Variabilidade pluviométrica no Paraná e eventos climáticos : estudo de caso na bacia hidrográfica do Rio Iguaçu

Abstract

Resumo: O estudo da variabilidade pluviométrica é de grande importância para a gestão de recursos hídricos, sendo a chuva uma variável importante do ciclo hidrológico e a responsável por manter a estabilidade dos sistemas ambientais e das atividades humanas. Por ser sensível às alterações climáticas, a precipitação tende a estar associada a diferentes eventos meteorológico. Com base nisto, esta pesquisa tem como objetivo avaliar o comportamento pluviométrico nas sub-bacias hidrográficas do Alto (SBA), Médio (SBM) e Baixo (SBB) Iguaçu, que compõem a bacia hidrográfica do Rio Iguaçu, no estado do Paraná. O período analisado foi de 1976 a 2021, utilizando os índices de seca SPI e SPEI e a transformada wavelet. Analisou-se também, as possíveis influências dos fenômenos climáticos de teleconexões, El Niño - Oscilação Sul (ENOS), Padrão Pacífico-América do Sul e o Oscilação Antártica sobre padrões de precipitação, considerando os índices ONI3.4, PSA1 e o AAO, referente a cada fenômeno. Os resultados mostraram que a SBB e a SBA possuem, respectivamente, as maiores e menores precipitações. De modo geral, a SBA teve a maior quantidade de eventos chuvosos (SPI > 1) e a SBM a maior quantidade de eventos de seca extrema. Durante o último período da série com precipitações abaixo da média (2018 a 2021) não houve nenhum mês classificado como chuva extrema, a SBA teve a maior quantidade de eventos classificados como chuvosos e na SBB houve mais anos classificados como secos. Durante os meses de 2021 as sub-bacias apresentaram padrões de precipitação diferentes de modo em que houve meses de chuva severa e em seguida seca severa, mostrando padrões de instabilidade. Com relação aos índices climáticos houve baixas correlações, sendo o mais significante o ONI3.4. Nenhum mês com eventos extremos apresentou simultaneidade com a ocorrência dos três eventos climáticos, contudo alguns meses de 2021, 1992 e outros anos apresentaram simultaneidade entre dois dos índices, com a presença do ENOS. As análises com a transformada wavelet indicaram na análise anual que a partir do ano 2000 os eventos pluviométricos foram mais frequentes e persistentes. Os resultados mostraram um padrão de ocorrência de períodos secos e úmidos de 3 a 4 anos. A SBB mostrou ter eventos com sinais maiores e com maior continuidade e persistência. Conclui-se também, que há diferenças significativas entre as sub-bacias, de modo que cada região é impactada com magnitudes de eventos diferentes a depender também, de suas características ambientais, sociais e econômicas. Por fim, acredita-se que compreender a variabilidade pluviométrica é fundamental para gestão dos recursos hídricos e prevenção, previsão e mitigação de impactos associados à eventos de chuva.

Abstract: The study of rainfall variability is of great importance for the management of water resources, being rain na important variable of the hydrological cyclo and responsible for maintaining the stability of environmental systems and human activities. As it is sensitive to climate change, precipitation tends to be associated with different weather events across the globe. Based on this, this research aims to evaluate the rainfall behavior in the Upper (SBA), Middle (SBM) and Lower (SBB) Iguaçu watersheds, which form the Iguaçu River watershed, in the state of Paraná. The study is carried out during the period from 1976 to 2021, using SPI and SPEI drought indices and wavelet transform. Likewise, it is analyzed whether the teleconnection events El Niño - Southern Oscillation, Pacific-South American Pattern and the Antarctic Oscillation had an influence on precipitation, considering the ION3.4, PSA1 and AAO indices, respectively for each phenomenon. The results showed that SBB and SBA have more and less rainfall, respectively. However, in all lags, the SBA had the highest number of rainy events (SPI > 1). In the SBM, there is a greater number of extreme drought events. During the last period of rainfall below the series average (2018 to 2021) there was no month classified as extreme rain, the SBA had the highest amount of events classified as rainy and in the SBB there were more years classified as dry. During the months of 2021, the sub-basins presented different rainfall patterns, so that there were months of rain to severe and then severe drought, showing patterns of instability. With regard to climatic indices, there were low correlations, the most significant being ONI3.4. There was no month classified as extreme in which there was simultaneous presence of the three climatic events, however some months of 2021 and 1992 presented simultaneity between two of the indices, especially ENSO. Finally, the analysis with the wavelet transform indicated in the analysis of the SPI 12 that from the year 2000 onwards, rainfall events were more frequent and persistent. The results showed a pattern of occurrence of dry or wet periods of 3 to 4 years. SBB has shown to have events with higher signals and with greater continuity and persistence. It is concluded that there are significant differences between the sub-basins, so that each region is impacted with different magnitudes and events, depending on their environmental, social and economic characteristics. Finally, it is believed that understanding rainfall variability is essential for water resources management and prevention, prediction and mitigation of impacts associated with rainfall events.