Um consórcio composto por pesquisadores de mais de dez países, incluindo Brasil, Estados Unidos e algumas nações europeias, está realizando simulações do clima do passado e do futuro na América do Sul com resolução sem precedentes. O objetivo é criar um modelo de visualização computacional que represente com maior acurácia os processos hidroclimáticos que ocorrem na região para ajudar os tomadores de decisão a implementar medidas mais efetivas de adaptação aos impactos da mudança climática.

O trabalho foi apresentado em um painel de discussão sobre clima durante a FAPESP Week Illinois, na semana passada, em Chicago (Estados Unidos).

“Agora, estamos começando a ser capazes de representar corretamente o hidroclima da América do Sul nas escalas necessárias� disse Francina Dominguez, pesquisadora do Centro Nacional de Aplicações de Supercomputação da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign e coordenadora do projeto.

De acordo com Dominguez, a exemplo de todas as regiões do mundo, o clima na América do Sul está mudando. Têm sido registradas secas exacerbadas no sul da Amazônia, na região do Cerrado, no norte do Brasil e no Chile. Esse cenário tem afetado o rendimento agrícola, o abastecimento de água para reservatórios, a geração de energia hidrelétrica e impactado dezenas de milhões de pessoas nas grandes áreas metropolitanas de São Paulo, do Rio de Janeiro e de Santiago do Chile, por exemplo.

As geleiras andinas, que são uma importante fonte de água, perderam 30% de sua área nos trópicos e até 60% no sul dos Andes, constituindo as mais altas taxas de perda de massa glacial do mundo. Por outro lado, o sudeste da América do Sul enfrenta o aumento das chuvas anuais e a intensificação de fortes precipitações desde o início do século 20.

“A América do Sul enfrenta duas forças gigantescas, que são as mudanças climáticas e no uso da terra, que têm ocorrido não só na floresta amazônica, mas também em outras áreas da região, como o Chaco, na Argentina. E também temos mudanças muito grandes tanto no clima global quanto no regional. Como resultado desses processos temos observado que os extremos climáticos estão mudando em todo o continente e isso põe em risco a segurança hídrica e alimentar de milhões de pessoas� afirmou Dominguez.

As projeções climáticas futuras são baseadas em modelos climáticos globais, os chamados GCMs, na sigla em inglês. A despeito de terem avançado muito nas últimas décadas, essas representações conceituais do clima global são incapazes de capturar detalhes do hidroclima da América do Sul e apresentam distorções significativas, ponderou a pesquisadora.

Parte desse problema está relacionado com a resolução espacial grosseira desses modelos, cujo espaçamento de grades horizontais, que representam a terra e os oceanos, é da ordem de dezenas de quilômetros (km). Por isso, não conseguem representar corretamente processos que ocorrem em escalas menores e em regiões montanhosas, como chuva de relevo �que surge quando nuvens encontram obstáculos como serras e montanhas � além de queda de neve acumulada em montanhas e geleiras.

“Por meio dos GCMs atuais não é possível ver topografias complexas e isso representa um problema na América do Sul, onde há os Andes e outras áreas com essa característica� afirmou Dominguez.

Os GCMs também não conseguem representar realisticamente ciclones, jatos de baixo nível �estreita zona de ventos máximos que ocorre nos primeiros quilômetros da atmosfera �e tempestades de sistemas conectivos organizados.

“Em regiões da bacia do rio da Prata, assim como em São Paulo e outras grandes áreas urbanas e agrícolas na América do Sul, a convecção organizada é um dos mecanismos mais importantes de precipitação e não está corretamente representada nos modelos climáticos globais� disse Dominguez.

Com base nessa constatação, os pesquisadores realizaram, por meio de um consórcio de pesquisa batizado de South America Affinity Group, duas simulações computacionais de modelo de pesquisa e previsão do tempo (WRF, na sigla em inglês de weather research and forecasting model), com alta resolução sem precedentes de espaçamento de grade de 4 km, representando climas históricos e futuros do continente.

O objetivo é empregar a simulação histórica para validar o modelo e compreender melhor as características hidroclimáticas do continente com maior nível de detalhe e usar a simulação climática futura para avaliar as alterações que devem ocorrer na América do Sul sob um clima mais quente.

“Esse é um grande esforço que envolve mais de cem cientistas, muitos deles do Brasil e, em grande parte, de São Paulo� disse Dominguez.

Baixo desempenho computacional

De acordo com Kelvin Droegemeier, professor de ciências atmosféricas da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign, nos últimos anos têm sido desenvolvidos modelos do sistema terrestre incrivelmente sofisticados, representando a atmosfera, o gelo, os oceanos e os ciclos biogeoquímicos, entre outros elementos.

Esses modelos requerem computadores muito poderosos para fazer as integrações de longo prazo. O problema, contudo, é que eles só conseguem atingir uma pequena fração da capacidade máxima das máquinas atuais.

“Os modelos atuais só atingem entre 2% e 3% de uma máquina exascale [tipo de computação de alto desempenho com capacidade cerca de mil vezes mais rápida do que a dos mais poderosos supercomputadores em uso]. É como se esses modelos fossem uma Ferrari ou um carro de corrida de Fórmula 1 e só pudessem ser dirigidos a uma velocidade de 25 quilômetros por hora� comparou o pesquisador.

Além disso, os modelos apresentam problemas de resolução e de física e são incapazes de capturar detalhes, como processos que acontecem em regiões como a América do Sul. “Esses modelos têm muitos problemas, mas a culpa não reside neles e sim nos sistemas onde eles estão sendo executados� ponderou Droegemeier.

A fim de avançar na capacidade computacional para rodar os modelos do sistema terrestre, a universidade norte-americana realizará um encontro internacional entre o fim de setembro e o início de outubro deste ano voltado a desenvolver um sistema computacional para ciência do sistema terrestre de fronteira em simulação e projeção climática.

“O objetivo será discutir sobre onde estão os sistemas computacionais que nos permitirão executar esses modelos em altíssima resolução global. Temos as partes interessadas, como fabricantes de chips como a NVIDIA e a Intel, em participar da discussão� contou o pesquisador.

A universidade norte-americana também está desenvolvendo um conceito para criar um centro nacional de previsão de eventos extremos causados por mudanças climáticas e outro sobre ciência da previsibilidade e suas aplicações, anunciou Droegemeier.

O painel dedicado a estudos sobre o clima foi realizado no dia 10 de abril e também contou com a participação do professor da Universidade de São Paulo (USP) Marcos Buckeridge.

Mais informações sobre a FAPESP Week Illinois estão disponíveis em: fapesp.br/week/2024/illinois.

Marcos Buckeridge (em pé), Francina Dominguez e Kelvin Droegemeier (foto: Elton Alisson/Agência FAPESP)

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Em novembro passado, alguns meios de comunicação divulgaram que, pela primeira vez, havia sido registrada no Brasil uma área com clima de deserto. A região se localiza no vale submédio do rio São Francisco, no centro-norte da Bahia, colada na divisa com Pernambuco. Seu território equivale a quase quatro vezes o da cidade de São Paulo. Abrange um pequeno ponto na fronteira dos dois estados, em torno da pernambucana Petrolina e da baiana Juazeiro, e uma faixa de terra maior, situada entre 200 e 300 quilômetros mais ao norte.

A notícia do avanço de áreas secas era verdadeira em sua essência. Porém, seu tom estava um pouco acima do adequado. A área em questão havia sido, na verdade, elevada da condição histórica de semiárida à atual de árida. A mudança de status é inédita no país e esse trecho do Nordeste, de pouco mais de 5.700 quilômetros quadrados (km2), figura hoje como o mais árido do Brasil. Mas isso não significa que ali se formou um pequeno deserto, um ecossistema classificado como de clima hiperárido, um estágio mais extremo do que o árido, e praticamente desprovido de vegetação.

Exagero midiático à parte, a conclusão central da nota técnica do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) e do Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (Cemaden) que embasou a reclassificação da área nordestina confirma informações produzidas por diferentes estudos, com metodologias distintas, em anos recentes. A maior parte do território nacional, com exceção da região Sul e de setores litorâneos do Sudeste, está ficando menos úmida.

A tendência dominante indica que os lugares secos do Brasil (e do mundo) estão se tornando ainda mais secos e os úmidos menos úmidos. No Brasil, a clara exceção a esse movimento são os três estados do Sul, hoje úmidos e que devem permanecer assim no futuro. Essa propensão a um clima menos úmido vale inclusive para parte da Amazônia, o bioma com maior estoque de água no país, onde o desmatamento progressivo da floresta e as mudanças climáticas contribuem para tornar o ambiente mais quente e com períodos de estiagem prolongada.

“Há um aumento significativo da demanda atmosférica por água. Isso está levando o Nordeste e boa parte do país a uma condição de maior secura� diz o engenheiro de recursos hídricos Javier Tomasella, do Inpe, um dos autores do estudo sobre o avanço da aridez. “A evapotranspiração se intensifica porque a temperatura está subindo no país em razão do aquecimento global.�/p>

Desde 1960, a área do semiárido cresce e hoje abrange cerca de 800 mil km², 9,4% do território nacional

A culpa da secura crescente, portanto, não se deve apenas �ou principalmente �à falta ou irregularidade de chuvas, mas sobretudo ao incremento da evaporação de água do solo e da transpiração das plantas, processo denominado evapotranspiração. “Desde que haja água no solo e sua capacidade de fazer fotossíntese não seja um impeditivo, a vegetação de superfície utiliza a energia da radiação absorvida para perder umidade em vez de usá-la para aquecer o ambiente. Essa é uma forma de limitar o aquecimento da baixa atmosfera, como um mecanismo de termorregulação� comenta o especialista em hidroclimatologia Humberto Ribeiro da Rocha, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP), que não participou do estudo. Quanto mais quente, mais a atmosfera demanda água da superfície para obter o combustível para formar nuvens de chuva, o vapor de água (ver reportagem).

Para classificar o clima do país, os pesquisadores do Inpe e do Cemaden calcularam a evolução de um índice de aridez ao longo das últimas seis décadas. Juntaram dados de medições feitas em estações meteorológicas e estimativas referentes a quatro períodos sucessivos de 30 anos (1960-1990, 1970-2000, 1980-2010 e 1990-2020). Essa abordagem permite enxergar para onde a umidade caminha com o passar do tempo. Em seguida, determinaram a taxa de umidade para todo o território nacional, com ênfase nas regiões mais secas, para cada ciclo de 30 anos.

O índice de aridez de uma região em um período é dado por uma equação simples: o total acumulado de chuva dividido pela evapotranspiração potencial (a quantidade máxima de água que pode ser perdida para a atmosfera por esse processo). Alguns trabalhos usam apenas os valores das chuvas, mas os autores preferiram adotar o índice, considerado por eles mais adequado para medir o grau de aridez. Os relatórios do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) também trabalham com esse índice, além de analisar a evolução somente da chuva acumulada ao longo do tempo.

Quando a quantidade de água que cai com a chuva supera a que deixa a superfície de uma região pela evapotranspiração, o resultado dessa conta é maior do que 1. Se a situação for o contrário (menos chuva do que evapotranspiração), o valor do índice de aridez é menor do que 1. Por esse parâmetro, áreas consideradas secas são aquelas cuja razão entre chuva e evapotranspiração não ultrapassa o valor de 0,65 (ver mapas). Ou seja, a água que cai com a pluviosidade equivale a no máximo 65% da que sobe para a atmosfera pela transpiração das plantas e evapora da superfície. Acima desse limite, os climas são considerados como úmidos.

Imagem: Rodrigo Cunha

As regiões em que o índice de aridez apresenta valores inferiores a 0,05 são classificadas como hiperáridas. “Esse é o clima dos desertos� comenta Tomasella. No Brasil, não há áreas assim. As que o índice fica entre 0,05 e 0,2 são as áridas, como é o caso das terras da Bahia e Pernambuco recém-elevadas a essa condição. Quando o valor se situa entre 0,2 e 0,5, trata-se de uma zona semiárida, caso de boa parte do interior do Nordeste. O clima chamado de subúmido seco apresenta resultado entre 0,50 até 0,65.

Em Chorrochó, município baiano situado dentro da nova zona árida, por exemplo, o total acumulado de chuvas anuais foi de 374 milímetros (mm) nas últimas três décadas. No mesmo período, a evapotranspiração foi de 1.956 mm. Esses valores geram um índice de aridez de 0,19, dentro da faixa classificada como árida. “No entorno da divisa da Bahia com Pernambuco, há localidades cujo índice de aridez está muito próximo de 0,2, às vezes ligeiramente acima, com valores de 0,21 ou 0,22� explica a física Ana Paula Cunha, do Cemaden, outra autora do estudo. “Em pouco tempo, essas localidades deverão igualar ou ficar abaixo de 0,2 e também serão classificadas como de clima árido. Se levarmos em conta esses sítios, a extensão da zona árida sobe dos atuais 5,7 mil para quase 15 mil km2.�/p>

O trabalho do Inpe e do Cemaden também analisou a evolução apenas do total de chuvas no país. Por essa metodologia, a área de semiárido é um pouco menor do que a calculada pelo índice de aridez, mas também apresenta viés de crescimento. No Brasil, regiões com menos de 800 mm de chuva anual são definidas como pertencentes ao semiárido legal.

O surgimento da área árida foi observado somente nos últimos 30 anos da análise. Já a região do semiárido cresceu sempre durante as últimas seis décadas. Foi de 570 mil km2 no período 1960-1990 para quase 800 mil km2 entre 1990-2020, o equivalente a 9,4% do território nacional. Esse incremento se deu às custas da retração de áreas de subúmido seco, especialmente entre 1970 e 2010. No entanto, na janela temporal de 1990 a 2020, as áreas classificadas como dentro dos três climas secos presentes no Brasil (árido, semiárido e subúmido seco) se expandiram.

Outro dado relevante foi o aparecimento de zonas subúmidas secas, a partir de 1990, em dois pontos do território nacional em que não havia esse tipo de clima: no oeste de Mato Grosso do Sul, em pleno Pantanal, a maior planície alagada do planeta, e no norte do Rio de Janeiro, no Sudeste.

Vários estudos sinalizam que outras partes do país, além do Nordeste, estão se tornando menos úmidas. Um artigo do ecólogo Gabriel Hof-mann, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), indica que o Cerrado, sobretudo sua porção centro-norte, mais próxima da fronteira de desmatamento no sul da Amazônia, tornou-se significativamente mais seco nas últimas três décadas. Entre junho e novembro, período que abrange a estação seca e o início da temporada úmida, certas localidades do bioma apresentaram uma redução de cerca de 50% no volume da precipitação média acumulada e no número de dias com chuva. O trabalho foi publicado em julho de 2023 na revista Scientific Reports (ver Pesquisa FAPESP n° 333).

Outras pesquisas apontam para uma redução da área periodicamente alagada no Pantanal, uma diminuição crescente do pulso das águas que marca a vida da região. Artigo publicado em 2020 na revista científica Acta Limnologica Brasiliensia, antes de o bioma ter sido assolado por grandes incêndios em razão de uma de suas piores secas, reforçou essa percepção. O estudo apontou, em um período de 10 anos, um encolhimento de 16% na extensão de território alagado na porção norte do bioma em agosto, mês que marca o pico da estação seca. O trabalho foi coordenado pelo ecólogo aquático Ernandes Sobreira Oliveira-Júnior, da Universidade do Estado de Mato Grosso (Unemat), campus de Cáceres (ver Pesquisa FAPESP n° 297). Esse cenário casa perfeitamente com o surgimento de uma área de clima subúmido seco no oeste de Mato Grosso do Sul, como apontado pela nota técnica do Inpe e Cemaden.

Para o meteorologista Humberto Barbosa, da Universidade Federal de Alagoas (Ufal), o avanço da aridez, sobretudo no Nordeste, não é nada surpreendente. “Para quem mora na região, é perceptível. Quando estamos em campo, o agricultor e o sertanejo nos dizem que antigamente chovia mais. Nos últimos 20 anos, as secas provocadas não só pela redução da chuva, como pelo aumento das altas temperaturas, fizeram com que a perda hídrica aumentasse bastante� relata Barbosa.

Como destacou o sexto relatório do IPCC, de 2021, as mudanças climáticas, das quais o aquecimento global é o principal motor, aceleram o ciclo da água. Seu transporte da superfície terrestre (onde está em sua fase líquida ou sólida, no caso das geleiras) em direção a atmosfera (na forma de vapor de água), e vice-versa, torna-se mais veloz e intensa. Isso faz com que haja tanto chuvas mais fortes e inundações, a exemplo das que ocorreram recentemente no Sul do país, como secas mais severas (ver reportagem).

“Não é porque uma área está se tornando mais seca ao longo do tempo que ela não pode ser alvo também de chuvas fortes, concentradas em poucas horas ou dias� comenta o climatologista José Marengo, do Cemaden. Às vezes, o total anual da pluviosidade não muda significativamente, mas sua distribuição sim. Isso faz com que o período de estiagem seja mais quente e se prolongue por mais tempo, atrasando o início da época mais úmida. Nesses casos, quando a chuva finalmente chega, ela pode ter uma forma violenta, com tempestades. “Estamos vendo isso ocorrer agora nas áreas mais desmatadas da Amazônia, no sul e no leste do bioma� diz Marengo.

Zonas de clima subúmido seco apareceram no oeste do Pantanal e no norte do Rio de Janeiro

Ainda que não seja um indicador perfeito, a quantidade de chuva total acumulada em um ano é um parâmetro importante, que não pode ser ignorado. Dados do Instituto Nacional de Meteorologia (Inmet) registram diminuição da pluviosidade anual em cerca de dois terços do território brasileiro no período entre 1991 e 2020 em relação aos 30 anos precedentes. As quedas mais expressivas foram na região Nordeste e, em menor escala, na Centro-Oeste, norte da Sudeste e em setores da Amazônia (sul, leste e parte do oeste).

“No Nordeste, identificamos reduções anuais superiores a 100 mm, com destaque para a estação meteorológica de Cipó, na Bahia, onde houve uma diminuição de 685,8 mm� diz a meteorologista Danielle Barros Ferreira, do Inmet. Em Parnaíba, no Piauí, a redução chegou a 599,5 mm e em Aracaju, capital de Sergipe, a 505,9 mm. Fora do Nordeste, o decréscimo da precipitação foi da ordem de 50 a 100 mm anuais.

No Sul, na parte mais meridional de São Paulo, de Mato Grosso do Sul e de Minas Gerais, além de setores do noroeste e do sudoeste da região Norte, as chuvas apresentaram um aumento relativamente discreto, de 100 a 250 mm anuais no período de 1991 a 2020, ainda segundo dados do Inmet. Mas em algumas localidades houve elevações expressivas de pluviosidade, como em Codajás, no centro do Amazonas, em Bambuí, no centro de Minas Gerais, e em Chapecó, no oeste de Santa Catarina. Nesses municípios, o aumento foi, respectivamente, de 741,9 mm, 590,2 mm e 509,1 mm.

O peso da redução ou do aumento do total de chuvas precisa ser relativizado em função das características do clima atual de uma região. Na Amazônia, onde na maior parte das áreas chove mais do que 2 mil mm por ano, uma queda de 100 mm na precipitação ao longo de 12 meses pode ter pouca importância. Numa localidade do semiárido nordestino, isso pode significar uma estiagem muito mais severa.

Não há consenso absoluto nas previsões sobre precipitação para o Brasil, nação de dimensão continental, nas próximas décadas, mas as linhas gerais estão bem traçadas. As projeções mais ou menos batem com os dados históricos que mostram a evolução da precipitação em diferentes partes do país. “O risco de secas é o maior problema climático do país e o que impacta mais pessoas� afirma o meteorologista Gilvan Sampaio, coordenador-geral da área de ciências da Terra do Inpe. “O efeito das mudanças climáticas sobre a temperatura é mais direto e simples do que sobre o regime de chuvas. No Brasil, por exemplo, desconheço lugares em que a temperatura média não esteja subindo, em maior ou em menor escala. A pluviosidade é um fenômeno mais complexo, influenciado de diferentes maneiras por fatores de escala global, regional e local.�/p>

Uma certeza no que diz respeito às chuvas é o papel central da Amazônia, que abarca mais da metade do território nacional. Por fornecer uma parte considerável da umidade (via os chamados rios voadores) para as demais regiões do país, como o Centro-Oeste e o Sudeste e o Sul, a maior floresta tropical do planeta atua como uma espécie de ar-condicionado do clima no âmbito regional, da América do Sul. À medida que é desmatada, ela perde progressivamente a capacidade de retirar mais carbono da atmosfera, o que agrava o aquecimento global, e de fornecer vapor de água para que a chuva se forme sobre ela mesma e outras regiões.

Antes dos anos 2000, os dados apontavam que a Amazônia enfrentava uma grande seca a cada 20 anos. Neste século, já ocorreram quatro períodos de estiagem extrema e prolongada, quase sempre associados à ocorrência do fenômeno climático El Niño, que esquenta de forma excessiva as águas do centro-leste do Pacífico equatorial e ao aquecimento de Atlântico tropical: a primeira em 2005, a segunda em 2010, a terceira em 2015 e 2016 e a mais recente em 2023-2024. No ano passado, que foi o mais quente em todo o globo e também no Brasil, alguns rios da região Norte atingiram seus níveis mais baixos dos últimos 120 anos.

Um estudo publicado em fevereiro na revista Science projetou que, até 2050, metade da Amazônia poderá atingir um ponto de não retorno em razão das mudanças climáticas e do desmatamento que provocam um estresse hídrico sem precedentes na região. Se isso vier a ocorrer, uma parte considerável da floresta pode virar uma mata degradada, com menos espécies, ou até um cerrado, com poucas árvores e mais gramíneas. De qualquer forma, o impacto seria terrível para o clima local e regional, que se tornaria muito mais quente e seco. O principal autor do trabalho foi o ecólogo Bernardo Flores, que faz estágio de pós-doutorado na Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

A possibilidade de que parte da Amazônia se torne algo mais próximo de um Cerrado costuma ser chamada de savanização. Um estudo recente sinaliza que, até o fim deste século, os efeitos sobrepostos de uma savanização completa da Amazônia e de um aumento de 4 graus Celsius (°C) na temperatura média do planeta, o cenário mais pessimista previsto pelo IPCC, seriam devastadores. Essa possibilidade foi simulada no Modelo Brasileiro do Sistema Terrestre (Brazilian Earth System Model �BESM), desenvolvido pelo Inpe no âmbito do Programa FAPESP de Pesquisas em Mudanças Climáticas Globais (PFPMCG). Seus resultados foram comparados com as projeções obtidas em cenários menos radicais também dentro do BESM.

“Cada um desses fatores por si só produziria um aumento da estação seca e uma redução de chuvas em grandes setores da América do Sul� comenta o climatologista Carlos Nobre, do Instituto de Estudos Avançados da USP, um dos autores do estudo, que saiu em março na Scientific Reports. “Combinados, eles levariam a uma redução de 44% na chuva anual e um aumento de 69% na duração da estação seca na Amazônia.�Nesse cenário, radical, mas não impossível de ocorrer, o fornecimento de umidade da Amazônia para a América do Sul ficaria comprometido, colocando em risco o abastecimento de populações humanas e de atividades que dependem da disponibilidade de água, como a agricultura e a geração de energia hidroelétrica.

No presente, as áreas provavelmente mais vulneráveis a uma diminuição de umidade são as classificadas pelo Inpe e Cemaden como dentro de climas com algum grau de aridez, como as do subúmido seco, do semiárido e do árido. Mesmo sem estar tecnicamente dentro de uma área de deserto, esse é o Brasil que seca antes e mais do que os outros.

Projetos
1. INCT para Mudanças Climáticas (nº 14/50848-9); Modalidade Projeto Temático; Programa FAPESP de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais (PFPMCG); Pesquisador responsável José Antônio Marengo Orsini (Cemaden); Investimento R$ 5.300.662,72.
2. Transição para a sustentabilidade e o nexo água-agricultura-energia: Explorando uma abordagem integradora com casos de estudo nos biomas Cerrado e Caatinga (nº 17/22269-2); Modalidade Projeto Temático; Programa FAPESP de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais (PFPMCG); Pesquisador responsável Jean Pierre Ometto (Inpe); Investimento R$ 2.133.962,04.

Artigos científicos
Bottino, M. J. et al. Amazon savannization and climate change are projected to increase dry season length and temperature extremes over Brazil.Scientific Reports. 1 mar. 2024
TOMASELLA, J. et al. Elaboração dos Mapas de índice de Aridez e Precipitação Total Acumulada para o Brasil. Nota técnica do Cemaden e Inpe. nov. 2023
HOFFMAN, G.S. et al. Changes in atmospheric circulation and evapotranspiration are reducing rainfall in the Brazilian Cerrado. Scientific Reports.11 jul. 2023.
L�ZARO, W. L. et al. Climate change reflected in one of the largest wetlands in the world: An overview of the Northern Pantanal water regime. Acta Limnologica Brasiliensia. 18 set. 2020.

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Dados históricos e projeções futuras indicam que chuvas extremas, como as que assolaram o litoral norte de São Paulo durante o Carnaval deste ano e provocaram 65 mortes, não são um fenômeno passageiro ou localizado. São uma variável do novo clima em movimento do século XXI, embalado pelo aquecimento global, que fez a temperatura média do planeta aumentar quase 1,2 grau Celsius (ºC) desde os anos 1850. Mas o risco de desastres associados a tempestades não é o mesmo para todos ou em toda parte do país. Ele é maior nas áreas em que se concentra a maior parcela da população, como nas grandes cidades do vasto litoral nacional e nas regiões Sudeste e Sul, e entre as pessoas mais pobres que moram em lugares mais expostos a inundações e deslizamentos de terra.

É um cenário complexo, em consonância com as informações e previsões de uma vasta literatura científica sobre o tema, resumida nos relatórios do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), inclusive no último deles, lançado em 20 de março deste ano. À medida que a temperatura média global for aumentando durante este século, o IPCC projeta elevações na quantidade total de chuvas em grandes parcelas do território brasileiro, como nas regiões Sudeste e Sul, e diminuição no Centro-Oeste, em grande parte do Nordeste e no leste da Amazônia.

Às vezes, uma mesma localidade pode ser alvo, em diferentes meses de um mesmo ano ou em anos distintos, tanto de chuvas extremas como de secas severas. “A maioria dos desastres no Brasil é do tipo hidrológico e geológico e está ligada ao excesso ou falta de chuvas� comenta o climatologista José Marengo, especialista em mudanças e riscos climáticos do Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (Cemaden). “São deslocamentos de terra ou enxurradas, ou grandes secas em períodos de estiagem prolongada que aumentam o risco de incêndios e de escassez hídrica.�/p>

Na década passada, em sete dias choveu mais de 100 mm na capital paulista, segundo dados do Inmet

O comportamento da pluviosidade no Brasil ao longo das últimas seis décadas retrata essa realidade cheia de nuances. Dados históricos compilados pelo Instituto Nacional de Meteorologia (Inmet) indicam que o valor médio da chuva anual acumulada nas áreas situadas abaixo da metade sul dos estados de São Paulo e Mato Grosso do Sul aumentou nos últimos 30 anos entre 50 e 250 milímetros (mm). Nessa parte do território nacional foi registrada redução de pluviosidade apenas em uma pontinha do oeste do Rio Grande do Sul, perto da fronteira com o Uruguai e a Argentina. Também houve aumento na média do total anual de chuva acumulada no Espírito Santo, sul de Minas Gerais, sudoeste de Mato Grosso e alguns pontos da Amazônia, sobretudo em sua porção ocidental. Em todo o Nordeste, no centro do Brasil e na parte oriental da Amazônia, houve diminuição no valor da pluviosidade média anual acumulada (ver mapa). Esses valores saltam à vista quando se compara a média das chuvas anuais registradas entre 1991 e 2020 com o período anterior de 30 anos, entre 1961 e 1990.

Desde 1935, a Organização Meteorológica Mundial (OMM) preconiza a adoção das chamadas normais climatológicas como valores de referência para um determinado parâmetro do clima, como a quantidade mensal ou anual de chuvas ou os valores das temperaturas médias, mínimas ou máximas em uma região. A partir da sucessão de valores registrados em períodos de 30 anos, calcula-se a normal climatológica de um parâmetro para uma localidade. A fórmula tem como objetivo chegar a um valor que sirva de base, como ponto de comparação, para saber se o clima atual está mudando em um certo local ou tem se comportado da forma esperada, ou seja, dentro dos valores da última normal.

Um aumento de 50 ou 100 mm no total de chuva acumulada em uma cidade como São Paulo, onde chove em média, segundo as normais climatológicas, cerca de 1.600 mm por ano, pode não parecer muito. Mas é preciso colocar esse dado em perspectiva. Um mm de chuva registrado equivale a 1 litro de água sobre uma área de 1 metro quadrado. Portanto, um aumento de 50 mm na pluviosidade média anual significa que caíram 50 litros de água a mais do que o esperado sobre uma superfície equivalente a um quadrado com 1 metro de lado. É preciso ainda levar em conta de que forma uma elevação (ou diminuição) de chuvas se distribui ao longo do tempo. Em alguns lugares, a precipitação anual acumulada pode diminuir, mas aumentarem as chuvas extremas. “Um episódio de chuva concentrada de 50 mm pode gerar mais problemas e preocupações do que cinco chuvas de 10 mm distribuídas em dias diferentes� comenta a meteorologista Danielle Barros Ferreira, do Inmet.

No ano passado, o Inmet divulgou um levantamento que mostra um aumento na ocorrência de dias de chuva forte e concentrada em três capitais brasileiras analisadas. Desde os anos 1990, a cidade de São Paulo, a mais populosa do país, é um caso ilustrativo dessa tendência. A partir de dados coletados sempre em uma mesma estação meteorológica da capital paulista, localizada no Mirante de Santana, na zona norte da metrópole, uma equipe do Inmet contou o número de dias com precipitação elevada, com grande potencial de gerar problemas e eventualmente mortes. Foram contabilizados dias com chuva extrema de três níveis: acima de 50, 80 e 100 mm.

Na década de 1960, houve 40 dias com pluviosidade extrema, 37 acima de 50 mm e três com chuva superior a 80 mm. Mas nenhuma ocorrência de chuva diária ultrapassou os 100 mm. A partir dos anos 1990, sempre foram registrados ao menos 60 dias com chuvas extremas a cada década. Entre 2011 e 2020, apareceu um indício ainda mais preocupante. Ocorreu uma pequena redução no número de dias com chuvas superiores a 50 mm, mas um aumento expressivo na quantidade de episódios de pluviosidade concentrada dos outros dois níveis. Comparando os resultados da década passada com a anterior (2001 a 2010), houve uma redução discreta na incidência de dias com chuva acima de 50 mm (de 53 para 47), mas um aumento significativo de dias com chuva acima de 80 mm (de 9 para 16 ocorrências) e 100 mm (de 2 para 7). “Na capital paulista, as chuvas volumosas tendem a ficar mais frequentes� comenta Ferreira. Um padrão similar de intensificação dos dias de chuva extrema também foi observado em duas capitais situadas em pontos opostos do país, Belém, no Pará, e Porto Alegre, no Rio Grande do Sul.

A intensidade das chuvas torrenciais no litoral norte paulista em fevereiro passado parece ser um ponto fora da curva mesmo quando se leva em conta o cenário atual de incertezas e extremos climáticos. Na virada de 18 para 19 de fevereiro, várias cidades da região receberam em menos de 24 horas níveis de chuva sem precedentes ou que, segundo as normais climatológicas, só deveriam ocorrer uma vez a cada 100 anos. Os dois casos mais eloquentes se deram nos municípios vizinhos de Bertioga e São Sebastião, onde a precipitação em 24 horas foi equivalente, de acordo com a média histórica, ao que deveria chover ao longo dos meses de janeiro e fevereiro. Em Bertioga, caíram 683 mm de chuva, a maior pluviosidade registrada no país em um intervalo de tempo tão curto. Em São Sebastião, choveu um pouco menos, 627 mm, segundo dados do Cemaden.

Apesar de ter causado grandes estragos materiais e ter desabrigado cerca de 2 mil moradores locais em vários pontos do litoral norte, 64 das 65 mortes verificadas na região ocorreram em São Sebastião. Nesse município, mais pessoas se encontravam em áreas de risco, sujeitas aos efeitos de deslizamentos de terra provocados pelas águas que desceram as encostas da serra do Mar. Em Bertioga, houve muitas áreas alagadas, mas a ocupação humana, marcada pela presença de condomínios de médio e alto padrão, está mais longe das escarpas montanhosas e não houve óbitos.

Imagem: Alexandre Affonso / Revista Pesquisa FAPESP

“Foi uma situação assustadora� relembra o meteorologista Pedro Leite da Silva Dias, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (IAG-USP). “Até perdermos a eletricidade e o acesso à internet por volta de 1 hora da manhã do dia 19, acompanhei a formação e a disseminação da chuva no site do centro europeu de meteorologia [ECMWF] e pelos dados do Cemaden.�Ao lado da mulher Maria Assunção Faus da Silva Dias, também meteorologista e hoje professora aposentada do IAG-USP, Dias estava hospedado na casa de amigos em uma praia de São Sebastião afetada pelas chuvas e pelo deslizamento de terra, mas onde não houve mortes.

Simultaneamente à chegada de uma intensa frente fria da região Sul, a formação de um pequeno ciclone na costa do litoral, entre a cidade paulista de Ubatuba e a fluminense Paraty, elevou de maneira substancial a intensidade das chuvas entre 18 e 19 de fevereiro. Esse ciclone, pequeno, mas desastroso, relata Dias, apareceu claramente nas imagens do radar do Cemaden e de satélites dos Estados Unidos.

Chuvas intensas são frequentes e esperadas na região de São Sebastião no verão, estação com o maior índice de pluviosidade em boa parte do país. No entanto, os especialistas apontam que houve uma sincronia perfeita, e perversa, que levou ao aprisionamento �ancoramento, no jargão da área �de nuvens carregadas de água sobre um trecho do litoral norte por um período de muitas horas. “Parte dessa chuva poderia ter caído sobre o mar ou se deslocado para outros pontos, mas uma série de fatores conhecidos atuou para que ela tenha ficado parada ali por muito tempo� diz o pesquisador Pedro Camarinha, especialista em mudanças climáticas e desastres, que trabalha na sala de situação do Cemaden.

Outra parcela da umidade direcionada para o litoral norte veio da maior evaporação de água no oceano Atlântico, que estava ao menos 1 ºC mais quente do que o normal. Para completar o quadro, os ventos de superfície sopraram em uma direção que interagiu com o relevo da serra do Mar. Isso intensificou o chamado efeito orográfico e retroalimentou a formação de chuvas por horas. “Não posso afirmar, com certeza absoluta, que uma chuva dessa magnitude é decorrente do aquecimento global, mas ela é compatível com esse cenário� pondera Dias.

No caso do litoral norte paulista, as particularidades do município de São Sebastião potencializaram o quadro climático que resultou na tragédia. Lá, boa parte da população pobre está estabelecida em áreas de risco, perto ou nas encostas da serra, há grande desigualdade social e escassez de planos de ação para mitigar os efeitos de chuvas extremas. “Fiz um ranking dos municípios paulistas mais vulneráveis a desastres relacionados a deslizamentos de terra na minha tese de doutorado, que defendi em 2016 no Inpe [Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais]� diz Camarinha. “Levando em conta múltiplos fatores climáticos e não climáticos, São Sebastião foi classificado como o município em situação mais crítica tanto no tempo presente como nas próximas décadas.�/p>

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O mapa foi feito pelo projeto EarthTime, a partir de vários bancos de dados climáticos, além de informações coletadas por satélites da NASA. O modelo mostra que grandes áreas do globo podem chegar a temperaturas médias de 38º C até o ano de 2100.

Segundo a projeção, se o aquecimento global ficar mais de 4º C acima da média dos níveis pré-industriais, centenas de milhões de pessoas serão afetadas por ondas de calor. Nova Deli, na �ndia; Arizona, nos EUA; e regiões do sul da Europa; por exemplo, podem ficar vários meses do ano com temperaturas atingindo pelo menos 30º C.

No caso do Brasil, é possível perceber no mapa que, com o passar das décadas, boa parte do país passa a ter uma cor mais amarelada/avermelhada, o que indica uma temperatura média próxima dos 28,5º C durante os meses mais frios do ano �ou seja, junho, julho e agosto.

As ondas de calor se concentram inicialmente nas regiões norte e centro-oeste, e se expandem com o passar dos anos na direção do nordeste e sudeste �com potencial para afetar grandes áreas metropolitanas brasileiras. Isso significa que essas regiões devem ter temperaturas médias mais altas durante o inverno do que estamos acostumados na atualidade.

O Fórum Econômico Mundial ressalta que esse cenário extremo afetará negativamente a vida futura das crianças que hoje têm em torno de 10 e 12 anos de idade. Quando elas chegarem na terceira idade, estarão enfrentando ondas de calor mais frequentes e duradouras. Confira o mapa animado:

Mapa mostra a evolução da temperatura média dos meses de junho, julho e agosto, ao longo do século 21. As temperaturas variam de 0° C (em azul) a até 38° C (em vermelho). Imagem: EarthTime/Divulgação

“As tendências de longo prazo muitas vezes podem parecer abstratas e intangíveis. Visualizar os efeitos dessas tendências, com base nos dados científicos mais recentes, pode ajudar as pessoas a agir e trabalhar em direção a objetivos compartilhados� diz Stephan Mergenthaler, chefe de inteligência estratégica do Fórum Econômico Mundial.

Além das ondas de calor, existe o risco do aumento de incêndios florestais, bem como o derretimento do gelo no planeta — seguido do posterior aumento do nível do mar, com a água invadindo cidades litorâneas inteiras ou de baixa altitude.

Por outro lado, especialistas afirmam que é possível que esses piores impactos das mudanças climáticas podem ser evitados se limitarmos o aquecimento global a menos de 2º C acima dos níveis pré-industriais. Para isso ocorrer, são necessárias políticas globais urgentes e eficazes, além de esforços para remover o dióxido de carbono da atmosfera ou compensá-lo com a plantação de novas florestas.

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