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

DEZEMBRO 2013

Fonte de dados: CPTEC/INPE

Verão de 2014

JANEIRO 2014

Fonte de dados: CPTEC/INPE

Verão de 2014

FEVEREIRO 2014

Fonte de dados: CPTEC/INPE

Verão de 2014

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

Anomalias de chuvas 2013-2014 na Região Sudeste

DJF 2013-14

DJF 47%

Out - Mar 81%

Estação Chuvosa na Região Sudeste

Sistema Cantareira

Sistemas de Abastecimento da Região Metropolitana de São Paulo

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

Chuvas na Região Sudeste

Outubro a março

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%

Situação atual

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.