Caracterização de mudanças paleoclimáticas no Nordeste do Brasil utilizando modelagem hidrológica

Abstract

O presente estudo tem como objetivo principal estabelecer um modelo que represente processos hidrológicos no Lago Caçó – MA, visando a sua utilização na representação de climas passados, sob o ponto de vista regional. Parte-se da hipótese de que compreendendo os processos físicos atuantes sobre o escoamento e transporte na bacia de contribuição dos lagos na atualidade e modelando a resposta da variação dos seus níveis às mudanças climáticas, é possível, utilizando as reconstituições dos níveis do lago no passado ou as variações climáticas resultantes de modelos globais, estimar a precipitação e evaporação na região. O lago Caçó, situado na região nordeste do Brasil, possui grande susceptibilidade às variações climáticas. Nessa região, a precipitação ocorre entre os meses de dezembro e maio, as temperaturas variam em torno de 30oC e ocorrem altas taxas de evapotranspiração. O bioma na região é de transição entre o cerrado e a floresta amazônica. O lago Caçó já vem sendo estudado por vários pesquisadores de paleoambiente. Para modelar a variação de nível do lago Caçó, é necessário determinar todas as entradas e saídas do lago. Para tanto, foi utilizada a modelagem hidrológica de bacias hidrográficas, sendo escolhido o modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool) por ser um modelo distribuído e possibilitar assimilar mudanças climáticas. Adicionalmente, foi elaborado um modelo de balanço hídrico do lago, com o objetivo de simular as variações do nível do mesmo. Os dados diários necessários à modelagem foram disponibilizados pela Agência Nacional da Água (ANA), Centro de Pesquisas de Tempo e Clima (CPTEC) e Instituto Nacional de Meteorologia (INME). Dados de tipo de solos e características de textura foram obtidos na base de dados do IBGE e Projeto RADAMBRASIL. Informações sobre cobertura vegetal foram obtidas em Eva et al. (2002) e dados de elevação do terreno foram obtidos da missão SRTM (Shutle Radar Topography Mission). O monitoramento dos níveis diários do lago Caçó e do lençol freático vêm sendo realizados desde 2001 e o monitoramento dos isótopos estáveis da água vem sendo realizado desde 2006 através de observador em campo. A calibração e validação do modelo SWAT apresentaram-se satisfatórias, com coeficientes de Nash-Sutcliffe de 0,82 e 0,83, respectivamente. O modelo de balanço hídrico do lago também foi satisfatório com coeficientes de Nash-Sutcliffe de 0,81 e 0,71 nos períodos de validação e calibração. Foram feitas simulações considerando as condições climáticas em 6.000 anos cal. AP e no período pré-industrial, utilizando dados de modelos globais. As simulações realizadas foram: (i) utilizando o módulo de mudanças climáticas do SWAT e; (ii) utilizando 30 anos de dados diários do modelo global IPSL. Ambos os procedimentos apresentaram resultados semelhantes, indicando que o nível do lago em 6.000 anos cal. AP estaria em torno de 17 a 23cm acima do nível atual e mostrando que é possível utilizar o módulo de mudanças climáticas do SWAT para situações de climas passados. A modelagem foi aplicada para condições de climas estimados por estudos paleoambientais no lago Caçó. As precipitações foram reduzidas percentualmente em relação ao valor atual, considerando que estas são as grandes responsáveis pelas variações do nível do lago Caçó,. Dessa maneira, foi estimada a precipitação em algumas fases desde, aproximadamente, 18.000 anos cal. AP. Por fim, concluiu-se que a modelagem hidrológica dos lagos é uma ferramenta indispensável que permite complementar os estudos dos registros sedimentares e possibilita quantificar as variações climáticas ocorridas no passado