Elasticidade da vazão e sua importância na avaliação das mudanças climáticas
A relação entre as variáveis de entrada e saída dos sistemas hidrológicos apresentam um comportamento não-linear. Dessa forma, alterações na precipitação podem produzir impactos diferenciados na vazão de uma bacia hidrográfica, fazendo com que uma determinada variação percentual na precipitação não resulte, necessariamente, na mesma variação percentual na vazão. Por exemplo, uma redução de 10% na precipitação não significa necessariamente uma redução de 10% na vazão. Ou seja, a variação em termos de precipitação e vazão não é igualmente proporcional.
Nos anos mais úmidos, o aumento da precipitação pode produzir um aumento relativamente maior da vazão. Isso ocorre porque principalmente devido a diminuição da evapotranspiração potencial com o aumento dos dias chuvosos, além da maior disponibilidade de água no solo para atender a evapotranspiração, resultando numa amplificação do efeito da precipitação no escoamento.
Nos anos mais secos, por outro lado, a redução da precipitação aumenta os dias secos e a evapotranspiração, com menor disponibilidade de água no solo para atender esta evapotranspiração, provocando uma redução maior da vazão (como resposta da bacia hidrográfica).
Assim, a anomalia da vazão pode apresentar uma variação proporcionalmente maior do que a anomalia da precipitação. Essa característica é denominada elasticidade da relação chuva–vazão e está principalmente relacionada aos efeitos da evapotranspiração e da disponibilidade da água no solo. O efeito de elasticidade é maior em clima tropical ou subtropical como o Brasil, devido a maior diferença de evapotranspiração dos dias secos e chuvosos.
Por que isso é importante? A compreensão da elasticidade da relação chuva–vazão é particularmente importante na avaliação dos impactos das mudanças climáticas sobre os recursos hídricos.
Os impactos das mudanças climáticas sobre uma bacia hidrográfica são frequentemente avaliados a partir de alterações projetadas na precipitação e na temperatura e, consequentemente, na evapotranspiração. Entretanto, devido à não linearidade da relação entre precipitação e vazão, não é adequado aplicar diretamente à vazão a mesma variação percentual observada ou projetada para a precipitação. A resposta hidrológica dependerá das características da bacia e da interação entre precipitação, evapotranspiração, infiltração e armazenamento de água no solo.
Dessa forma, para obter o efeito das mudanças climáticas sobre a vazão de eventos extremos, recomenda-se utilizar um modelo hidrológico com as precipitações e evapotranspirações modificadas pelos cenários de mudança climática, com um modelo de transformação chuva-vazão que obtenha o efeito sobre as vazões. Caso contrário, o uso direto do percentual associado à variação das chuvas como igualmente aplicado à variação das vazões tende a produzir resultados subestimados.
A Figura 1 apresenta as anomalias de precipitação e vazão para o rio Verde Pequeno, no período de 1930 a 1990. Observa-se que o efeito da anomalia da precipitação implica em efeito proporcionais maiores sobre as vazões dos rios.
A comparação entre as séries de precipitação e vazão permite observar que as variações na vazão não acompanham, na mesma proporção, as variações na precipitação. Em períodos de maior umidade, as alterações na precipitação podem resultar em respostas mais expressivas na vazão. Da mesma forma, em períodos secos, a redução da precipitação pode ser acompanhada por uma redução proporcionalmente maior da vazão, evidenciando a importância de considerar a dinâmica da bacia hidrográfica e os processos envolvidos na transformação da precipitação em vazão.
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