Avaliação da aridez e da sazonalidade nos biomas brasileiros

Abstract

A precipitação e a evapotranspiração potencial são as variáveis do ciclo hidrológico responsáveis pelo transporte de água entre o continente e atmosfera. Elas podem ser podem ser combinadas através de índices climáticos que traduzem as características do clima de uma região, auxiliando na compreensão da relação entre a disponibilidade de água e energia de uma região. Utilizou-se os dados de precipitação e evapotranspiração potencial do CRU TS v4.4 para o cálculo de dois índices climáticos: índice de aridez (AI) e o Maximum Climatological Water Deficit (MCWD), para computar o déficit hídrico anual e sazonal, respectivamente, nos seis biomas brasileiros, considerando o período entre 1981 e 2019. Os índices foram analisados espacial e temporalmente, através das médias espaciais, coeficiente de variação e testes de tendência Como resultado da análise espacial, observou-se que o AI e o MCWD apresentam comportamentos análogos, ambos muito variáveis na extensão do território brasileiro. A Amazônia apresenta as maiores médias de AI (mais úmido) e de MCWD (menos negativas, menor déficit) de todo o Brasil. A Caatinga mostra um comportamento contrário, com o AI mais árido e o maior MCWD (i.e., mais negativo). Através do plano que relaciona o AI e o MCWD foi possível observar sob quais condições de déficit hídrico os biomas operam e funcionam. Há áreas do plano AI vs. MCWD em que apenas as florestas tropicais amazônicas ocorrem, enquanto para outras faixas, há ocorrência tanto do bioma Amazônia quanto do Cerrado. Com relação à variação temporal, os resultados mostram que há uma tendência de diminuir a heterogeneidade espacial no bioma Caatinga, para ambos os índices, ou seja, a variação espacial do déficit hídrico será menor. No Cerrado, houve tendência negativa na mediana de ambos os índices, o que caracteriza uma mudança nos últimos quase 40 anos para regimes hídricos mais áridos e com maior déficit hídrico sazonal. Por outro lado, na Amazônia observaram-se tendências positivas para a mediana do AI e negativas para a média do MCWD, o que indica que está havendo uma diminuição do déficit hídrico anual e um aumento do sazonal. A alteração na heterogeneidade dos índices na Caatinga e as tendências negativas no Cerrado, indicam tendência à aridificação e possível alteração dos planos AI vs. MCWD dos biomas. O aumento do déficit hídrico sazonal e anual na Amazônia indicam que o bioma tem apresentado estações secas mais intensas, o que pode ocasionar possíveis mudanças na estrutura, na composição e no funcionamento da vegetação.

Precipitation and potential evapotranspiration are variables from the water cycle responsible for transporting water between the continent and the atmosphere. These variables can be combined through climate indices that translate the weather characteristics of a region which helps to comprehend the relation between water and energy availability in a region. We have used both precipitation and potential evapotranspiration data from CRU TS v4.4. The chosen climate indices were the Aridity Index (AI) and the Maximum Climatological Water Deficit (MCWD). They assess places in terms of their annual and seasonal water deficit, respectively. The study was conducted concerning the Brazilian biome division where we computed both indices in order to analyse the spatial-temporal distribution, from 1981 to 2019. We calculated spatial means, coefficient of variation and trend tests. As a result of spatial analyses, we have observed AI and MCWD show similar behaviour, varying a great deal across Brazil. In the Amazon, we found the highest values of AI (more humid) and MCWD (less negative, lower deficit) in all Brazil. On the contrary, Caatinga presents the most arid AI values and the highest MCWD (i.e., more negative). From the plane that relates AI and MCWD, we observed under which water deficit conditions biomes operate and work. There are AI vs. MCWD areas from the plane where only Amazon tropical forests occur, whereas for other ranges both Amazon and Cerrado exist. Concerning the temporal variation, results show there is a tendency to diminish spatial heterogeneity in Caatinga, for both indices, i.e., spatial variability of the water deficit will be smaller. In Cerrado there is a negative trend to its median values for both indices. This characterises changes in the last almost 40 years to more arid and larger seasonal water deficit hydric regimes. On the other hand, the Amazon revealed positive trends to AI median and negative ones to mean, showing there has been a decrease on the annual water deficit and an increase on the seasonal. Alteration on the heterogeneity of indices in Caatinga and negative trends in Cerrado indicate aridification tendency and possible alteration on the AI vs. MCWD planes. The increase on seasonal and annual water deficit in the Amazon show the Amazon has presented more intense droughts, which can cause possible changes in the structure, composition and functionality of vegetation.