Figura: Comparação dos valores observados do índice de seca SPEI de 1993 a 2022, acumulado ao longo de 3 meses D Valor: painel(um) O SPEI é baseado em observações de 1981-2010, o grupo (Segundo) Condições SPEI para 2031-2060 com base nas projeções LOCA2, e o painel (c) O SPEI baseia-se nas condições projetadas pelo grupo de trabalho para 2031-2060. SPEI ≤ −1,5 indica seca severa. Com base na descrição climática observada para 1981-2010 no painel (um), de 1993 a 2022, a seca severa ocorreu 17 vezes, e o valor mínimo do SPEI calculado foi de -2,1. De acordo com as condições LOCA2 2031-2060, ocorreram quatro secas severas entre 1993 e 2022, com um SPEI mínimo de -1,9. Para as observações de 1993-2022 analisadas usando as condições do WG 2031-2060, não ocorreu nenhuma seca severa e o SPEI mínimo foi de -1,4. Esta comparação mostra que a descrição climática do WG 2031-2060 é significativamente mais quente e seca, em média, do que a descrição do LOCA2 2031-2060.
As alterações climáticas estão a remodelar o nosso mundo de uma forma que apenas começamos a compreender. Um dos desafios mais prementes é prever como estas mudanças irão afectar os recursos hídricos críticos para a agricultura, a indústria e a vida quotidiana. O conceito de atribuição meteorológica, que examina a probabilidade de ocorrência de eventos meteorológicos específicos sob diferentes condições climáticas, tornou-se uma ferramenta importante neste esforço. Ao compreender o papel das alterações climáticas induzidas pelo homem na alteração dos padrões climáticos, os cientistas podem prever e preparar-se melhor para o futuro. Esta abordagem é particularmente importante para a gestão dos recursos hídricos, pois ajuda a prever situações como secas que podem ter graves impactos económicos e ambientais.
À medida que os impactos das alterações climáticas se intensificam, a atribuição do clima torna-se cada vez mais importante. Uma nova investigação liderada por Nick Martin, ex-integrante do Southwest Research Institute em San Antonio, Texas, explora como a atribuição meteorológica pode ser incorporada nas previsões do orçamento hídrico para melhorar a nossa compreensão das futuras condições de seca. O trabalho, publicado na revista Hydrology, comparou as expectativas para futuras secas severas a partir de observações históricas, Versão reduzida por LOCA2 do CMIP6 Resultados de simulação climática futura e previsões estatísticas do clima futuro guiadas pela atribuição meteorológica. gerador de clima aleatório (WG) é uma ferramenta de simulação estatística usada para prever restrições atribuídas ao clima sobre o clima futuro.
atribuição meteorológica Estimar a probabilidade de ocorrência de eventos meteorológicos observados em diferentes cenários climáticos e, assim, estimar alterações na probabilidade de secas severas sob alterações climáticas induzidas pelo homem. esse Pesquisa de atribuição climática As projecções estatísticas utilizadas neste trabalho para orientar o clima futuro sugerem que uma seca severa de três meses tem cinco vezes mais probabilidade de ocorrer devido às alterações climáticas induzidas pelo homem. Conceitualmente, uma probabilidade quíntupla significa que uma seca que ocorre uma vez em 25 anos em 2000 se tornou agora numa seca que ocorre uma vez em cinco anos na década de 2020. O clima futuro sintético do grupo de trabalho foi restringido ou “calibrado” para tornar as secas severas cinco vezes mais prováveis entre 2031 e 2060. O método simula padrões climáticos futuros, incluindo secas, de uma forma que reflete dados históricos, condições meteorológicas recentemente observadas e mudanças climáticas futuras esperadas.
“A atribuição meteorológica fornece alterações na probabilidade observada de eventos extremos, incluindo secas, que são necessárias para avaliar, planear e preparar-se para a mitigação de riscos futuros para os recursos hídricos decorrentes das alterações climáticas induzidas pelo homem. Uma vez atribuídas as alterações na probabilidade, projeções estatísticas abrangentes do clima futuro que incorporam a probabilidade de novos eventos extremos fornecerão uma estrutura para o planeamento dos recursos hídricos e avaliação de riscos”, disse Martin, que destacou o potencial desta abordagem para fornecer previsões do orçamento da água que descrevem a incerteza inerente das condições futuras e os riscos associados às condições futuras.
O local de implementação é a Bacia do Rio Frio, no centro-sul do Texas, uma área crítica para a gestão dos recursos hídricos devido às conexões diretas entre as águas superficiais e o Aquífero Edwards. O grupo de trabalho está calibrado para gerar uma síntese do clima estocástico de 2031 a 2060, fornecendo uma descrição climática na qual uma seca severa de três meses é cinco vezes mais provável do que as observações históricas. Esta maior probabilidade de seca baseia-se nas expectativas de temperaturas significativamente mais elevadas e de menor humidade do solo no futuro, em comparação com os valores normais históricos. Os resultados da simulação climática futura do CMIP6 e os estudos de atribuição meteorológica baseados em condições meteorológicas recentemente observadas apoiam as expectativas de aumento das temperaturas e diminuição da humidade do solo.
Neste estudo, a severidade e a probabilidade de uma seca de três meses foram medidas usando Índice padronizado de evapotranspiração de precipitação (SPEI). O SPEI fornece um índice de seca climática sensível ao aquecimento global, baseado em dados de precipitação e temperatura. O déficit hídrico (D) observado em três meses, calculado como a profundidade de precipitação menos a profundidade de evapotranspiração potencial, é uma medida de seca que é transformada, normalizada e normalizada para gerar o SPEI. A secção “normalizada” fornece a probabilidade ou probabilidade de intensidade de seca de três meses com base nos conjuntos de dados de precipitação e temperatura utilizados para calcular o SPEI. A tabela abaixo mostra as categorias de seca por faixa de valores de SPEI e a probabilidade cumulativa para valores de SPEI selecionados.
O aumento significativo recentemente observado na probabilidade de seca devido a eventos extremos é um factor-chave que orienta o planeamento dos recursos hídricos. A figura acima mostra as diferenças na probabilidade de uma seca de três meses observada em Janeiro de 2000, identificando as diferentes expectativas entre as condições históricas, os resultados da simulação climática futura do LOCA2 reduzidos pelo CMIP6 e o clima futuro projectado pelo GT orientado pela atribuição meteorológica. O déficit hídrico (D) trimestral observado em janeiro de 2000 foi de -217 mm. Calculado com base em observações de 1981 a 2010, o SPEI de -217 mm é de -1,9, correspondendo a uma probabilidade cumulativa de seca severa de 0,03. Quando determinado utilizando previsões do WG com restrições de atribuição meteorológica para 2031-2060, o SPEI de -217 mmD é de -0,9, correspondendo a uma probabilidade cumulativa de seca moderada de 0,17. Isto mostra que o D de três meses de -217 mm em Novembro, Dezembro e Janeiro é 5,7 vezes mais provável no clima previsto pelo WG de 2031-2060 do que no clima observado de 1981-2010 (0,17/0,03 = 5,67). Quando calculado usando resultados de simulação climática CMIP6 reduzidos pela LOCA2 para 2031-2060, -217 mm tem um SPEI de -1,6 e uma probabilidade cumulativa de 0,05, indicando uma seca severa. Secas severas observadas historicamente (novembro, dezembro e janeiro D de -217 mm) têm 3,4 vezes mais probabilidade de ocorrer no clima projetado pelo WG do que nos resultados da simulação climática CMIP6 reduzidos pela LOCA2 para 2031-2060 (0,17/0,05 = 3,4).
A importância destas descobertas reside nas suas potenciais aplicações na gestão e planeamento de recursos hídricos. Ao fornecer uma descrição melhorada da probabilidade de futuros eventos extremos, os métodos do estudo poderiam informar estratégias de conservação e alocação de água para ajudar a mitigar os efeitos de secas severas. Esta abordagem pode ser alargada a outras regiões e sistemas hídricos, proporcionando uma ferramenta valiosa para enfrentar os desafios e riscos colocados pelas alterações climáticas.
Em resumo, este estudo demonstra o papel crítico da atribuição meteorológica no aumento das características de incerteza das futuras projecções do orçamento hídrico. As conclusões destacam a necessidade de abordagens inovadoras à gestão dos recursos hídricos, especialmente porque as alterações climáticas continuam a alterar a frequência e a intensidade dos fenómenos meteorológicos extremos. Como Martin conclui, a capacidade de prever e responder a secas severas é fundamental para a gestão sustentável da água e para a resiliência das comunidades que dependem destes recursos vitais.
Referência do diário
MARTIN, Nick. “Incorporando a atribuição meteorológica nas previsões futuras do orçamento hídrico.” Hidrologia, 2023, 10, 219. doi: https://doi.org/10.3390/Hydrology10120219
Sobre o autor
Nick Martin é cientista hídrico na vodanube LLC e RESPEC em Fort Collins, Colorado. Sua formação é como hidrólogo de águas superficiais e subterrâneas e desenvolvedor de software. Ele se concentra na avaliação de riscos, mitigação de riscos, confiabilidade, resiliência e análise de sustentabilidade relacionadas às mudanças climáticas e infraestrutura legada de sistemas naturais e de engenharia. Nick é especialista em análise e modelagem probabilística para quantificar incertezas e definir riscos ambientais e econômicos. Seus interesses técnicos incluem análise de incertezas e assimilação de dados para apoio à decisão como parte do movimento da água, modelagem de transporte, aprendizado de máquina e pesquisa de aprendizado profundo.
