UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Evapotranspiração no Brasil: cenário atual e projeções climáticas
Autor(es): MONTEIRO, Ana Flávia Martins
Primeiro Orientador: MARTINS, Fabrina Bolzan
metadata.dc.contributor.advisor-co1: TORRES, Roger Rodrigues
Resumo: A evapotranspiração de referência (ETo) possui variação espacial e temporal, devido a atuação de sistemas meteorológicos, tipo de vegetação e propriedades do solo. É um parâmetro essencial para o planejamento de sistemas de irrigação e eficiência do uso da água através da otimização dos recursos hídricos, tornando-se necessário quantificar sua distribuição espacial e magnitude. Porém, a ETo é uma variável dificilmente medida em estações meteorológicas, além de não estar presente diretamente nos modelos de projeções climáticas, fazendo com que a utilização de métodos de estimativa se torne uma ferramenta atrativa. No entanto, informações sobre a análise do comportamento dessa variável são relativamente restritas no Brasil, provavelmente devido à limitada disponibilidade dos dados e ao longo tempo requerido no processamento dessas informações. As informações da ETo no Brasil são restritas a escala regional, além de serem produzidas por métodos de estimativa complexos ou ferramentas de determinação incompletas. Adicionalmente, o Brasil é um dos maiores produtores de commodities agrícolas do mundo, e grande parte do seu território apresenta-se vulnerável às mudanças climáticas projetadas para ocorrerem durante o século XXI, o que poderá refletir diretamente em alterações na ETo. Nesse sentido, é essencial verificar o padrão espaço-temporal da ETo, estimar com precisão sua resposta às mudanças climáticas e identificar as principais variáveis meteorológicas que causam variações na evapotranspiração. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo analisar a influência das projeções climáticas para o final do século XXI (2071-2100), utilizando dois cenários de forçante radiativa (Representative Concentration Pathways - RCPs 4.5 e 8.5), no comportamento da evapotranspiração diária no Brasil, baseado no método de estimativa da ETo que apresenta melhor representatividade para as condições climáticas brasileira. Para análise das condições climáticas atuais foram utilizados dados diários de temperatura (máxima e mínima) do ar, umidade relativa, intensidade do vento a 2 m, radiação solar global, ETo e pressão atmosférica para o período de 1980 a 2017. Para análise das projeções de mudanças climáticas foram utilizados dados diários de temperatura do ar, radiação solar global e umidade relativa do ar à superfície de seis modelos do sistema climático provenientes das simulações e projeções do Coupled Model Intercomparasion Project Phase 5 (CMIP5). O comportamento da ETo foi acompanhado principalmente pelas variáveis temperatura do ar, radiação solar global e umidade relativa. Por essa razão, o método de Turc foi superior aos demais na estimativa da ETo, com valores de raiz do quadrado médio do erro entre 0,3 e 0,5 mm dia-1, erro percentual absoluto médio entre 8 e 10 % e índice de desempenho c entre 0,65 e 0,93. As projeções climáticas dos seis modelos climáticos indicaram padrão diversificado na estimativa da ETo. Considerando o RCP 8.5, apesar da distribuição das diferenças sazonais e anuais de ETo apresentarem estrutura espacial semelhante ao RCP 4.5, nota-se uma intensificação da redução (~ 0,30 mm dia-1), oposto ao esperado. Uma justificativa consiste nas incertezas acerca das mudanças futuras na ETo, tanto relacionado as interações de fatores meteorológicos, quanto no desempenho do método de estimativa considerando cenários futuros e a escolha dos modelos climáticos.
Abstract: Reference evapotranspiration (ETo) has spatial and temporal variation, due to the performance of meteorological systems, vegetation type and soil properties. It is an essential parameter for planning irrigation systems and water use efficiency through the optimization of water resources, make it necessary to quantify their spatial distribution and magnitude. However, ETo is a variable that is difficult to measure in meteorological stations, in addition to not being directly present in climate projection models, making the use of estimation methods an attractive tool. However, information on the analysis of the behavior of this variable is relatively restricted in Brazil, probably due to the limited availability of data and the long time required to process this information. ETo information in Brazil is restricted to a regional scale, in addition to being produced by complex estimation methods or incomplete determination tools. Additionally, Brazil is one of the largest producers of agricultural commodities in the world, and a large part of its territory is vulnerable to climate changes projected to occur during the 21st century, directly reflecting changes in ETo. In this sense, it is essential to check the ETo space-time pattern, accurately estimate its response to climate change and identify the main meteorological variables that cause variations in evapotranspiration. Therefore, the present work aims to analyze the influence of climate projections for the end of the 21st century (2071-2100), using two scenarios of radiative forcing (Representative Concentration Pathways - RCPs 4.5 and 8.5), on the behavior of daily evapotranspiration in the Brazil, based on the ETo estimation method that presents the best representativeness for the Brazilian climatic conditions. For the analysis of the current climatic conditions, daily data of air temperature (maximum and minimum), relative humidity, wind intensity at 2 m, global solar radiation, ETo and atmospheric pressure for the period from 1980 to 2017 were used. For climate change, daily data on air temperature, global solar radiation and relative humidity on the surface of six climate system models from simulations and projections of the Coupled Model Intercomparasion Project Phase 5 (CMIP5) were used. The behavior of ETo was mainly accompanied by the variables of air temperature, global solar radiation and relative humidity. For this reason, the Turc method was superior to the other in estimating ETo, with root mean square error values between 0.3 and 0.5 mm day-1, mean absolute percentage error between 8 and 10 % and performance index c between 0.65 and 0.93. The climatic projections of the six climate models indicated a diversified pattern in the ETo estimate. Considering RCP 8.5, despite the distribution of seasonal and annual differences in ETo present a spatial structure similar to RCP 4.5, there is an intensification of the reduction (~ 0.30 mm day-1), opposite to what was expected. One justification is the uncertainties about future changes in ETo, both related to the interactions of meteorological factors, as well as the perform
Palavras-chave: Método de Turc
CMIP5
Estimativa de evaporação
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITÁRIA::RECURSOS HÍDRICOS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IRN - Instituto de Recursos Naturais
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Meio Ambiente e Recursos Hídricos
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2354
Data do documento: 17-Fev-2020
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