Previsão hidrológica sazonal

A previsão hidrológica sazonal ou de longo prazo se refere à estimativa de variáveis hidrológicas com antecedência de pelo menos um mês, podendo chegar a 12 meses. Toda a previsão aumenta o erro com a antecedência, já que se baseia muito nas informações recentes conhecidas para a previsão do futuro.

Esta previsão pode ser feita por modelos estocásticos que utilizam as séries hidrológicas e suas relações estatísticas temporais do passado para estimar o futuro. Quando não existe correlação entre valores seriais a previsão sazonal é a mesma que a média de um período longo do mês. Por exemplo, a previsão da vazão mensal de um rio no mês de outubro será a média de todos os outubros da série, tendo uma variabilidade estimada pelo desvio padrão e outras estatísticas. Neste caso, cada mês de outubro terá a mesma média e previsão se amostra for a mesma. Na previsão sazonal, por mais sofisticado que seja o modelo, se não houver memória da bacia (tempo de resposta) ou correlação entre os valores a previsão se torna uma simples predição sazonal.

Os modelos determinísticos utilizam informações recentes das condições do clima para elaborar esta previsão, no entanto possuem muita incerteza, já que a atmosfera tem um tempo de residência da ordem de 10 dias, ou seja, as condições que existem hoje se renovam totalmente em apenas 10 dias. A memória determinística (não-linear) que possa existir encontra-se nas condições físicas do oceano e da terra (principalmente nos primeiros).

Estes modelos são de dois tipos principais:

(a) Empíricos: baseados na relação entre a variável do mar e a variável desejada (por exemplo, vazão ou chuva de uma bacia). Esta relação pode ser uma simples correlação, ou apenas um indicador de como os períodos futuros estará com relação à média. Esta técnica tem sido utilizada em vários lugares do mundo recentemente.

(b) Modelos determinísticos: Os modelos climáticos que simulam o globo terrestre e os modelos regionais utilizam condições iniciais e simulam seis meses no futuro, sendo que no final do período as previsões já estão bastante degradadas. Estas previsões de chuva, temperatura e outras variáveis são utilizadas nos modelos hidrológicos para prever no futuro estas variáveis.

A utilidade desta previsão é muito grande em setores como agricultura e energia, pois na medida em que seja possível prever com antecedência as condições de umidade de solo é possível melhor gerenciar o plantio agrícola e, mesmo ter uma estimativa das condições de preço futuro das commodities agrícolas. No caso da energia, para o Brasil este tipo de estimativa é fundamental para muitas empresas que negociam energia no mercado, já que existe o mercado de contratos de longo prazo e o mercado diário (“spot”). O mercado spot por variar de R$ 4 a 570 o MW de energia e o mercado de longo prazo é mais estável e muito abaixo do limite superior. A previsão de vazão sazonal com melhor precisão permite posicionar melhor o negociante no mercado, já que se o reservatório equivalente do setor cair a limites inferiores o preço do mercado livro deve aumentar próximo do seu limite superior e vice-versa.

Na figura abaixo é apresentada a previsão de vazão no rio Uruguai com antecedência de 3 a 6 meses em estudo realizado em 2002 (acesse a publicação no endereço abaixo). A previsão foi realizada utilizando a previsão climática do modelo CPTEC que gerou as precipitações utilizadas como entrada no modelo Hidrológico IPH-MGB. Pode-se observar da figura abaixo que a introdução deste sistema de previsão reduziu a variância, mas não é um resultado ideal, mas reduziu sensivelmente os erros das vazões mensais. A variância mensal foi reduzida em 34%.

As dificuldades existentes são a imprecisão das previsões climáticas e hidrológicas em algumas áreas. Nas próximas semanas apresentaremos exemplos de previsões sazonais de vazão de trabalhos realizados no passado e recente tanto de vazão como de umidade do solo.

COLLISCHONN, Walter, TUCCI, C. E. M., CLARKE, R. T., DIAS, Pedro, SAMPAIO, G. 2005 Previsão Sazonal de Vazão na Bacia do Rio Uruguai 2: Previsão climática-hidrológica. Revista Brasileira de Recursos Hídricos. Porto Alegre: , v.10, n.4, p.61 – 73, 2005. (E,P) Copie o artigo em http://rhama.net/previsaosazonaluruguai205.pdf)

Vazões mensais observadas, previstas e a média sazonal.