2014: Tempo Bom no Sudeste
Fonte de dados: CPTEC/INPE
A
Janeiro 2014
Source: INPE
Wed
enm
ann
and
Lup
o (
20
02
)
Frequência do número de
eventos de bloqueio no
Hemisfério Sul
Seca no Sudeste
~45 days
Circulação Atmosférica e Anomalias da Temperatura da Superfície do Mar favoreceram o bloqueio
Slide cortesia: José Marengo
2014 – Inundação no norte do país – Porto Velho
BR-364
Nível do rio Madeira na estação Porto Velho (ANA) 01/jan a 02/jun de 2014O rio subiu 3 metros acima da cota de transbordamento.
Abunã
2014
1997
Máxima(2008-2013)
transbordamento
População Atendida pelo Sistema Cantareira: 8,8 milhões de pessoas
Crise Hídrica no Sudeste do Brasil
0.0
200.0
400.0
600.0
800.0
1000.0
Cantareira AltoTietê Guarapiranga AltoCo a RioGrande RioClaro
Volume(milh
õesdem
3)
ReservatóriosdeabastecimentodaRMSPem31demarço
2013 2014
13,4%
Monitoramento das Bacias do Sistema Cantareira
Paiva
Castro
Jaquari-
Jacareí
Cachoeira
Atibainha
Chuva total
Fevereiro de 2015
Projeto de Monitoramento do Sistema Cantareira
De outubro/2013 a março/2014 choveu 55% do esperadoDe outubro/2014 a março/2015 choveu 76% do esperado
Estação Chuvosa: Sistema Cantareira Cantareira
0
50
100
150
200
250
300
out/12
nov/12
dez/12
jan/13
fev/13
mar/13
abr/13
mai/13
jun/13
jul/13
ago/13
set/13
out/13
nov/13
dez/13
jan/14
fev/14
mar/14
abr/14
mai/14
jun/14
jul/14
ago/14
set/14
out/14
nov/14
dez/14
jan/15
fev/15
mar/15
abr/15
mai/15
jun/15
jul/15
ago/15
set/15
Precipitação
mensal(mm)
Médiaclimatológica ObservadoOut/2012- Setembro/2015
Impactos da Seca na Região Sudeste
Sistema Cantareira
Precipitação média Dez-Jan-Fev: 691,1 mmPrecipitação Dez/2013-Fev/2014: 223,7 mm
32,4% do “esperado”
0
50
100
150
200
250
300
out/12
nov/12
dez/12
jan/13
fev/13
mar/13
abr/13
mai/13
jun/13
jul/13
ago/13
set/13
out/13
nov/13
dez/13
jan/14
fev/14
mar/14
abr/14
mai/14
jun/14
jul/14
ago/14
set/14
out/14
nov/14
dez/14
jan/15
fev/15
mar/15
abr/15
mai/15
jun/15
jul/15
ago/15
set/15
Precipitação
mensal(mm)
Médiaclimatológica ObservadoOut/2012- Setembro/2015
Sistema Cantareira
Precipitação média Dez-Jan-Fev: 691,1 mmPrecipitação Dez/2014-Fev/2015: 525,5 mm
76,0% do “esperado”
Impactos da Seca na Região Sudeste
Sistema Cantareira
Precipitação (DJF)
< 300 mm 724 anos
< 400 mm 75 anos
< 500 mm 14 anos
< 600 mm 4,5 anos
< 700 mm 2,3 anos
PrecipitaçãoPeríodo de recorrência
Função densidade de probabilidade de precipitação
Slide cortesia: Carlos Nobre
DJF 2013-2014: 223,7 mm
Situação atualPrec. Acumulada 23/09/2015
MIN
MLT
2014
2015
28/setembro/2015Média: 86,6 mm
Acumulada: 152,3 mm73,6% acima da média
Estação Seca (abr a ago de 2015)Média Histórica: 310,9 mm
Acumulada: 246,2 mm (79,2%)20,8% abaixo da média
Volumeútil
(hm 3 )
Vol.útil
armazenado
(hm 3 )
Vol.total
autorizado
(hm3 )
Vol.total
armazenado
(hm 3 )
%dovolume
total
autorizado
%do
volume
morto
982,0 0,0 1269,5 159,4 12,6 67,4
Situaçãoem28/setembro/2015
Situação atual
25/agosto/2015
0
5
10
15
20
25
30
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
3/1/14 5/14/14 7/27/14 10/9/14 12/22/14 3/6/15 5/19/15 8/1/15
Volumearmazen
ado(%)
Vazão(m
3/s)
Qnat Qefluente Vol.ú l(%) Vol.ú lnovo(%) Vol.ú lnovo2(%)
16,0%
População Atendida pelo Sistema Cantareira: 8,8 milhões de pessoas Atualmente: 5,3 milhões de pessoas
Crise Hídrica no Sudeste do Brasil
-200.0
0.0
200.0
400.0
600.0
800.0
1000.0
Cantareira AltoTietê Guarapiranga AltoCo a RioGrande RioClaro
Volume(milh
õesdem
3)
ReservatóriosdeabastecimentodaRMSPem31demarço
2013 2014 2015
Modelagem hidrológica
De 2004-abr/2014 – Prec. SABESP (6 pluviômetros
DAEE/SAISP)
- A partir de mai/2014 –gradativamente foram
somados 30 pluviômetros Cemaden (MG e SP)
Modelo PDM/Cemaden(Probability-Distribuited
Model)
Dados observados para o período de 16 a 23/set e previsão para o período 24 a 30/set data da última rodada do modelo PDM/Cemaden.
As colunas coloridas correspondem às previsões da chuva para os seis membros ETA/CPTEC/INPE-40km, ETA/CPTEC/INPE-15 km e a média das previsões.
As linhas coloridas apresentam as vazões previstas.
As linhas contínuas representam as médias mensais das vazões observadas e divulgadas pela SABESP, enquanto as linhas tracejadas são as médias mensais das vazões projetadas
(futuras) pelo modelo PDM/CEMADEN.
(*)O modelo tende a superestimar as vazões máximas (picos de vazão) durante a estação chuvosa.
(*)
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
23/09/15 09/11/15 27/12/15 12/02/16 31/03/16
VolumeTotalAutorizado(hm
3)
VolumeMorto
VolumeÚtilaaaaaaa
EvoluçãodoArmazenamentodoSistemaCantareira23/setembro/2015a31/março/2016
set-out/2015:Qesi=13,5m3/seQjus=3,5m3/snov/2015:Qesi=10,0m3/seQjus=3,5m3/s
*dez/2015amar/2016:Qesi=13,5m3/seQjus=3,5m3/s
+50%Pmédia
+25%Pmédia
Pmédia
-25%Pmédia
-50%Pmédia
set/2014-mar/2015
Projeções da Evolução do Armazenamento do Sist. Cantareira
de 24/ago/2015 a 31/mar/2016
Volume Total Autorizado = Vol. Útil + Vol. Morto 1
+ Volume Morto 2
16,2%
34,6%
57,1%
84,0%
100 %
31/03/2015 = 14,7% de 1269,5 (Volume Total Autorizado)
% de 1269,5 hm3*
* Segundo Comunicado Conjunto ANA-DAEE 247
14,7%
Cenários de Armazenamento do Sistema Cantareira
22,6%
Q extração média 01 a 23/09/2015 = 15,35 m3/s
* média para o período de projeção, segundo o Comunicado Conjunto ANA-DAEE 248
13.50/17.00*13.50/17.00*
23/setembro/2015Média: 86,6 mm
Acumulada: 112,2 mm (129,6%)29,6% acima da média
22,6%
Cenários Cenários de Precipitação - 31/03/2016
Qext total (m3/s) -50% Pmed -25% Pmed Pmed +25% Pmed +50% Pmed
20.00 11.6% 29.8% 52.1% 78.8% 100.0%
18.00 14.2% 32.4% 54.7% 81.4% 100.0%
16.2% 34.4% 56.7% 83.4% 100.0%
12.00 21.9% 40.1% 62.4% 89.1% 100.0%
10.00 24.5% 42.7% 65.0% 91.7% 100.0%
Cenários Cenários de Precipitação - 01/12/2015
Qext total (m3/s) -50% Pmed -25% Pmed Pmed +25% Pmed +50% Pmed
20.00 10.4% 13.6% 17.2% 21.0% 25.0%
18.00 11.3% 14.6% 18.1% 21.9% 25.9%
12.5% 15.8% 19.3% 23.1% 27.1%
12.00 14.1% 17.4% 20.9% 24.7% 28.8%
10.00 15.1% 18.3% 21.9% 25.7% 29.7%
13.50/17.00*
Cenários de Armazenamento do Sistema Cantareira
* média para o período de projeção, segundo o Comunicado Conjunto ANA-DAEE 248:Setembro e Outubro/2015 = 17,0 m3/s; Novembro/2015 = 13,5 m3/s
Dezembro a Março/2016 = 17,0 m3/s
13.50/17.00*
Mudanças Climáticas e Recursos Hídricos
• Estudos relacionados às mudanças climáticasapontam como um dos principais problemas acrise da água em escala global (Vorosmarty,2000; 2002; Pahl-Wostl, 2002).
• Para a América Latina, a disponibilidade de águadestinada ao consumo e à geração deeletricidade já encontra-se comprometida e estasituação, mantidas as tendências atuais, seagravará no futuro (Magrin et al., 2007).
• Resultados de modelos climáticos têm mostrado que as reservas mundiais deágua experimentam variações em grande escala, com tendência global paraum aumento nas demandas e diminuição da capacidade de atendimento(IPCC, 2007).
Aumento Significativo de Eventos Extremos
“We review the evidence and argue that for some types of extreme — notably heatwaves, but also precipitation extremes — there is now strong evidence linking specific events or an increase in their numbers to the human influence on climate.”
Slid
e c
ort
esi
a:
J. T
om
ase
lla
Floods in Itajaí ‘s Valely
(2008, 2011)
Floods in Amazonia (2009, 2012)
Floods in São Paulo (2010)
Flooding Rio de Janeiro
(2010)
Floods in States of PE / AL
(2010)
Floods/landslides in Ilha Grande – RJ
(2010)
Dryness in Amazonas River
(2010)
Drought in Brazil’s South /
Uruguai (2012) Heat waves in Santos – SP
(2010)
Eventos Extremos no período 2009-2015 no Brasil
Flooding in MG, RJ e ES
(2012)
Floods/landslides in Região
Serrana – RJ (2011)
Extreme dryness of the air
(2011)
Adaptado de: J.
Marengo e J.
Tomasella
Dryness in semi-arid (2012)
Drought in Southeast
(2014-2015)
Floods in Madeira River
(2014)
Tendencia ao aumento de áreas com balanço negativo
Aumento do déficit hídrico no RCP 8.5
Bacias localizadas mais ao sul → tendencia de excesso de água em cenários futuros
Slide: Carlos Nobre (Fonte: 3 CN 2015 – Volume IV)
Balanço de água no BrasilProjeções climáticas regionais (IPCC-AR5) – Clima médio (1961_1990), RCPs 4.5 e 8.5 (Futuro)
2011-2040 2041-2070 2071-2100
2011-2040 2041-2070 2071-2100
RCP 8.5 RCP 8.5 RCP 8.5
RCP 4.5RCP 4.5RCP 4.5
Eta-HadGEM2-ES
Déficit
Excesso
(1961-1990)
Clima médio
Anos 1800
Durante últimos 300 anosaumento de 6 vezes em área
de terras de cultivo e Pastagem.
Sem dados
Pastagem (Fração de célula de grade)Sem dados
Terras de Cultivo (Fração de célula de grade)
Mudanças de uso e cobertura do solo
(HYDE 3.0)
Cortesia: Mercedes Bustamante, UNB
Anos 2000
Durante últimos 300 anosaumento de 6 vezes em área
de terras de cultivo e Pastagem.
Sem dados
Pastagem (Fração de célula de grade)Sem dados
Terras de Cultivo (Fração de célula de grade)
(HYDE 3.0)
Cortesia: Mercedes Bustamante, UNB
Mudanças de uso e cobertura do solo
Cortesia: Eduardo Assad/EMBRAPA
23% de vegetaçãooriginal
Verte água em anosmuito chuvosos (e.g., 2010)
Baixa acumulaçãodurante período secode maio a outubro.
Qualidade da água, assoreamento, biodiversidasde
A importância da restauração ecológica de bacias de drenagem como boa governança de usos da terra
CONCLUSÕES
• A estação chuvosa 2013-2014 na Região Sudeste foi a pior da série históricadisponível, desde 1962, tanto em termos de déficit pluviométrico como deextensão da área afetada.
• A falta de chuva foi provocada pela atuação de um sistema de alta pressãoatmosférica anormalmente intenso e persistente (bloqueio atmosférico). Aindanão se compreende a física do fenômeno (meteorologistas!)
• As ferramentas atuais de previsão (modelos numéricos) só permitem realizaruma previsão relativamente confiável do comportamento da precipitação sobrea Região Sudeste com uma antecedência máxima de 5-10 dias.
• As mudanças climáticas provavelmente tornaram (como a que impactou aRegião Sudeste do Brasil) as secas mais frequentes e mais intensas no futuro.Como deverá ser feita a gestão e planejamento dos recursos hídricos nestecontexto?
• Precisamos regenerar os biomas (principalmente florestas) para termossegurança hídrica no médio e longo prazo.