Curvas idf não-estacionárias na avaliação do efeito de mudanças climáticas em precipitações intensas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Silva, Daniele Feitoza
• Orientador(a): Goldenfum, Joel Avruch
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Curvas IDF; Mudanças climáticas; Precipitação; Previsão hidrológica
• Palavras-chave em Inglês: IDF curves; Non-stationary; Climate change; Climate adaptation measures
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/247573

Curvas Intensidade-duração-frequência (IDF) são relações hidrológicas amplamente utilizadas em projetos de infraestrutura hídrica e planejamento de bacias hidrográficas. Entretanto, é comum que IDFs sejam produzidas sob uma abordagem estacionária, o que pode não ser legítimo, nem no período histórico nem no futuro, dados os efeitos de mudanças nos padrões de precipitação. Estudos anteriores indicaram um aumento na magnitude e frequência de eventos extremos de precipitação em decorrência das mudanças climáticas. Sendo assim, espera-se um aumento do risco hidrológico associado a esses eventos e respectiva redução do tempo de retorno. Tais possibilidades alertam para a importância do conhecimento, da técnica e da adequada quantificação das curvas IDF no período futuro, essa podendo ser considerada como medida adaptativa às mudanças do clima. Neste sentido, este trabalho introduz uma abordagem não-estacionária na geração de curvas IDF futuras – em adição à abordagem estacionária – baseando-se no método Equidistance Quantile Matching (EQM). Utilizou-se para este fim, projeções do comportamento climático provenientes do modelo regional Eta (INPE-CPTEC), explorando-se a resolução temporal de 3-h e Diária, e os cenários de emissão de gases de efeito estufa do IPCC (RCP 4.5 e RCP 8.5). As IDFs futuras foram produzidas com base em duas séries de precipitação proveniente de estações meteorológicas, localizadas em duas áreas densamente urbanas do Brasil, Porto Alegre e São Paulo, para o horizonte de projeto de 2099. Esses locais foram definidos devido ao período de dados disponíveis (>30 anos), diferentes condições climáticas, e por serem municípios altamente urbanizados. Análises aos modelos climáticos utilizados identificaram moderado desempenho em representar os eventos extremos. A partir da metodologia aplicada, foi possível quantificar os impactos das mudanças climáticas sobre as precipitações intensas. Para Porto Alegre, as análises indicaram que um aumento das precipitações intensas está intrínseco aos efeitos de mudanças do clima, pois no período histórico não foram identificadas modificações significativas associadas. Já para São Paulo observou-se um comportamento contrário a Porto Alegre, sendo identificada subestimativa nas relações IDF históricas por abordagem estacionária, que ao serem adotadas mascaram os efeitos da mudança do clima no futuro, decorrentes dos cenários globais, e alteram a direção da mudança para algumas durações de precipitação. Para o cenário climático RCP 8.5, os resultados da abordagem não-estacionária indicam que eventos de precipitação de duração 24 horas e tempo de retorno 100 anos, no período histórico, tendem a ocorrer com mais frequência até o fim do século XXI (2099), reduzindo o tempo de retorno para 25 anos, em São Paulo, e para 50 anos, em Porto Alegre. Ainda, a metodologia aqui aplicada poderá servir de modelo quando da atualização/adaptação de curvas IDF como estratégia de adaptação na proposição de Planos Diretores de Drenagem Urbana, Planejamento Territorial e Gestão de Desastres de natureza hidrológica.