Produto-33

PRESIDNCIA DA REPBLICA SECRETARIA DE ASSUNTOS ESTRATGICOS

PROGRAMA DAS NAES UNIDAS PARA O DESENVOLVIMENTO

PROJETO BRA/06/032

ENQUADRAMENTO PNUD: R.1 P1.17

Carta de Acordo n 25759/2014 (RC) SAE FCMF

Adaptao s Mudanas do Clima: Cenrios e Alternativas

Infraestrutura Urbana

Produto 3 - IU

Responsvel: Wilson Cabral de Sousa Junior

Braslia, 19 de abril de 2015

Sumrio

1. Introduo .................................................................................................................................... 2

2. Resultados ..................................................................................................................................... 2

2.1. Recife ............................................................................................................................................ 4

2.1.1. Anlise comparativa da razo de chuva (3h/24h) para os cenrios passado e futuro

simulados no modelo atmosfrico - dados sem correo ................................................................... 4

2.1.2. Correo do vis das simulaes de precipitao ................................................................. 8

2.1.3. Avaliao das precipitaes mximas e total acumulado anual para sries de dados

observados, brutos e corrigidos perodo passado simulado pelo modelo atmosfrico ................ 18

2.1.4. Processo de determinao das equaes IDF ..................................................................... 26

2.1.5. Estudo comparativo a partir de IDF existente e estimadas para cenrios futuros ............. 28

2.2 Salvador ...................................................................................................................................... 35


simulados no modelo atmosfrico - dados sem correo ................................................................. 35

2.2.2. Correo do vis das simulaes de precipitao ............................................................... 36





2.3. Fortaleza ..................................................................................................................................... 57








2.4. Rio de Janeiro ............................................................................................................................. 80








2.4.6. Simulao hidrolgica - Mtodo SCS ................................................................................. 103

1

2.5. So Paulo .................................................................................................................................. 113


simulados no modelo atmosfrico - dados sem correo ............................................................... 113

2.5.2. Correo do vis das simulaes de precipitao ............................................................. 115


observados, brutos e corrigidos perodo passado simulado pelo modelo atmosfrico .............. 124

2.5.4. Processo de determinao das equaes IDF ................................................................... 130

2.5.5. Estudo comparativo a partir de IDF existente e estimadas para cenrios futuros ........... 131

2.5.6. Simulao hidrolgica - Mtodo SCS ................................................................................. 137

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ........................................................................................................ 149

APNDICE A Municpio do Rio de Janeiro. . 151

APNDICE B Mapa de pedologia do Municpio do Rio de Janeiro - rea de influncia da bacia da

baia da Guanabara. .......................................................................................................................... 152

APNDICE C Mapa de uso e ocupao do solo - do Municpio do Rio de Janeiro. ....................... 153

APNDICE D

Anhangaba. .................................................................................................................................... 153

ANEXO A y y para a determinao do fato K de Gumbel (adaptado de Gumbel,

1958) ................................................................................................................................................ 155

ANEXO B Mapa de Isozonas de igual razes de precipitao ....................................................... 157

ANEXO C Papel de probabilidade .................................................................................................. 158

ANEXO D Comparao entre os coeficientes de intensidade de 3h/24h e Isozonas. .................. 158

ANEXO E Valores de CN para bacias com ocupao urbana. ....................................................... 158

ANEXO F Classificao hidrolgica do solo para as condies brasileiras. ................................... 158

2

1. Introduo

Estratgicos da Presidncia da Repblica (SAE/PR), tem como objetivo desenvolver

estratgias e aes nacionais que subsidiem o governo na formulao e

implementao de polticas pblicas de longo prazo que promovam o crescimento

econmico do pas, acompanhado de incluso social. Essas aes esto sendo

realizadas por meio de estudos, produtos e eventos sobre temas de importncia para o

planejamento estratgico brasileiro, tendo por base cenrios climticos de longo

prazo. A partir destas informaes, vrios eixos de atividades humanas so estudados

e medidas de adaptao so analisadas. Dentre estes eixos est a infraestrutura

urbana, com foco nos sistemas de drenagem pluvial, objeto deste relatrio.

Este relatrio apresenta os resultados das correes dos vieses das simulaes de

precipitao dos modelos climticos e resultados e etapas dos estudos hidrolgicos

envolvendo a infraestrutura urbana das cidades estudadas diante de cenrios de

mudanas climticas obtidos a partir de dados gerados pelos modelos climticos

regionais contratados pela SAE/PR junto ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

INPE.

A metodologia adotada, a sistematizao do banco de dados levantados, bem como

um diagnstico das estruturas de drenagem para as cidades estudadas, esto descritos

nos relatrios anteriores deste projeto (Produto 1 e Produto 2).

2. Resultados

O conhecimento das caractersticas das precipitaes intensas de grande

importncia para o dimensionamento de obras hidrulicas em geral, tais como: redes

de guas pluviais, canalizaes de crregos, bueiros, e vertedores de barragens.

Para certa intensidade de chuva, constante e igualmente distribuda sobre uma bacia

hidrogrfica, a mxima vazo a ser verificada numa seo corresponde ao volume

relativo a

da qual a vazo constante. Assim, o dimensionamento das obras hidrulicas exige o

3

conhecimento da relao entre a intensidade, a durao e a frequncia das

precipitaes (MARTINEZ JUNIOR; MAGNI, 2014)

Segundo Zuffo e Genovez (2000), o processo para estimar essas precipitaes para os

locais onde no se dispe de dados de pluvigrafos ou onde as sries observadas tm

pouca representatividade, busca permitir uma associao frequncia, para

estabelecer as relaes entre as chuvas de diferentes duraes, equaes Intensidade

- Durao Frequncia (IDF). Esta tambm chamada equaes de chuvas intensas.

Como forma de avaliar o comportamento do regime de chuvas intensas a partir dos

dados brutos (sem correo de vis) fornecidos pelos modelos atmosfricos,

primeiramente foram avaliadas as relaes entre as precipitaes de 3h/24h

simuladas. Essa avaliao importante, pois se por um lado o modelo pode reproduzir

bem as precipitaes dirias (24 horas), avaliadas para o perodo passado, por outro,

pode apresentar erros nas estimativas de precipitaes de curtas durao. Vale

ressaltar que a melhor resoluo temporal de dados de precipitao fornecidos pelo

modelo em estudo de 3 horas. Essa resoluo ainda muito baixa para o estudo de

precipitaes intensas, que em geral duram poucos minutos. As precipitaes de

curtssima durao so as que apresentam as maiores intensidades e, em geral, so as

que provocam uma quantidade maior de eventos de alagamento e inundao urbana.

Ainda nessa anlise de qualidade das simulaes de precipitao, foram feitas

comparaes com as precipitaes dirias mximas anuais e total acumulado anual, a

partir das sries de dados observados em estaes meteorolgicas, e sries de dados

brutos e corrigidos - perodo passado (historical 1961 a 2005) simulado nos modelos

atmosfricos.

A anlise das correes de vis foi feita tambm com base nas curvas de densidade

acumuladas (cda) para os dados observados, brutos e corrigidos para o perodo

passado.

A partir dos dados corrigidos de precipitao, foram estabelecidas relaes IDFs para

os cenrios climticos IPCC 4.5 e 8.5, executados nos modelos HadGem2 ES e Miroc5.

Os resultados encontrados foram comparados com as IDFs existentes para os

4

Municpios de Recife, Salvador, Fortaleza, Rio de Janeiro e So Paulo.

Finalmente, apresenta-se a simulao hidrolgica utilizando o mtodo SCS (Soil

Conservation Service), conforme apontado no Produto 1. Entretanto, face

disponibilidade de dados, essa anlise se concentrou nas cidades do Rio de Janeiro e

So Paulo.

2.1. Recife

2.1.1. Anlise comparativa da razo de chuva (3h/24h) para os cenrios passado e

futuro simulados no modelo atmosfrico - dados sem correo

Para se determinar as precipitaes mximas provveis para as duraes de 3 e 24

horas, foram adotadas sries anuais, em que apenas os valores mximos anuais so

considerados. Assumiu-se que esses valores mximos anuais seguem uma distribuio

de frequncia de Gumbel (Tipo I), que a mais comumente adotada para a

distribuio de valores extremos. Sries anuais podem ser aplicadas para sries com

mais de 12 anos de dados. Para as simulaes dos modelos, o perodo passado (1961 a

2005) apresenta 45 anos de dados e o perodo futuro (2007 a 2040), 34 anos de dados.

A partir dos valores da mdia e desvio padro amostral desses valores mximos

anuais, a precipitao mxima provvel dada pela Equao 1.

+ K . s (1)

onde:

y = precipitao mxima provvel com perodo de retorno T;

= precipitao mdia da amostra;

K = fator de frequncia da distribuio de Gumbel;

s = desvio padro da amostra.

O fator de frequncia K varia com o perodo de retorno, com o tipo de distribuio

estatstica e o tamanho da amostra. Para a distribuio de Gumbel, os valores foram

obtidos pela Equao 2 (GUMBEL, 1958). Os coeficientes y y para determinao do

fator K so apresentados no Anexo A.

5

(2)

As Figuras 1 e 2 mostram os resultados das razes de precipitao que relacionam a

precipitao de 3h e de 24h, para os perodos de retorno de 5, 10, 15, 20, 25, 50 e 100

anos.

Para os cenrios simulados no HadGem2-ES, analisando dados apresentados na Figura

1, observa-se que a razo de chuva obtida a partir dos dados brutos, sem a correo de

vis, diminui medida que se aumenta o perodo de retorno adotado, tanto para o

perodo passado (HIST) quanto para o perodo futuro. Interessante notar que o modelo

apresenta um aumento nessa razo para o cenrio 4.5 com relao ao passado, porm

uma reduo para o cenrio 8.5. Assim como para o cenrio 4.5, o cenrio 8.5

estabelece um aumento nas emisses de CO2 at 2040, e consequente aumento

temperatura mdia global, porm de uma forma mais intensa. Diante desse

comportamento, era de se esperar que as razes de precipitaes de 3h/24h

apresentassem a mesma tendncia. Essa disparidade nos resultados dificulta a

inferncia de um comportamento climtico futuro. Uma razo maior de chuvas 3h/24h

horas pode indicar uma concentrao maior das precipitaes em 3 horas, ou seja,

eventos mais intensos, ou uma subestimao das chuvas de 24 horas. Para analisar

qual desses dois padres est ocorrendo, sero investigados os dados de mximos

dirios e as curvas de distribuio acumuladas com relao aos dados observados.

6

Figura 1. Razo de chuva (3h/24h) para dados brutos, HadGem2-ES (Recife).

J os cenrios simulados pelo Miroc5 mostrados na Figura 2, a razo 3h/24h

permanece constante para perodos de retorno variando entre 50 e 100 anos. Para os

perodos de retorno de 5, 10, 15, 20 e 25 anos, ocorreu uma pequena reduo nas

razes observadas. Nota-se nesta figura que em relao ao perodo passado (HIST), o

cenrio RCP 4.5 apresenta uma reduo nos valores das razes, que ainda maior para

o cenrio 8.5. Sero analisados os mximos dirios e as curvas de probabilidades

acumuladas para compreender melhor o comportamento das simulaes.

7

Figura 2. Razo de chuva (3h/24h) para dados brutos, Miroc5 (Recife).

Se comparadas com as razes observadas de literatura, as razes encontradas so

muito inferiores. Torrico (1974) dividiu o territrio brasileiro em zonas de iguais razes

de precipitaes, as chamadas isozonas (Anexo B). De acordo com essa classificao, a

cidade de Recife est localizada na Isozona B. Para cada isozona, Torrico (1974)

apresenta as razes de precipitao de 1h/24h e de 6min/24h, de acordo com o

perodo de retorno (Tabela 1).

Tabela 1. Razes de precipitaes de 1h/24h e 6min/24h para cada Isozona (TORRICO, 1974)

5 10 15 20 25 50 100 5-50 100

A 36,2 35,8 35,6 35,5 35,4 35,0 34,7 7,0 6,3

B 38,1 37,8 37,5 37,4 37,3 36,9 36,6 8,4 7,5

C 40,1 39,7 39,5 39,3 39,2 38,8 38,4 9,8 8,8

D 42,0 41,6 41,4 41,2 41,1 40,7 40,3 11,2 10,0

E 44,0 43,6 43,3 43,2 43,0 42,6 42,2 12,6 11,2

F 46,0 45,5 45,3 45,1 44,9 44,5 44,1 13,9 12,4

G 47,9 47,4 47,2 47,0 46,8 46,4 45,9 15,4 13,7

H 49,9 49,4 49,1 48,9 48,8 48,3 47,8 16,7 14,9

1h/24h 6min / 24h

ISOZONA

Perodo de Retorno (anos)

8

Interpolando essas relaes de acordo com o papel de probabilidade (Anexo C),

encontram-se os valores de razes 3h/24h apresentados na Tabela 2 para a isozona B

de acordo com os perodos de retorno.

Tabela 2. Razes de precipitaes de 3h/24h para Isozona B

razo 5 10 15 20 25 50 100

3h/24h 0,56 0,53 0,56 0,56 0,56 0,56 0,56

PERODO DE RECORRNCIA (ANOS)

Esses valores corroboram com estudos mais recentes. Gonalves (2011) analisou dados

de radar e comparou com os encontrados por Torrico (1974). Os resultados desse

trabalho esto apresentados no Anexo D. Para a cidade de Recife, a razo das

precipitaes de 3h/24h, para um perodo de retorno de 5 anos, est na faixa de 0,42 a

0,54, e para um perodo de retorno de 100 anos, est na faixa de 0,48 a 0,56. Esses

valores esto muito semelhantes aos encontrados por Torrico (1974). As razes de

precipitaes simuladas pelos modelos, entretanto, apresentam valores muito

inferiores a estes. Isso indica que os modelos, em mdia, ou distribuem mais as

precipitaes durante os dias, ou seja, apresentam precipitaes menos intensas, ou

superestimam os valores de precipitaes dirias.

2.1.2. Correo do vis das simulaes de precipitao

Para reduzir os erros sistemticos das previses de precipitaes dirias do MCR Eta,

optou-se pelo emprego do mtodo de correo de vis por ajuste distribuio

estatstica gama, apresentado no produto 1 - Infraestruturas Urbana e Costeira. A

escolha se deve aos melhores resultados obtidos por essa tcnica em reviso de

literatura (Teutschbein e Seibert, 2012; Piani et al., 2010; Tschke, 2014).

A distribuio gama considerada como sendo confivel para a distribuio de

eventos de precipitao (Piani et al., 2010). Assume-se que as distribuies de

intensidades de precipitao simuladas e observadas so muito prximas distribuio

gama.

Para a aplicao da tcnica de correo de vis dos valores de precipitao simulados

pelo Modelo Climtico Regional (MCR) Eta, primeiramente, procuraram-se estaes

9

pluviomtricas contidas e prximas ao municpio de Recife. As estaes pr-

selecionadas, bem como os pontos de grade do modelo regional com resoluo

espacial de 20 km selecionados por estarem contidos ou prximos ao municpio

podem ser vistos na Figura 9 do produto 2 IU - Infraestruturas Urbana.

Porm, apenas uma estao pluviomtrica e um ponto de grade do MCR, por

municpio, foram utilizados para a aplicao do mtodo. Elegeu-se a estao e o ponto

de grade do MCR considerando os seguintes critrios:

a estao pluviomtrica deve contemplar todo, ou quase todo, o perodo de

1961 a 2005, para que se possa fazer a comparao entre observaes e

simulaes e para que se tenha um longo perodo de observaes para que o

ajuste distribuio estatstica seja a mais representativa possvel da

precipitao observada no local.

estaes e pontos do MCR localizados o mais prximo possvel das reas

crticas de alagamento, para que os resultados sejam usados nos estudos

hidrolgicos dessas reas.

a estao pluviomtrica e o ponto de grade do modelo devem estar o mais

prximo possvel, porque os valores observados na estao so usados para

corrigir as simulaes do MCR naquele ponto.

as simulaes do ponto de grade do modelo selecionado devem apresentar

fortes correlaes com as simulaes dos demais pontos prximos ao

municpio para que tais simulaes representem uma grande rea do

municpio. Ressaltando que as simulaes so mais representativas para a rea

mais prxima ao ponto do MCR selecionado. A depender da correlao, essas

simulaes podem ser representativas tambm para as reas mais afastadas.

A estao pluviomtrica selecionada para a cidade de Recife apresenta coordenadas

LAT -8,05 e LON -34,95. O ponto de grade selecionado do modelo Eta apresenta

coordenadas LAT -8,00, LON -35,00, conforme Figura 3.

10

Figura 3. Ponto de grade do modelo Eta e estao pluviomtrica selecionados (Recife).

As correes de vis por ajuste distribuio gama seguiram o mtodo descrito por

Tschke (2014). Para cada regio em estudo, a funo de distribuio acumulada foi

ajustada excluindo-se os dias secos, considerando, neste caso, como secos os dias com

precipitao menor que 0,1 mm, que a preciso dos valores observados.

O mtodo de correo consiste em ajustar as simulaes uma distribuio gama

ajustada a partir de parmetros da srie observada. Como descrito no Produto 1, essa

correo feita para cada ms.

Como o modelo regional Eta foi executado a partir dos dois modelos globais (MG),

MIROC5 e o HADGEM2-ES, aplicou-se a correo de vis a:

simulao do perodo passado (Historical - janeiro de 1961 a dezembro de

2005) do MCR executado com o MG MIROC5,

simulao do perodo historical do MCR executado com o MG HADGEM2-ES,

simulao do perodo de 2007-2040 do MCR executado com o MG MIROC5 a

partir do cenrio RPC 4.5,

11

simulao do perodo de 2007-2040 do MCR executado com o MG HADGEM-ES

a partir do cenrio RPC 4.5,

simulao do perodo de 2007-2040 do MCR executado com o MG MIROC5 a

partir do cenrio RPC 8.5,

simulao do perodo de 2007-2040 do MCR executado com o MG HADGEM-ES

a partir do cenrio RPC 8.5.

Com o intuito de apresentar de uma maneira visual o desempenho do mtodo para a

reduo do vis, as Figuras 4 a 9 mostram a comparao entre a curva de distribuio

acumulada (cda) observada e as curvas de distribuio acumulada com e sem

correo.

Observa-se pelas figuras que as simulaes feitas com o modelo MIROC5 para os

meses de dezembro a maio tendem a superestimar as precipitaes dirias. Para os

meses de junho a novembro, ambos modelos apresentam uma subestimao das

precipitaes dirias.

De maneira geral, o MCR executado com o modelo global HADGEM-ES apresentou

simulaes mais prximas ao que foi observado, em comparao com as simulaes

executadas a partir do modelo global MIROC5. Porm, aps a correo as simulaes

executadas com ambos os modelos globais ficam bastante prximas s curvas

observadas.

Quando executado com o modelo global MIROC5, o MCR Eta apresenta as maiores

diferenas entre a quantidade de valores nulos observados e simulados, as maiores

diferenas ocorrem nos meses de janeiro a abril, onde o modelo simula uma

quantidade muito reduzida de dias secos, divergindo substancialmente do que foi

observado no municpio. Aps as correes essas diferenas diminuem

significativamente.

Conclui-se que o emprego da tcnica de correo de vis foi eficiente em reduzir as

diferenas entre simulaes e observaes no perodo historical. Portanto, para

anlise dos cenrios futuros, a correo pode conferir uma maior confiabilidade s

simulaes.

12

Figura 4. Comparao entre as curvas de distribuio acumulada das observaes (cda observada) e das simulaes antes (cda MCR) e aps as correes (cda corrigida) dos meses de janeiro e fevereiro.

13

Figura 5. Comparao entre as curvas de distribuio acumulada das observaes (cda observada) e das simulaes antes (cda MCR) e aps as correes (cda corrigida) dos meses de maro e abril

14

Figura 6. Comparao entre as curvas de distribuio acumulada das observaes (cda observada) e das simulaes antes (cda MCR) e aps as correes (cda corrigida) dos meses maio e junho

15

Figura 7. Comparao entre as curvas de distribuio acumulada das observaes (cda observada) e das simulaes antes (cda MCR) e aps as correes (cda corrigida) dos meses de julho e agosto

16

Figura 8. Comparao entre as curvas de distribuio acumulada das observaes (cda observada) e das simulaes antes (cda MCR) e aps as correes (cda corrigida) dos meses de setembro e outubro

17

Figura 9. Comparao entre as curvas de distribuio acumulada das observaes (cda observada) e das simulaes antes (cda MCR) e aps as correes (cda corrigida) dos meses de novembro e dezembro

18

2.1.3. Avaliao das precipitaes mximas e total acumulado anual para sries de

dados observados, brutos e corrigidos perodo passado simulado pelo modelo

atmosfrico

Conforme destacado no Relatrio 2 IU, item 4.1 - Modelos climticos e hidrologia:

vieses e correo, o desenvolvimento de cenrios climticos atravs de modelos

climticos fundamental para a compreenso dos potenciais impactos devidos s

alteraes no clima. A avaliao da vulnerabilidade e o desenvolvimento de estratgias

de adaptao para uma determinada regio s so possveis a partir de projees do

clima futuro.

Nesse contexto, para a correo de vis das previses climticas de precipitao

prope-se o emprego da tcnica por ajuste distribuio estatstica gama para a

correo dos dados simulados de precipitao.

Precipitao diria mxima anual

Para melhor avaliar eventos extremos, as Figura 10 e 11 apresentam a comparao

grfica entre as sries de precipitaes dirias mximas anuais observadas, e as sries

de dados brutos e corrigidos perodo passado simulado nos modelos atmosfricos,

1961 a 2005.

Observa-se pela Figura 10 que as precipitaes dirias mximas anuais geralmente so

subestimadas pelo modelo HADGEM2-ES, comparando com os dados observados, para

a cidade de Recife no perodo passado (HIST 1961 a 2005). Observa-se tambm por

esta figura que a correo do vis aproximou os dados simulados aos dados

observados. Vale ressaltar que a correo do vis feita para todos os dados dirios de

precipitao e no somente para os valores mximos anuais. Para os valores mais

extremos (1970, 1986 e 2000), apesar da correo ter aproximado a simulao ao valor

observado, essa ainda apresenta-se muito subestimada.

A observao desse comportamento do modelo HADGEM2-ES leva-nos concluso de

que o modelo no somente subestima as precipitaes de 24 horas, mas as distribui

mais durante o dia, levando a intensidades de precipitaes de 3 horas subestimadas.

Isso pode ser observado pelas baixas razes de precipitaes 3h/24h j apresentadas.

19

No foram encontrados dados observados de pluvigrafos, os quais apresentam

frequncias de leituras inferiores diria. Isso impossibilita a comparao direta entre

dados de 3 horas simulados e observados.

De acordo com a Figura 11, nota-se que as simulaes das precipitaes dirias

mximas anuais do modelo MIROC5 se aproximam muito mais dos dados observados

que as simulaes do modelo HADGEM2-ES, mesmo para os dados brutos. Com a

correo do vis, as simulaes em geral se aproximaram mais dos dados observados,

permitindo, com maior confiabilidade, a projeo para o perodo 2010-2040.

A Figura 12 apresenta as anomalias de precipitao mdia anual para o perodo de

2010 a 2040, para os dois modelos globais em estudo e os cenrios RCP 4.5 e 8.5.

Observa-se que, exceto para partes da regio Norte, o modelo HADGEM2-ES apresenta

resultados de anomalias mais negativas em comparao com o modelo MIROC5, ou

seja, com uma reduo maior das precipitaes mdias anuais. De acordo com a

Figura, dentre as cidades de estudo, esse comportamento fica mais evidenciado para

as cidades do Rio de Janeiro, So Paulo e Salvador. Uma escala mais detalhada para a

regio nordeste poderia identificar melhor o padro de anomalias para as cidades de

Recife e Fortaleza.

20

Figura 10. Precipitaes dirias mximas anuais, dados observados e simulados a partir de modelo HadGem2-ES (Recife).

21

Figura 11. Precipitaes dirias mximas anuais, dados observados e simulados a partir de modelo Miroc5 (Recife).

22

Figura 12. Anomalia de precipitao mdia anual para o perodo 2010 a 2040 para o modelo regional Eta forados por dois modelos globais MIROC5 (cenrios RCP4.5 e RCP 8.5, da esquerda para direita) e HG2ES(RCP4.5 e RCP 8.5, da esquerda para direita). Fonte: SAE, 2015)

Precipitao total anual

De forma a obter informaes sobre o comportamento dos modelos atmosfricos, as

Figuras 13 e 14 apresentam os totais anuais de precipitao observada, e obtidas nos

modelos - sries de dados brutos e corrigidos, perodo de 1961 a 2005.

De acordo com a Figura 13, a precipitao acumulada anual simulada pelo modelo

HADGEM2-ES tende a subestimar os valores observados. A correo de vis aproximou

os valores simulados aos observados, como era esperado.

J o modelo MIROC5 (Figura 14) tende a superestimar os valores de precipitao

acumulada anual, se comparado com os dados observados. A correo de vis tende a

reduzir esses valores, aproximando-os aos dados observados para vrios anos (por

exemplo, 1962, 1963, 1967, 1968). Entretanto, para alguns anos, observou-se que a

reduo imposta pela correo de vis, afastou as simulaes dos dados observados

(por exemplo, 1961, 1964, 1965, 1966).

24

Figura 13. Precipitaes totais anuais, dados observados e simulados a partir de modelo HadGem2-ES (Recife).

25

Figura 14. Precipitaes totais anuais, dados observados e simulados a partir de modelo Miroc5 (Recife).

26

2.1.4. Processo de determinao das equaes IDF

As curvas IDF podem ser ajustadas a equaes genricas, que fornecem relaes

matemticas entre a intensidade, a durao e a frequncia das precipitaes. Essas

equaes, denominadas de Equaes de Chuvas Intensas so geralmente expressas na

forma da Equao (3).

(3)

onde:

a, b, c, d = parmetros adimensionais relativos localidade.

Para ajustar os parmetros a, b, c e d, so necessrios dados de precipitaes intensas

para vrias duraes. Essas duraes geralmente comeam a partir de 5 minutos e vo

at 1440 minutos (24 horas).

Neste trabalho foram encontradas equaes IDFs futuras (2007 a 2040) para os dois

cenrios RCP 4.5 e RCP 8.5 para os 2 modelos climticos, MIROC5 e HADGEM2-ES, a

partir dos dados dirios mximos corrigidos de precipitao.

Em princpio, pensava-se em usar as razes 3h/24h obtidas pelos modelos, pois estas

poderiam indicar uma intensificao ou suavizao dos eventos extremos no futuro.

Entretanto, como essas razes para o perodo passado ficaram bastante distantes das

razes observadas, optou-se por utilizar as razes de literatura, obtidas a partir de

dados observados, para desagregar as precipitaes de 24 horas em duraes mais

curtas. Vale ressaltar que essa proporo j teria que ser empregada de qualquer

forma para as duraes de 5, 10, 15, 30, 60, 120 minutos, pois a melhor resoluo

temporal do modelo de 180 minutos (3 horas).

Portanto, as simulaes dos modelos climticos ainda so insuficientes para

estabelecer equaes IDFs futuras, dada sua relativamente baixa resoluo temporal.

Alm disso, as simulaes de precipitaes acumuladas em 3 horas so ainda muito

imprecisas, dadas as anlises de razes 3h/24h.

Como as IDFs futuras nesse trabalho foram obtidas por meio de desagregaes das

d

b

ct

aTi

27

chuvas de 24 horas com razes de literatura, baseadas em dados observados passados,

no se espera que estas IDFs reproduzam um aumento ou reduo significativos das

intensidades para chuvas de curta durao.

A desagregao de totais de chuva mxima de 24 horas de durao em totais

correspondentes para duraes menores frequentemente realizada com os

chamados coeficientes de desagregao de chuvas. Esta prtica usada,

normalmente, para estabelecer relaes de intensidade-durao-frequncia (IDF) em

locais que dispem somente de dados dirios medidos com pluvimetros

convencionais (BERTONI; TUCCI, 1993). Para a desagregao dos dados dirios de

precipitao, no presente estudo foi adotado o Mtodo das Isozonas, proposto por

Torico (1974), j apresentado anteriormente.

As precipitaes intensas de 24 horas foram determinadas por sries anuais e

distribuio de probabilidade de Gumbel, j descritas anteriormente.

Para o clculo dos parmetros a, b, c, d foi utilizado a ferramenta "Solver" da planilha

Excel (Microsoft Office), sendo empregado os seguintes parmetros:

Tempo Mximo = 100 segundos;

Interao = 500;

Preciso = 0,000001;

Tolerncia = 5%; Convergncia = 0,0001.

Para os cenrios simulados pelos modelos atmosfricos, apresentam-se a seguir as

relaes obtidas:

IPCC 4.5 - HadGem2 ES

i= 49,1307.T0,1549/(t+35,176)0,8948 (4)

IPCC 4.5 - Miroc5

i= 51,7997.T0,1604/(t+36,436)0,9109 (5)


i= 35,1404.T0,2108/(t+34,317)0,8925 (6)

28

IPCC 8.5 - Miroc5

i= 40,6005.T0,1756/(t+34,166)0,8841 (7)

em que:

i - intensidade (mm/min), T - Perodo de retorno (anos) e t - tempo de durao de

chuva (mim)

2.1.5. Estudo comparativo a partir de IDF existente e estimadas para cenrios

futuros

Com objetivo de avaliar os aspectos das curvas IDFs futuras geradas, estas foram

comparadas com curvas IDFs existentes.

Para essa anlise comparativa, para a cidade de Recife, a equao de Chuvas Intensas

foi obtida de Ramos e Azevedo (2010), expressa na forma da Equao (8).

i= 1423,97.T0,1124/(t+21)0,7721 (8)

em que

i - intensidade (mm/h), T - Perodo de retorno (anos) e t - tempo de durao de chuva

(mim)

As Figuras 15 e 16 apresentam a comparao entre as curvas IDFs existentes com as

curvas IDFs futuras, cenrio RCP 4.5, para os modelos HADGEM2-ES e MIROC5

respectivamente, para perodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100 anos. As curvas

existente e futuras esto muito prximas. Pode notar por essas figuras que as

intensidades para as precipitaes de 1440 minutos (24 horas) so praticamente

iguais. Isso significa que as simulaes corrigidas dos modelos no apontaram um

aumento ou reduo significativos para as precipitaes dirias, sobretudo aquelas

associadas ao perodo de retorno de 50 anos, objeto de estudos de macrodrenagem.

Existe uma pequena intensificao dos eventos entre as duraes de 50 e 350 minutos

aproximadamente. Essa diferena deve-se provavelmente a razes diferentes das de

Torrico (1974) para o ajuste da IDF existente. Os dois modelos apresentaram curvas

29

IDFs para o cenrio RCP 4.5 muito prximas. Essa proximidade deve-se aos valores

prximos das mximas precipitaes dirias (1440 s) provveis, obtidos pela Equao

1. Sendo esses valores prximos, os demais, para duraes menores, tambm o sero,

pois foram usadas as mesmas razes de Torrico.

Para perodos de retorno de 5, 10, 25 e 100 anos, as curvas esto apresentando o

mesmo comportamento, tanto para o modelo HADGEM2-ES, quanto para o modelo

MIROC5.

30

Figura 15. Comparao entre curvas IDFs existente e futura RCP 4.5 HADGEM2-ES

31

Figura 16. Comparao entre curvas IDFs existente e futura RCP 4.5 MIROC5

32

Para o cenrio RCP 8.5, os resultados das IDFs futuras esto apresentados nas Figuras

17 e 18, para os modelos HADGEM2-ES e MIROC5, respectivamente. O

comportamento das curvas foi bem semelhante ao cenrio 4.5, sendo que as curvas

futuras do cenrio 8.5 esto at mais prximas curva existente, ao contrrio do que

se esperava.

Assim como fora no cenrio RCP 4.5, as curvas para perodos de retorno de 5, 10, 25 e

100 , cenrio RCP 8.5, tambm apresentam comportamento semelhante s existentes,

tanto para o modelo HADGEM2-ES e para o modelo MIROC5.

Nota-se, para ambos os cenrios IPCC, um aumento da intensidade de precipitaes na

faixa entre 50 e 350 minutos, em relao s IDF pr-existentes. Tal fato indica um

possvel impacto sobre os sistemas de drenagem, especialmente para os cenrios mais

pessimistas de mudanas climticas, nos maiores perodos de retorno. No entanto, tal

observao deve ser registrada com cautela, uma vez que precipitaes com tempos

menores que 180 minutos sequer so contempladas nos dados projetados pelos

modelos climticos analisados.

33

Figura 17. Comparao entre curvas IDFs existente e futura RCP 8.5 HADGEM2-ES

34

Figura 18. Comparao entre curvas IDFs existente e futura RCP 8.5 MIROC5

35

2.2 Salvador

2.2.1 Anlise comparativa da razo de chuva (3h/24h) para os cenrios passado e


Para se determinar as razes de precipitaes 3h/24h seguiu-se a mesma sequncia

descrita para a cidade de Recife, apresentada no item 2.1.1.

As Figuras 19 e 20 mostram os resultados das razes de precipitao no corrigidas

que relacionam a precipitao de 3h e de 24h, para os perodos de retorno de 5, 10,

15, 20, 25, 50 e 100 anos, para os modelos HADGEM2-ES e MIROC5, respectivamente.

De acordo com os dados apresentados na Figura 19, assim como observado para

Recife, as razes das precipitaes diminuem a medida que se aumenta o perodo de

retorno. Observa-se que o cenrio 4.5 apresenta razes superiores s do perodo

passado, e o cenrio 8.5 ligeiramente superiores s do cenrio 4.5.

Figura 19. Razo de chuva (3h/24h) para dados brutos, HadGem2-ES (Salvador).

J os cenrios obtidos a partir de simulao do Miroc5 (Figura 20) apresentam um

comportamento inesperado, uma vez que as razes do cenrio 4.5 so inferiores s do

perodo passado, enquanto que as razes do cenrio 8.5 apresentam-se muito

prximas s do perodo passado, e praticamente constantes para todos os perodos de

36

retorno.

Figura 20. Razo de chuva (3h/24h) para dados brutos, Miroc5 (Salvador).

Assim como para Recife, se comparadas com as razes observadas de literatura

(Tabela 2), as razes encontradas so muito inferiores. Isso indica que os modelos em

mdia ou distribuem mais as precipitaes durante os dias, ou seja, apresentam

precipitaes menos intensas, ou superestimam os valores de precipitaes dirias.

Salvador tambm se encontra na Isozona B conforme a classificao de Torrico (1974).

2.2.2 Correo do vis das simulaes de precipitao

A sequncia e consideraes adotadas para a correo do vis das simulaes de

precipitao para a cidade de Recife, apresentadas no item 2.1.2, foram as mesmas

aplicadas para a cidade de Salvador.

Entretanto, como os dados observados na estao pluviomtrica selecionada possuam

falhas, aps a seleo da estao e ponto de grade do MCR, fez-se necessrio o

preenchimento de falhas dos dados da estao para obter uma srie contnua de

observaes. Para preencher os perodos sem dados, utilizou-se a tcnica do vizinho

mais prximo, que consiste em repassar os valores de precipitao da estao

pluviomtrica mais prxima para a estao que est sendo preenchida.

37

A estao pluviomtrica selecionada para a cidade de Salvador apresenta coordenadas

LAT -13,00, LON -38,50. O ponto de grade selecionado do modelo Eta apresenta

coordenadas LAT -13,00 e LON -38,60, conforme Figura 21.

Figura 21. Ponto de grade do modelo Eta e estao pluviomtrica selecionados

(Salvador).

As Figuras 22 a 27 mostram a comparao entre a curva de distribuio acumulada

(cda) observada e as curvas de distribuio acumulada com e sem correo.

Observa-se pelas figuras que as curvas de distribuio acumulada das simulaes

acompanharam o comportamento das curvas observadas, com exceo das simulaes

de janeiro a abril executadas a partir do modelo MIROC 5. Nesses casos, o MCR

subestima a quantidade de dias sem chuva.

As simulaes geradas a partir do modelo HADGEM-ES, depois de corrigidas,

apresentaram uma melhora significativa nos valores mximos de precipitao. Antes

da correo, as simulaes no atingiam os valores mais altos de precipitao

observados. No caso das simulaes geradas a partir do modelo global MIROC5, com

38

exceo dos meses de junho a agosto, o MCR, mesmo antes da correo, atinge os

valores mais altos de precipitao.

O emprego da tcnica ento justificado, principalmente na correo da quantidade

dos valores nulos gerados pelo MCR a partir do modelo MIROC5 e na correo dos

valores subestimados pelo MCR executado a partir do modelo HADGEM-ES. Portanto,

para anlise dos cenrios futuros espera-se uma maior confiabilidade s simulaes

aps as correes serem feitas.

39


40


41


42


43


44


45

2.2.3 Avaliao das precipitaes mximas e total acumulado anual para sries de


atmosfrico

Precipitao mxima anual




1961 a 2005. Os anos de 1961, 1962 e 1963 no apresentam dados observados.

Observa-se pela Figura 28 que o modelo HADGEM2-ES subestimou os valores de

precipitaes dirias mximas anuais para praticamente todos os anos. A correo de

vis aumentou esses valores, tornando em alguns anos, os valores superiores aos

observados. Vale ressaltar que a correo do vis feita para todos os dados dirios de

precipitao e no somente para os valores mximos anuais.

A observao desse comportamento do modelo HADGEM2-ES leva-nos concluso de

que o modelo no somente subestima as precipitaes de 24 horas, mas as distribui

mais durante o dia, levando a intensidades de precipitaes de 3 horas subestimadas.

Isso pode ser observado pelas baixas razes de precipitaes 3h/24h j apresentadas.

No foram encontrados dados observados de pluvigrafos, os quais apresentam

frequncias de leituras inferiores diria. Isso impossibilita a comparao direta entre

dados de 3 horas simulados e observados.

De acordo com a Figura 29, nota-se que as simulaes das precipitaes dirias

mximas anuais do modelo MIROC5 se aproximam muito mais dos dados observados

do que as simulaes do modelo HADGEM2-ES, mesmo para os dados brutos. Com a

correo do vis, as simulaes em geral se aproximaram mais dos dados observados.

46

Figura 28. Precipitaes mximas anuais, dados observados e simulados a partir de modelo HadGem2-ES (Salvador).

47

Figura 29. Precipitaes mximas anuais, dados observados e simulados a partir de modelo Miroc5 (Salvador).

48





De acordo com a Figura 30, o modelo HADGEM2-ES tende em geral a subestimar os

totais acumulados anuais, porm com resultados muito mais prximos aos dados

observados do que apresentado para a cidade de Recife. A correo de vis tendeu a

aumentar os valores simulados, tornando-os em geral, mais prximos aos dados

observados.

J para o modelo MIROC5 (Figura 31) o comportamento foi oposto, com

superestimao dos valores acumulados anuais. A correo de vis tendeu a reduzir os

valores, aproximando-os, para a maioria dos casos, aos valores observados.

49

Figura 30. Precipitaes totais anuais, dados observados e simulados a partir de modelo HadGem2-ES (Salvador).

50

Figura 31. Precipitaes totais anuais, dados observados e simulados a partir de modelo Miroc5 (Salvador).

51

2.2.4 Processo de determinao das equaes IDF

A mesma sequncia de etapas adotadas na determinao da equao IDF de Recife, constante no item 2.1.4, foi adotada para a cidade de

Salvador.

Vale a pena ressaltar que, assim como para Recife, as simulaes dos modelos climticos ainda so insuficientes para estabelecer

equaes IDFs futuras, dada sua resoluo temporal e impreciso dos acumulados de 3 horas. Tambm neste caso, no se espera que

estas IDFs reproduzam um aumento ou reduo significativos das intensidades para chuvas de curta durao.

Para os cenrios simulados pelos modelos atmosfricos, apresentam-se a seguir as relaes obtidas, a saber:


i= 57,738.T0,1091/(t+38,349)0,9244 (9)

IPCC 4.5 - Miroc5

i= 60,8019.T0,1507/(t+40,074)0,9449 (10)


i= 31,141.T0,2521/(t+34,953)0,8922 (11)

IPCC 8.5 - Miroc5

i=40,60.T0,1738/(t+34,681)0,8919 (12)

em que:

i - intensidade (mm/min), T - Perodo de retorno (anos) e t - tempo de durao de chuva (mim)

2.2.5 Estudo comparativo a partir de IDF existente e estimadas para cenrios futuros

Como destacado no item 2.1.5, pretende-se aqui avaliar a adequao das curvas geradas em comparao com curvas IDF existentes.

Nessa anlise, adota-se a equao de Chuvas Intensas obtida de Festi (2007), expressa na forma da Equao (13).

i= 1065.66.T0,163/(t+24)0,743 (13)

em que:

i - intensidade (mm/h), T - Perodo de retorno (anos) e t - tempo de durao de chuva (mim)

As Figuras 32 e 33 apresentam a comparao entre as curvas IDFs existentes com as curvas IDFs futuras, cenrio RCP 4.5, para os

modelos HADGEM2-ES e MIROC5 respectivamente, para perodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100 anos. As curvas existente e futuras

esto muito prximas. Pode notar por essas figuras que as intensidades para as precipitaes de 1440 minutos (24 horas) so levemente

inferiores s precipitaes relativas IDF existente com perodo de retorno de 50 anos, , objeto de estudos de macrodrenagem. Essa

diferena transferida para precipitaes com duraes menores.

Para perodos de retorno de 5, 10, 25 e 100 anos, as curvas esto apresentando o mesmo comportamento, tanto para o modelo

HADGEM2-ES, quanto para o modelo MIROC5.

52

Figura 32. Comparao entre curvas IDFs existente e futura, RCP 4.5 HADGEM2-ES

53

Figura 33. Comparao entre curvas IDFs existente e futura, RCP 4.5 MIROC5

54



comportamento das curvas foi bem semelhante ao cenrio 4.5, sendo que as curvas

futuras do cenrio 8.5 esto at mais prximas curva existente, principalmente para

duraes superiores a 250 minutos. As intensidades para duraes de 1440 minutos

esto mais prximas IDF existente em relao ao cenrio 4.5.

Como fora no cenrio RCP 4.5, as curvas para perodos de retorno de 5, 10, 25 e 100 ,

cenrio RCP 8.5, tambm apresentam comportamento semelhante s existentes,


Assim como no caso anterior, nota-se, para ambos os cenrios IPCC, um aumento da

intensidade de precipitaes na faixa entre 50 e 350 minutos, em relao s IDF pr-

existentes. Tal fato, embora possa indicar um possvel impacto sobre os sistemas de

drenagem, especialmente para os cenrios mais pessimistas de mudanas climticas,

nos maiores perodos de retorno, deve ser analisado com cautela, uma vez que

precipitaes com tempos menores que 180 minutos sequer so contempladas nos

dados projetados pelos modelos climticos analisados. Por outro lado, neste caso

especfico, nota-se que, para perodos de retorno maiores, as IDF existentes so

maiores que os cenrios crticos futuros, indicando menor presso futura sobre os

sistemas de drenagem para precipitaes com maiores durao. Cabe salientar que

estas precipitaes, com durao maior que 400 minutos, tm pouco impacto sobre o

projeto de sistemas de drenagem, mais sensveis precipitaes intensas e de curta

durao.

55


56


57

2.3 Fortaleza








De acordo com os dados apresentados na Figura 36, assim como observado para

Recife, as razes das precipitaes diminuem a medida que se aumenta o perodo de

retorno. Entretanto, as razes observadas tanto para o cenrio 4.5, quanto para o

cenrio 8.5, apresentam-se bastante prximas s razes do perodo passado.

Figura 36. Razo de chuva (3h/24h) para dados brutos, HadGem2-ES (Fortaleza).

J para os resultados obtidos a partir de simulaes do Miroc5 (Figura 37), as razes

do perodo passado apresentam um ligeiro aumento para perodo de retornos

58

maiores. Nota-se nesta figura que, da mesma forma que para Recife, em relao ao

perodo passado (HIST), o cenrio RCP 4.5 apresenta uma reduo nos valores das

razes, que ainda maior para o cenrio 8.5. Como os dois modelos apresentam

comportamentos muito distintos, difcil afirmar qual seria o comportamento padro

para o futuro.

Figura 37. Razo de chuva (3h/24h) para dados brutos, Miroc5 (Fortaleza).

Se comparadas com as razes obtidas para Recife e Salvador, as razes de Fortaleza

so superiores. Isso est de acordo com as razes encontradas na literatura (Tabela 2),

uma vez que Fortaleza se encontra na Isozona C de acordo com a classificao de

Torrico (1974). Apesar das razes se apresentarem superiores s razes encontradas

para Recife e Salvador, se comparadas com as razes observadas de literatura, as

razes encontradas so muito inferiores. Isso indica que os modelos em mdia ou

distribuem mais as precipitaes durante os dias, ou seja, apresentam precipitaes

menos intensas, ou superestimam os valores de precipitaes dirias.

59

2.3.2 Correo do vis das simulaes de precipitao

A sequncia e consideraes adotadas para a correo do vis das simulaes de

precipitao para a cidade de Recife, apresentadas no item 2.1.2, foram as mesmas

aplicadas para a cidade de Fortaleza.

Os dados da estao pluviomtrica selecionada possuam falhas, que tiveram que ser

preenchidas conforme descrito na seo 2.2.2 para a cidade de Salvador.

O ponto de grade selecionado do modelo Eta para a cidade de Fortaleza apresenta

coordenadas LAT -3,80, LON -38,60. A estao pluviomtrica selecionada apresenta

coordenadas LAT -3,75 e LON -38,58, conforme Figura 38.

Figura 38. Ponto de grade do modelo Eta e estao pluviomtrica selecionados

(Fortaleza).

As Figuras 39 a 44 mostram a comparao entre a curva de distribuio acumulada

(cda) observada e as curvas de distribuio acumulada com e sem correo.

60

Observa-se pelas figuras que as simulaes feitas com o modelo MIROC5 para os

meses de dezembro a maio tendem a superestimar as precipitaes dirias,

principalmente simulando uma quantidade reduzida de dias sem chuva. Nos meses de

junho a outubro percebe-se uma subestimativa.

Conclui-se, assim como para Recife e Salvador, que o emprego da tcnica de correo

de vis foi eficiente em reduzir as diferenas entre simulaes e observaes no

perodo historical. Portanto, para anlise dos cenrios futuros espera-se uma maior

confiabilidade s simulaes aps as correes feitas.

61


62


63


64


65


66


67

2.3.3 Avaliao das precipitaes mximas e total acumulado anual para sries de


atmosfrico

Precipitao mxima anual




1961 a 2005.

Observa-se pela Figura 45 que mais uma vez o modelo HADGEM2-ES tende a

subestimar os valores de precipitaes dirias mximas anuais. A correo de vis

resultou em um aumento desses valores, aproximando-os na maioria dos casos aos

valores observados.

Ao contrrio do que foi observado para Recife o Salvador, o modelo MIROC5 (Figura

46) tambm tendeu a subestimar os valores de precipitaes dirias mximas anuais.

Nesse caso, a correo de vis tambm provocou um aumento dos valores simulados,

aproximando-os, em geral, aos valores observados.

68

Figura 45. Precipitaes mximas anuais, dados observados e simulados a partir de modelo HadGem2-ES (Fortaleza).

69

Figura 46. Precipitaes mximas anuais, dados observados e simulados a partir de modelo Miroc5 (Fortaleza).

70





De acordo com a Figura 47, para o total acumulado anual, o modelo HADGEM2-ES

tende a subestimar os valores se comparados aos dados observados. A correo de

vis proporcionou um aumento desses valores, aproximando-os, na maioria dos casos,

aos valores observados. Nota-se, entretanto, que em alguns anos (por exemplo, 1968,

1969, 1970) os valores corrigidos superaram os valores observados.

J o modelo MIROC5 (Figura 48), em geral superestimou os valores acumulados anuais,

embora tenha subestimado os valores dirios mximos anuais (Figura 46). Isso pode

ocorrer pois a correo de vis aplicada a todos os valores dirios de precipitao, e

no somente aos valores mximos anuais. Isso indica tambm que, apesar do modelo

estar superestimando os valores acumulados anuais, ele tende a distribuir mais as

precipitaes durante o ano, reduzindo as intensidades das precipitaes dirias. Isso

pde ser observado pelas baixas quantidades de dias sem precipitao simulados,

apresentadas nos grficos de curvas de densidade acumuladas (Figuras 39 e 40),

principalmente de janeiro a abril. A correo de vis tendeu a reduzir os valores

acumulados anuais, aproximando-os em mdia aos valores observados.

71

Figura 47. Precipitaes totais anuais, dados observados e simulados a partir de modelo HadGem2-ES (Fortaleza).

72

Figura 48. Precipitaes totais anuais, dados observados e simulados a partir de modelo Miroc5 (Fortaleza).

73

2.3.4 Processo de determinao das equaes IDF

A mesma sequncia de etapas adotadas na determinao da equao IDF de Recife,

constante no item 2.1.4, foi adotada para a cidade de Fortaleza.

Ressaltamos novamente que, da mesma forma que para as cidades anteriores, as

simulaes dos modelos climticos para Fortaleza ainda so insuficientes para

estabelecer equaes IDFs futuras, dada sua resoluo temporal e impreciso dos

acumulados de 3 horas. Tambm neste caso, no se espera que estas IDFs reproduzam

um aumento ou reduo significativos das intensidades para chuvas de curta durao.

Para os cenrios simulados pelos modelos atmosfricos, apresentam-se a seguir as

equaes obtidas, a saber:


i= 38,9650.T0,1407/(t+27,902)0,8983 (14)

IPCC 4.5 - Miroc5

i= 34,1714.T0,170/(t+24,284)0,8488 (15)


i= 44,5101.T0,1652/(t+31,297)0,9355 (16)

IPCC 8.5 - Miroc5

i=37,9597.T0,2193/(t+24,718)0,8607 (17)

em que:

i - intensidade (mm/min), T - Perodo de retorno (anos) e t - tempo de durao de

chuva (mim)

2.3.5 Estudo comparativo a partir de IDF existente e estimadas para cenrios futuros

Como destacado no item 2.1.5, pretende-se aqui avaliar a adequao das curvas

geradas em comparao com curvas IDF existentes.

A Equao 18 representa a expresso matemtica de chuvas intensas para Fortaleza

74

desenvolvida com base em 30 anos de registros pluviogrficos contnuos (1970 a 1999)

segundo a metodologia apresentada por Silva, Palcio Jnior e Campos (2013).

904,0

173,0

31,28

.29,2345

t

Ti

(18)

em que:

i = intensidade mdia de chuva em mm/h para a durao da chuva de (t) minutos;

T = perodo de retorno da precipitao em anos.

A equao obtida permite o clculo da intensidade mxima de chuvas com duraes

entre 5 e 120 minutos e perodos de retorno de 5 a 100 anos.

As Figuras 49 e 50 apresentam a comparao entre as curvas IDFs existentes com as

curvas IDFs futuras, cenrio RCP 4.5, para os modelos HADGEM2-ES e MIROC5

respectivamente , para perodos de retorno de 5, 10, 25, 50 e 100 anos. A curva

existente, que vlida para duraes de at 120 minutos, e as curvas futuras esto

muito prximas, principalmente para o modelo HADGEM2-ES. Com essa proximidade,

espera-se que as vazes simuladas pela modelagem hidrolgica sejam tambm muito

prximas.

Para perodos de retorno de 5, 10, 25 e 100 anos, as curvas esto apresentando o

comportamento semelhante, tanto para o modelo HADGEM2-ES, quanto para o

modelo MIROC5.

75


76


77



comportamento das curvas para o modelo HADGEM2_ES foi bem semelhante ao

cenrio 4.5. J para o modelo MIROC5, a IDF futura tende a intensificar mais os

eventos de precipitao, pelo menos at duraes de 120 minutos, at onde a IDF

existente possui validade.

Como no cenrio RCP 4.5, as curvas para perodos de retorno de 5, 10, 25 e 100 ,

cenrio RCP 8.5, tambm apresentam comportamento semelhante s existentes,


No presente caso, embora se perceba um aumento da intensidade de precipitaes na

faixa entre 50 e 120 minutos, em relao s IDF pr-existentes (bem mais pronunciada

no cenrio MIROC 8.5), a inferncia fica particularmente prejudicada em funo da

resolutividade das projees climticas.

78


79


80

2.4 Rio de Janeiro








De acordo com os dados apresentados na Figura 53, assim como para Recife e

Fortaleza, as razes encontradas para as simulaes feitas a partir do HADGEM2-ES

tendem a diminuir a medida em que se aumenta o perodo de retorno. Entretanto, as

razes observadas para o cenrio 4.5 apresentam-se inferiores s relativas do perodo

passado, e para o cenrio 8.5, apresentam-se bem prximas s do perodo passado.

Figura 53. Razo de chuva (3h/24h) para dados brutos, HadGem2-ES (Rio de Janeiro).

J para o modelo MIROC5 (Figura 54), as razes encontradas para o perodo passado e

para o cenrio 4.5 apresentam-se praticamente constantes para todos os perodos de

retorno e muito prximas entre si. J para o cenrio 8.5, as razes apresentam-se

Produto-33

Documents

Transcript of Produto-33