Influência do fenômeno El Niño na bacia hidrográfica do
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XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação - SEPesq Centro Universitário Ritter dos Reis Influência do fenômeno El Niño na bacia hidrográfica do Rio Paraná Cláudio Renato dos Santos Lizardo Graduando em Engenharia Civil Centro Universitário Uniritter [email protected] Orlando Cremonti Filho Graduando em Engenharia Civil Centro Universitário Uniritter [email protected] Orientador: Prof. José Antônio Colvara de Oliveira Resumo: O presente Artigo é parte de uma tarefa apresentada na disciplina de Hidrologia, do Curso de Engenharia Civil, do Centro Universitário Ritter dos Reis e apresenta o estudo histórico, que compreende os anos que vão desde 1951 à 1998, da influência do fenômeno “El Niño” na incidência de chuva na bacia hidrográfica do Rio Paraná. O estudo consiste na verificação do aumento da precipitação que abastece o lago da Usina Hidrelétrica de Itaipu, comparando os anos regulares com período em que ocorre o fenômeno do “El Niño”. Este fenômeno natural consiste na alteração da pressão do ar na costa do pacifico próximo à linha do equador. Essa alteração de pressão causa o enfraquecimento dos ventos e a mudança de direção, trazendo assim a água mais quente junto ao continente americano, elevando a evaporação das águas do oceano Pacífico. Isto, por sua vez, causa chuvas torrenciais. Estas chuvas aumentam o volume de precipitação sobre a região da bacia hidrográfica do Rio Paraná, e consequentemente um acréscimo da área de abrangência do lago Itaipu. Para realizarmos este estudo valemo-nos dos dados captados por três estações pluviométricas instaladas na região. 1 Introdução O fenômeno “El Niño” é uma anomalia da temperatura do oceano Pacífico que ocorre junto a linha do Equador entre as Latitudes 5°N e 5°S, causado pelo aquecimento irregular das águas do oceano na costa do continente americano, aumentando a evaporação e consequentemente a formação de nuvens. Essas nuvens deslocam-se em direção ao centro do continente, mais precisamente para a metade sul, provocando um acréscimo considerável nos parâmetros IDF (intensidade, duração e frequência) das chuvas nessa região. Neste trabalho foram obtidos os dados de três pluviômetros, instalados no município de Foz do Iguaçu, no estado do Paraná. As estações onde foram coletados os dados da altura de precipitação e apresentado o resumo anual são: Foz do Iguaçu – cod.02554000 (Itaipu), Parque Nacional do Iguaçu – cod.02554001 (Itaipu), Salto Cataratas – cod.02554002 (Aguasparaná). Os valores dos mesmos estão registrados na Tabela 1. XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação SEPesq – 19 a 23 de outubro de 2015 XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação - SEPesq Centro Universitário Ritter dos Reis 2 A Influência do fenômeno El Niño Em anos normais onde não existe a atuação do fenômeno El Niño (Figura 1), os ventos Alísios atuam soprando do Equador para sudoeste (hemisfério sul) sobre o Oceano Pacífico, empurrando a água da superfície do mar aquecida na região equatoriana e a represando junto a costa do sudeste asiático e Austrália. Esse represamento causado pelos Alísios aumenta o nível do Oceano Pacífico na costa asiática em alguns centímetros acima do que ocorre na cota da superfície do mar na costa da América equatorial, que como consequência recebe águas profundas mais frias. Figura 1 - Representação esquemática do fenômeno El Niño e La Niña. Fonte: Elaborado pelos autores, com base na pesquisa realizada. Nos anos de influência do El Niño (Figura 1) acontece o enfraquecimento dos ventos no centro do Oceano Pacífico, resultando numa redução do aparecimento de águas profundas e frias e o aumento de água mais quente que o normal na costa oeste da América do Sul. O El Niño altera o clima em todo o Pacífico Equatorial: as massas de ar quentes e úmidas acompanham a água mais quente (Figura 2), alterando o ciclo de chuvas com o acréscimo de volume pluviométrico na costa oeste da América do Sul e secas no sudeste asiático e Austrália. Essa alteração do clima não é apenas pontual, mas com alterações climáticas globais na América do Norte, Europa e África. Figura 2 – Área delimitada do aquecimento das águas do Pacífico. Fonte: Elaborado pelos autores, com base na pesquisa realizada. XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação SEPesq – 19 a 23 de outubro de 2015 XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação - SEPesq Centro Universitário Ritter dos Reis Os dados dos pluviômetros analisados são fornecidos pelo Instituto das Águas do Paraná e foram coletados em três estação pluviométricas próximas a Usina Hidrelétrica de Itaipu. Esses dados são apresentados na Tabela 1 e referem-se às estações: i. ii. iii. SALTO CATARATAS, instalada em 01/08/1946, bacia Iguaçu e sub-bacia 9, altura de 152 metros e mantida pela entidade Aguasparaná; FOZ DO IGUAÇU, instalada em 21/08/1940, na bacia Paraná 3 e sub-bacia 2, altura de 100 metros do nível do mar e mantida pela entidade Itaipu; PARQUE NACIONAL DO IGUAÇU, instalada em 01/07/1941, bacia Iguaçu e sub-bacia 9, também a uma altura de 100 metros e mantida por Itaipu. Tabela 1 – Alturas de precipitação - Resumo Anual (mm). Ano Parque Salto Foz do Nacional Cataratas Iguaçu Iguaçu Ano 1941 1942 1943 1944 1945 1946 1947 1948 1949 1950 1951 1952 1953 1954 1955 1956 1957 1958 1959 1960 1961 1962 1963 1964 1965 1966 2261,2 1539,0 1303,5 1157,7 1305,5 2313,2 1364,0 1200,9 510,9 445,0 269,0 566,8 1402,3 2031,0 1737,6 2186,3 1951,9 1422,5 1332,5 875,7 1272,6 681,0 1832,7 1802,6 1576,6 1495,3 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 382,8 1786,4 1361,5 520,0 540,0 1933,4 1722,0 1997,1 1779,7 1655,3 1819,6 1575,0 1661,5 1691,8 1824,6 1695,8 1615,5 964,0 1506,2 1354,0 915,5 1382,4 2190,9 1556,2 1263,4 1219,9 1630,4 1416,4 1527,9 1477,0 2138,4 1702,6 2229,4 1619,4 1426,9 1633,2 1804,2 1163,1 1267,7 1752,1 1587,8 2622,0 1331,8 Parque Salto Foz do Nacional Cataratas Iguaçu Iguaçu 1381,9 1802,5 1663,0 2703,9 2205,6 2170,0 1931,3 1503,7 1185,4 1918,9 1499,6 1237,9 1703,8 2609,8 1404,8 1146,3 1911,7 1834,6 1116,3 1702,7 2521,6 1463,3 1977,5 1876,6 1951,8 1249,7 502,0 1504,2 1902,1 1749,4 907,9 1480,3 1365,0 1555,9 1184,5 2276,0 1309,7 1321,8 1467,2 2417,7 1417,9 955,4 1909,9 1482,9 1095,4 1878,0 2074,4 1563,5 518,5 1552,7 1970,6 1292,1 XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação SEPesq – 19 a 23 de outubro de 2015 1344,0 1856,0 2152,7 1956,9 1652,7 1334,0 1410,6 975,3 970,5 1599,3 1481,0 1612,2 1599,3 2622,3 1455,0 1121,9 1524,4 1640,8 1187,7 1757,9 2390,0 1563,5 1803,5 1662,3 1669,4 1376,8 XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação - SEPesq Centro Universitário Ritter dos Reis 1967 1168,1 1996 882,3 805,3 2388,7 2033,6 2105,4 1968 870,0 1997 1442,1 1238,3 2195,9 1765,6 1982,3 1969 1998 1945,1 1441,5 1750,9 2147,1 2237,2 2289,0 Fonte: AGUASPARANÁ - Instituto das Águas do Paraná, Sistema de Informações Hidrológicas. Para análise deste trabalho foram considerados e apresentados apenas os valores referentes aos anos compreendidos entre 1941 e 1988, para manter a relação entre aos períodos coletados nos pluviômetros e os períodos de atuação do El Niño (Tabela 2). Tabela 2 – Períodos de incidência do fenômeno El Niño e La Niña. Período Período Intensidade Intensidade El Niño La Niña 1941 Forte 1949-1951 Forte 1946-1947 Moderado 1954-1956 Forte 1951 Leve 1964-1965 Moderado 1953 Leve 1970-1971 Moderado 1957-1959 Forte 1973-1976 Forte 1963 Leve 1983-1984 Leve 1965-1966 Moderado 1984-1985 Leve 1968-1970 Moderado 1988-1989 Forte 1972-1973 Forte 1995-1996 Leve 1976-1978 Leve 1998-1999 Forte 1979-1980 Leve 1982-1983 Forte 1986-1988 Moderado 1990-1993 Forte 1994-1995 Moderato 1997-1998 Forte Fonte: El Niño 1997-1998: The Climate Event of the Century. Os fenômenos climáticos nesses períodos já foram profundamente estudados em todo o mundo, especialmente aos ligados aos fenômenos oceânicos. Com os dados apresentados, realizaram-se a confecção de gráficos de barras das estações pluviométricas onde o eixo das abcissas apresenta o período da medição (ano), e no eixo das coordenadas a altura de precipitação anual (em milímetros). Nesses gráficos também são ilustrados na cor amarela os anos de ocorrência do fenômeno El Niño (Figura 3, 4, e 5). Nos gráficos pode-se verificar que em períodos intermediários do fenômeno El Niño também existe anos onde há aumento na precipitação das chuvas, por exemplo, os anos de 1951, 1954, 1956, 1964, 1971, 1974-1975, 1984, 1989 e 1996. Essa constatação leva a verificação do motivo desses valores elevados nos anos especificados, que aparentemente XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação SEPesq – 19 a 23 de outubro de 2015 XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação - SEPesq Centro Universitário Ritter dos Reis não deveriam ocorrer pela diluição dos efeitos causados por esse fenômeno que possui duração de 15 a 18 meses, mas seguindo-se a um El Ninõ temos a permanência dos efeitos por um período. Poderia se imaginar então que esse fenômeno natural não tem ligação com a variação na IDF da região pesquisada? A resposta está no fenômeno inverso que acontece nessa mesma região da linha do Equador, no Oceano Pacífico, caracterizado por temperaturas anormais mais frias no fim do ano (Tabela 2) e que recebeu o nome de La Ninã (“A Menina) ou El Viejo (“O Velho”), ambas denominações são antíteses do “menino”. Esses tipos de fenômenos passaram a ser pesquisados largamente para suas previsões antecipadas e receberam a expressão OSEN (Oscilação Sul-El Niño) para descrever as anomalias climáticas ou de fluxos marinhos em qualquer oceano. Grandes diferenças na pressão atmosférica, entre o sudeste asiático e o oeste americano caracterizam uma oscilação climática e uma situação de desenvolvimento de OSEN, ou seja, ventos mais fortes que a média entre os continentes e consequentemente variação das temperaturas positivas ou negativas da água nas costas continentais de ambos. Os estudos desses fenômenos e anomalias OSEN são de grande importância para a atividade econômica de muitos países, influenciando no regime de cheia dos rios, plantio na agricultura, obtenção de boas pastagens na pecuária, fornecimento de água tratada e geração de energia elétrica como a da Usina Hidrelétrica de Itaipu. Figura 3 – Precipitação anual do pluviômetro da estação Salto Cataratas. Período de atuação do El Niño Período normal Fonte: Elaborado pelos autores, com base na pesquisa realizada. XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação SEPesq – 19 a 23 de outubro de 2015 XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação - SEPesq Centro Universitário Ritter dos Reis Figura 4 – Precipitação anual do pluviômetro da estação Foz do Iguaçu. Período de atuação do El Niño Período normal Fonte: Elaborado pelos autores, com base na pesquisa realizada. Figura 5 – Precipitação anual do pluviômetro da estação Parque Nacional do Iguaçu. Período de atuação do El Niño Período normal Fonte: Elaborado pelos autores, com base na pesquisa realizada. XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação SEPesq – 19 a 23 de outubro de 2015 XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação - SEPesq Centro Universitário Ritter dos Reis Na Figura 6 pode-se visualizar a oscilação da temperatura média no Oceano Pacífico ao longo dos últimos sessenta e cinco anos, registrando no gráfico a variação positiva da temperatura (em °C) como sendo ligada ao fenômeno El Niño e a negativa como a ligada ao evento La Ninã. Variações de 0,5 a 1,0 °C são consideradas como evento de intensidade leve, de 1,0 a 1,5°C como evento moderado, e finalmente, acima de 1,5°C como evento de intensidade forte. Figura 6 – Média anual da temperatura no Oceano Pacífico 1950-2015. Fonte: Climate Prediction Center. Os fenômenos climáticos interligados entre a atmosfera e os oceanos são base de estudos ao redor do mundo, sendo mais conhecidos os ENOS, no Oceano Pacífico Equatorial, oriundos de anomalias na Temperatura da Superfície do Mar (TSM). Alguns pesquisadores têm dedicado seus trabalhos a pesquisa da influência da TSM no Oceano Atlântico sobre o clima na América do Sul e particularmente as variações anormais do clima no Brasil (CATALDI, 2010, p. 514). Outras análises de resultados das anomalias de TSM do Atlântico Sul sobre as regiões do continente sul americano confirmaram a influência da TSM e mostram que a convecção sobre o continente está associada com a variabilidade da TSM (CHAVES, 2011). Os eventos no Oceano Atlântico costumam acontecer de 6 à 15 meses após os OSEN no Oceano Pacífico. 4 Conclusões Com as informações disponíveis, foi possível uma análise primária sobre as alterações climáticas causadas pelos eventos El Ninõ e La Ninã, no Oceano Pacífico Equatorial, referidos como OSEN (Oscilação Sul-El Niño) e dos eventos da TSM (Temperatura da Superfície do Mar) no Oceano Atlântico. As anomalias OSEN tem grande influência no regime normal das chuvas na região da bacia do Rio Paraná, com acréscimo substancial no volume das chuvas e aumento da vazão dos rios da região. Este aumento se dá devido à composição geológica do terreno XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação SEPesq – 19 a 23 de outubro de 2015 XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação - SEPesq Centro Universitário Ritter dos Reis rochoso e a topografia das bacias hidrográficas da região, que respondem rapidamente à ocorrência ou não de precipitação. Também as anomalias positivas da TSM provocam intensa redução na precipitação na região Sul do Brasil, e como consequência forte diminuição nas vazões naturais dos rios. Novos estudos relacionados com o tema são necessários para compreensão total dos efeitos desses eventos e suas consequências nocivas na economia, como hoje pode-se verificar com a atuação do fenômeno El Niño na região sul do país e a sua desproporção no volume de chuvas deste ano de 2015, onde o CPTEC - Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos e o INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais monitoram o acréscimo da TSM no Oceano Pacífico Equatorial, com previsões dos modelos oceânicos de uma intensidade ainda maior do fenômeno no último trimestre de 2015, podendo até alcançar índices superiores aos alcançados nas últimas décadas de monitoramento desses eventos. Referências CHANGON, Stanley A. El Niño 1997-1998: The Climate Event of the Century. Nova York : Oxford University Press, 2000. pág 36. Secretaria do Meio Ambiente e Recursos Hídricos, Aguasparaná – Instituto de Águas do Paraná – Disponível em : http://www.aguasparana.pr.gov.br/modules/conteudo/conteudo.php?conteudo=264 Acesso em 18.09.2015. Climate Prediction Center – Disponível em: http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/analysis_monitoring/ensostuff/ensoyears.sht ml Acesso em 18.09.2015. CATALDI, Márcio e outros, Estudo da Influência das Anomalias da TSM do Atlântico Sul Extratropical na região da Confluência Brasil Malvinas no Regime Hidrometeorológico de Verão do Sul e Sudeste do Brasil Revista Brasileira de Meteorologia, v.25, n.4, 513 - 524, 2010 CHAVES, Rosane Rodrigues. Conexões entre a TSM do Atlântico Sul e a convecção de verão sobre a América do Sul - análise observacional Revista Brasileira de Geofísica, vol.29 no.1 São Paulo Jan./Mar. 2011 XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação SEPesq – 19 a 23 de outubro de 2015 XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação - SEPesq Centro Universitário Ritter dos Reis CPTEC - Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos e o INPE - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. Disponível em http://enos.cptec.inpe.br/. Acessado em 18.09.2015. XI Semana de Extensão, Pesquisa e Pós-Graduação SEPesq – 19 a 23 de outubro de 2015
