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Eventos extremos de precipitação : identificação e análise da bacia hidrográfica do Rio Jundiaí, São Paulo

Événements de précipitations extrêmes : identification et analyse du bassin hydrographiques du Jundiaí, São Paulo
Extreme precipitation events: identification and analysis in the Jundiaí River Basin, São Paulo
Junior Ruiz Garcia, Bruno César Brito Miyamoto et Alexandre Gori Maia

Résumés

Les changements climatiques globaux peuvent augmenter la variabilité associée à la durée, à l'intensité et à l'emplacement des événements de précipitations extrêmes. Dans ce scénario, la gestion des ressources en eau tend à devenir de plus en plus tributaire de la compréhension des effets locaux de ces phénomènes. En 2014, l'État de São Paulo a connu une des sécheresses les plus intenses jamais enregistrées, ce qui a affecté la disponibilité de en eau. Dans ce contexte, l'objectif principal de cet article est d'évaluer comment le bassin de rivière Jundiaí, qui concerne l'un des principaux pôles économiques de l'État de São Paulo, a souffert de l'apparition de précipitations extrêmes. Pour atteindre cet objectif, les données sur les précipitations pour la période 1961-2014 ont été utilisées pour calculer l'indice de précipitations normalisé (SPI). Les principaux résultats montrent : une augmentation du volume de précipitations ces dernières années, à l'exception de 2014; une concentration d'années extrêmement pluvieuses entre 2009 et 2012; une augmentation de la survenue d'événements de précipitations excédentaires à long terme sur la base des analyses SPI. La société doit apprendre à s'adapter à la variabilité naturelle du climat, qui comprend des politiques environnementales d'atténuation et d'adaptation aux phénomènes climatiques extrêmes.

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Texte intégral

1As discussões a respeito das mudanças climáticas têm se concentrado em seus efeitos na escala global (IPCC, 2015). Isso tem contribuído para colocar em segundo plano os efeitos já em curso há séculos na escala local, como cheias e inundações, alterações no microclima e a elevada emissão e concentração de gases de efeito estufa (Barbi, 2015; Barros, Mendes, & Castro, 2015; Lisboa & Barros, 2010). As mudanças no uso da terra, tais como o desmatamento e a impermeabilização do solo, representam uma importante fonte das alterações na dinâmica climática na escala local. Neste sentido, as mudanças climáticas têm sua origem na escala local a partir das alterações no uso e ocupação das terras. E o aumento da escala de intervenção humana no meio ambiente tem resultado no surgimento de inúmeros problemas ambientais em escala global (Marques, 2015), e não o contrário. O desmatamento, por exemplo, contribui para a redução quase imediata da capacidade natural de retenção do solo e da taxa de infiltração da água, acelerando a erosão hídrica, o assoreamento dos corpos d’água e a ocorrência de cheias e inundações (GIBB et al., 2014; MEA, 2003).

2Em um contexto de agravamento da ocorrência de eventos climáticos extremos em escala global (Agência de Notícias dos Direitos da Infância – ANDI, 2010; Alexander et al., 2006; Centro Universitário de Estudos e Pesquisas sobre Desastres – CEPED, 2013; J. A. Marengo et al., 2011; J. A. Marengo, Schaeffer, Pinto, & Zee, 2009; Ministério da Integração Nacional, 2017; National Oceanic and Atmospheric Administration – NOAA, 2017), a discussão dos potenciais efeitos climáticos na escala local se torna central para subsidiar a definição de políticas ambientais e a gestão dos recursos naturais. O Relatório do IPPC – Intergovernmental Panel on Climate ChangeClimate Change 2014: Synthesis Report (Intergovernmental Panel on Climate Change, 2014) apresenta um conjunto de evidências sobre a ocorrência de eventos extremos em várias partes do mundo, especialmente nos países menos desenvolvidos de clima tropical. O relatório destaca que as “mudanças extremas no clima e eventos climáticos extremos têm sido observados desde a década de 1950” (IPCC, 2014, p. 53).

3Segundo (MARENGO, 2008, p. 86), “O Brasil é vulnerável às mudanças climáticas atuais e mais ainda às que se projetam para o futuro, especialmente quanto aos eventos climáticos extremos”. As informações disponíveis sugerem um aumento na ocorrência de eventos extremos no Brasil, os quais têm afetado o bem-estar das pessoas, perda material e econômica, de vidas humanas e da qualidade ambiental conforme revelado pelo Centro Universitário de Estudos e Pesquisas sobre Desastres (CEPED, 2013), Zanirato e Ribeiro (2014) e as notícais publicadas pela Agência de Notícias dos Direitos da Infância (ANDI, 2010). Cabe destacar que o crescimento demográfico e da urbanização, ainda em estágio acelerado em muitas regiões do Brasil (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 2016), podem contribuir para amplificar os efeitos negativos dos eventos extremos sobre o bem-estar das pessoas. Essas evidências reforçam a tese de que o agravamento de um evento está relacionado à vulnerabilidade ambiental dos espaços ocupados pela sociedade (Barros et al., 2015).

4Apesar de que a população reconheça que os eventos extremos já estejam ocorrendo no Brasil (Agência de Notícias dos Direitos da Infância – ANDI, 2010; Bursztyn, Eiró, Bursztyn, & Eiró, 2015; Centro Universitário de Estudos e Pesquisas sobre Desastres – CEPED, 2013; J. A. Marengo et al., 2009; Zanirato & Ribeiro, 2014), as ações adotadas ainda têm sido insuficientes para reverter esse quadro de aumento do risco ambiental (Garcia & Buainain, 2017). As áreas mais urbanizadas têm sofrido com as secas, o aumento da temperatura média, a intensidade das precipitações, a ocorrência de ventos intensos (Barbi, 2015; Barros et al., 2015; Garcia, 2016; Ribeiro & Santos, 2016; Sant’anna Neto, 1997; Silvestre, Sant’anna Neto, & Flores, 2013) e deslizamentos e movimentos de massa (Dias, Vieira, & Gramani, 2016). Em março de 2011, por exemplo, no litoral do estado do Paraná foram registrados eventos intensos de precipitação, resultando em inundações, deslizamentos e um prejuízo estimado em mais de R$ 100 milhões (Barros et al., 2015).

  • 1 O estudo realizado por Martinelli e Marcello (2010) apresenta uma síntese de mapas preparados por i (...)

5No estado de São Paulo, o mais populoso e rico do país (Egler, Bessa, & Gonçalves, 2013), que já sofre historicamente com as inundações nos centros metropolitanos (Museu da Cidade de São Paulo, 2017; Ross, 2001), observou-se uma das maiores secas da história em 20141 (Jacobi et al., 2015; Senado Federal, 2015; Soriano et al., 2016). São Paulo tem registrado eventos que indicam um aumento na variabilidade climática (Sant’anna Neto, 1997; Silvestre et al., 2013), por exemplo, com a frequente ocorrência de inundações (Museu da Cidade de São Paulo, 2017; Ross, 2001) e de secas (Jacobi et al., 2015; Senado Federal, 2015; Soriano et al., 2016). A identificação e a análise da ocorrência de eventos extremos de precipitação (EEP) em áreas urbanas pode subsidiar a definição de ações para aprimorar a estrutura de gestão ambiental, as políticas ambientais e a capacidade de resposta da sociedade. Neste contexto, o problema de pesquisa abordado neste estudo é: em que medida a ocorrência de EEP tem impactado a Bacia do Rio Jundiaí (BRJ) do estado de São Paulo? O objetivo principal do estudo é investigar se estariam ocorrendo na BRJ eventos extremos de precipitação para, ao final, propor políticas de mitigação.

6A BRJ é de particular interesse por formar parte do território do Comitê das bacias do PCJ – Piracicaba, Capivari e Jundiaí –, considerado o mais organizado e eficiente do Brasil conforme pode ser verificado em PCJ (2017). Ademais, essa região abriga um importante polo econômico do estado de São Paulo. Apesar disso, a disponibilidade da água continua sendo um fator limitante para o desenvolvimento, além dos problemas relacionados com a intensidade das precipitações. A hipótese de trabalho é de que os EEP estariam se intensificando na BRJ, exigindo a urgência de políticas ambientais de mitigação que levem em conta este cenário. Para verificar a validade dessa hipótese, foi estimado o Standardized Precipitation Index (SPI) para a BRJ na tentativa de identificar a ocorrência e a intensidade dos EEP entre 1961 e 2014.

7O trabalho está organizado em três seções além desta introdução e das considerações finais. A próxima seção apresenta as informações sobre os materiais e métodos usados no estudo. Nas duas seções seguintes são apresentados os principais resultados e a discussão.

Material e Métodos

Área de estudo: A Bacia Hidrográfica do Rio Jundiaí

8A área de estudo é a Bacia Hidrográfica do Rio Jundiaí (BRJ), localizada na Unidade Hidrográfica de Gerenciamento de Recursos Hídricos do Piracicaba, Capivari e Jundiaí (UGRHI PCJ) do estado de São Paulo (Mapa ).

Mapa 1 – Bacia Hidrográfica do Rio Jundiaí

Mapa 1 – Bacia Hidrográfica do Rio Jundiaí

Fonte: preparado pelos autores com base em (DATAGEO – Sistema Ambiental Paulista, 2018; IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 2018).

  • 2 Os municípios com suas áreas integralmente dentro da BRJ são: Cabreúva; Campo Limpo Paulista; Indai (...)
  • 3 A análise demográfica é centrada apenas nos municípios com sede na BRJ, porque a baixa população ru (...)

9A área da BRJ foi estimada em 118 mil hectares (1.180 km²), que inclui territórios de 11 municípios2, mas apenas 7 deles possuem suas sedes na BRJ (Mapa ), abrigando 1,3 milhão de pessoas em 2010, resultando em uma densidade demográfica de 800 hab./km2 e taxa de urbanização de 96,7% (Tabela )3.

Tabela 1 – Informações demográficas do estado de São Paulo e da Bacia do Rio Jundiaí (BRJ) por município, dados do Censo Demográfico 2010

Tabela 1 – Informações demográficas do estado de São Paulo e da Bacia do Rio Jundiaí (BRJ) por município, dados do Censo Demográfico 2010

Fonte: preparado pelos autores com base em (Atlas Brasil, 2018; Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 2016). ¹ a área da Bacia do Rio Jundiaí foi estimada com base em (DATAGEO – Sistema Ambiental Paulista, 2018).

10Cabe destacar que a BRJ é uma importante região econômica do estado de São Paulo, registrando um Produto Interno Bruto (PIB) de R$ 86 bilhões em 2015; com um pujante parque industrial, cujo Valor Adicionado Bruto (VAB) Industrial foi de R$ 21 bilhões; e que apresentou entre 2001 e 2017 uma taxa de crescimento demográfico de 2,1% ao ano (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 2016). Com isso, a população saltou de 1,1 milhão em 2001, para 1,5 milhão de pessoas em 2017.

  • 4 O Bioma representa um agrupamento com diversos tipos de vegetação contíguos, mas identificáveis na (...)
  • 5 A delimitação oficial do Bioma Mata Atlântica é aquela apresentada pelo IBGE, publicada no “mapa do (...)
  • 6 Organização Não-governamental.

11Apesar de sua importância econômica e social, a área de estudo abriga remanescentes do Bioma4 Mata Atlântica. A área original de ocorrência do Bioma Mata Atlântica no Brasil é de 1.110.182 km² (IBGE, 2004)5, mas restam apenas 8,5% de remanescentes com área maior que 100 hectares (SOSMA, 2017). Mesmo diante do elevado grau de degradação, os relatórios “Atlas dos Remanescentes Florestais da Mata Atlântica” da ONG6 SOSMA (SOS Mata Atlântica), preparados em parceria com o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), continuam indicando que ainda persiste a supressão da sua cobertura florestal. Entre 2014 e 2015 a área desmatada na Mata Atlântica alcançou 184 km² (18.433 hectares), representa 0,2% dos remanescentes florestais (SOSMA, 2017b).

12Esse cenário revela que a taxa de cobertura vegetal por município reforça os dados sobre o elevado grau de degradação do Bioma na BRJ, porque quase a totalidade da bacia apresenta taxas inferiores a 30% (DATAGEO, 2017). A cobertura vegetal representa um dos mais importantes elementos da qualidade ambiental de uma região. Neste sentido, o estado de conservação e de continuidade da cobertura vegetal influenciam no fluxo de bens e serviços ecossistêmicos (SEs) essenciais para a sociedade e para a economia (MMA, 2017). Desse modo, a possibilidade de ocorrência de eventos extremos de precipitação pode elevar o grau de perda de bem-estar humano (MEA, 2003), resultando em prejuízos para toda a sociedade.

Standardized Precipitation Index (SPI)

13O SPI foi desenvolvido em 1993 para auxiliar na quantificação e no monitoramento de eventos de secas (Mckee, Doesken, & Kleist, 1993). Contudo, o SPI também passou a ser usado para quantificar e monitorar eventos relacionados ao excesso de precipitação (Seiler, Hayes, & Bressan, 2002). Um aspecto positivo do SPI é o uso apenas de dados de precipitação. Contudo, recomenda-se o uso de séries históricas com valores mensais superiores a 20 ou 30 anos, se possível, que as séries tenham 50 ou 60 anos (WMO – World Meteorological Organization, 2012).

14As séries históricas devem ser ajustadas a uma distribuição de probabilidade para o cálculo do SPI. A distribuição mais usada para o cálculo do SPI é a Gama. Para auxiliar na interpretação dos resultados, transforma-se a série em uma distribuição normal, assim, o SPI para uma determinada localidade terá média zero (Shah, Bharadiya, & Manekar, 2015). O cálculo da função densidade de probabilidade para a distribuição Gama é dado por:

15A interpretação do SPI pode ser realizada com base no sistema de classificação (Quadro ). Os eventos climáticos severos são representados por valores de SPI superiores a 1,5, indicando um período muito ou severamente chuvoso, ou por valores do SPI inferiores a -1,5, que corresponde a um período severa ou extremamente seco.

Quadro 1 – Sistema de Classificação dos Valores do SPI

Quadro 1 – Sistema de Classificação dos Valores do SPI

Fonte: preparado pelos autores com base em (Mckee et al., 1993).

16São considerados eventos extremos, excesso de precipitação ou seca, quando o SPI apresentar valores iguais ou superiores 2. O SPI também pode ser usado para identificar eventos extremos de precipitação em diferentes escalas de tempo: de 1 a 2 meses para secas meteorológicos; de 1 a 6 meses para secas agrícolas; de 6 a 24 meses para secas mais severas (WMO – World Meteorological Organization, 2012). O estudo analisa o SPI 6, SPI 12 e SPI 24, os quais permitirão a identificação de eventos extremos de média e longa duração na área de estudo. O cálculo do SPI foi realizado com auxílio do Pacote SCI do Software R (Stagge, Tallaksen, Gudmundsson, Van Loon, & Stahl, 2016).

17Por fim, a avaliação de tendência nas séries históricas de SPI foi baseada no teste de Mann-Kendall Modificado (Debortoli et al., 2015; Group, 2012; Tozato, Dubreuil, & Mello-Théry, 2014). Trata-se de teste não-paramétrico usado para detectar tendências monotônicas lineares e não-lineares em séries históricas aucorrelacionadas. A hipótese a ser testada – hipótese nula – é a de que a série não apresenta tendência monotônica.

Base de dados

18O estudo usou dados diários de precipitação das estações pluviométricas pertencentes a rede da Agência Nacional de Águas (ANA), obtido no HidroWeb, para o período de 1961 a 2014 (ANA, 2017) (Mapa ). O tratamento dos dados envolveu a remoção de valores discrepantes ou não condizentes com os níveis de precipitação diários observados na região, tais como valores inferiores a 0 mm ou superiores a 200 mm. Após o tratamento, os dados diários de precipitação das estações pluviométricas foram interpolados para os municípios da BRJ com base no método Inverso da Distância Ponderada (IDP), disponível no pacote gstat do Software R (Pebesma, 2004). Como os dados de precipitação não estão disponíveis para toda a BRJ, a espacialização via IDP pode auxiliar na realização do estudo. Conforme destacaram Mello et al. (2003), a interpolação pelo Inverso da Distância Ponderada pode ser utilizada para a espacialização dos dados de precipitação.

Mapa 2 – Modelo Digital de Elevação (MDE) e estações pluviométricas da Bacia do Rio Jundiaí

Mapa 2 – Modelo Digital de Elevação (MDE) e estações pluviométricas da Bacia do Rio Jundiaí

Fonte: preparado pelos autores com base em Agência Nacional de Águas (ANA, 2017); DATAGEO – Sistema Ambiental Paulista (2018); IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2018).

19A interpolação da precipitação foi realizada com dados das estações da ANA disponíveis para o estado de São Paulo. As quatro estações mais próximas ao centro geográfico de cada município foram usadas na interpolação. A base de dados foi montada com séries mensais de precipitação para todos os municípios da BRJ. Na sequência foi calculada a média mensal de precipitação a partir dos dados diários municipais resultantes da interpolação para a BRJ. As etapas de tratamento, interpolação e agregação dos dados diários foram efetuadas com o auxílio do Software R, do Suporte do Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD) MySQL e do pacote RMySQL (Ooms, James, Debroy, Wickham, & Horner, 2017). Por fim, os valores mensais de precipitação dos municípios da BRJ foram utilizados para o cálculo do SPI.

Resultados

20O primeiro resultado é a curva de precipitação da média mensal da BRJ (Gráfico ). Observa-se que o período seco é de junho a agosto – média mensal de 45 mm –, o chuvoso de setembro a abril – média mensal de 141 mm. Os meses mais chuvosos são dezembro, janeiro e fevereiro.

Gráfico 1 – Variação das precipitações (Pluviograma) médias mensais totais, mínimas e máximas entre 1961 e 2014 na Bacia do Rio Jundiaí (mm)¹

Gráfico 1 – Variação das precipitações (Pluviograma) médias mensais totais, mínimas e máximas entre 1961 e 2014 na Bacia do Rio Jundiaí (mm)¹

Fonte: preparado pelos autores com base em (Agência Nacional de Águas - ANA, 2017). Nota: ¹ média de janeiro de 1961 a dezembro de 2014.

21O volume médio anual da BRJ é da ordem de 1.400 mm; com desvio-padrão de 254 mm. Destaca-se, todavia, a elevada amplitude dos volumes anuais mínimo (763 mm) e máximo 2.229 mm da série histórica (Tabela ). Ou seja, a região pode intercalar entre períodos de chuvas extremas e secas com volumes pluviométricos característicos de regiões semiáridas.

Tabela 2 – Estatística descritiva da precipitação na Bacia do Rio Jundiaí (BRJ), média mensal 1961-2014

Tabela 2 – Estatística descritiva da precipitação na Bacia do Rio Jundiaí (BRJ), média mensal 1961-2014

Fonte: preparado pelos autores com base em (Agência Nacional de Águas - ANA, 2017). DP =Desvio-padrão.

22O volume mínimo de precipitação foi observado no ano de 1963 (763 mm) (Gráfico ). Ciclos de baixa precipitação se repetiram em 1984-1985 e 2013-2014. Todavia, a análise das médias anuais entre 1961 e 2014, preparada com base nos dados da Agência Nacional de Águas (ANA), sugere tendência de aumento no volume precipitado na região, apesar da importante queda verificada em 2014. Em média, o volume estaria crescendo 3,4 mm por ano, o que representa uma variação média de 182 mm entre 1961 e 2014.

Gráfico 2 – Variação das precipitações anuais totais na Bacia do Rio Jundiaí (mm): 1961-2014

Fonte: preparado pelos autores com base em (Agência Nacional de Águas - ANA, 2017). Nota: a equação representa a linha de tendência linear anual da variação das precipitações.

23Entre 1961 e 1970, por exemplo, o volume médio anual precipitado alcançou 1.248 mm, mas entre 2001 e 2010 já alcança uma média anual de 1.426 mm, ou seja, 18% maior (Gráfico). Contudo, observa-se que há uma drástica redução em 2014 – ano da grave crise hídrica registrada em São Paulo, com uma média de 1.089 mm; ao todo foram 271 dias sem a ocorrência de precipitações em 2014.

Gráfico 3 – Evolução das precipitações anuais na Bacia do Rio Jundiaí (mm) por década: 1961-2014

Gráfico 3 – Evolução das precipitações anuais na Bacia do Rio Jundiaí (mm) por década: 1961-2014

Fonte: preparado pelos autores com base em (Agência Nacional de Águas - ANA, 2017).

24Para identificar a ocorrência de anos relativamente secos e chuvosos na BRJ, consideraram-se como secos os anos em que a precipitação foi inferior ao percentil 10% em toda a série histórica, e chuvoso quando a precipitação foi superior ao percentil 90% em toda a série histórica. Em outras palavras, essa análise identifica os eventos extremos em relação à média histórica. Os resultados revelaram que a ocorrência de 6 anos relativamente secos e 6 anos relativamente chuvosos entre 1961 e 2014. Os períodos secos foram registrados em 1961, 1963, 1968, 1969, 1985 e 2014. Observa-se que a década de 1960 pode caracterizada pela frequência de anos com pluviosidade abaixo da média, ou seja, um período com restrição hídrica. Outro aspecto interessante é que metade dos anos chuvosos foram registrados nos anos 2000, mais especificamente em 2009, 2011 e 2012. Esse resultado é interessante, porque as projeções do (Intergovernmental Panel on Climate Change, 2014) indicam um aumento do volume de chuvas na região Sudeste do Brasil (J. A. Marengo et al., 2009; Ministério da Ciência, 2016). Além disso, outros trabalhos têm revelado um aumento da pluviosidade no estado de São Paulo (Sant’anna Neto, 1997; Silvestre et al., 2013). Os demais anos chuvosos foram 1976, 1982 e 1983.

25A segunda estratégia para identificar eventos extremos de precipitação na BRJ consiste na observação dos valores do SPI, considerando os limites definidos pelo Quadro 1 (SPI superior a 2 ou inferior a -2).Os resultados apresentados no gráfico 3 indicam 20 eventos extremamente chuvosos no SPI6 (eventos extremos de curto prazo): de 07/1976 a 11/1976; de 03/1983 a 11/1983; de 11/2009 a 04/2010. Os 20 eventos extremamente secos no SPI6 são: 10/1961 e 11/1961; de 06/1963 a 10/1963; de 12/1963 e 01/1964; de 03/1964 a 05/1964; de 11/1968 a 04/1969, além de duas ocorrências isoladas (07/1984 e 12/1999).

26O SPI12, que capta eventos extremos de médio prazo, revelou a ocorrência de 24 extremamente chuvosos: de 08/1976 a 11/1976; de 03/1983 a 01/1984; de 12/2009 a 07/2010; além de uma ocorrência isolada (01/1977). Os 20 extremamente secos no SPI 12 ocorreram de 12/1963 a 08/1964 e de 01/1969 a 09/1969, além de duas ocorrências isoladas (10/1963 e 06/2000). No SPI24, que capta eventos extremos de longo prazo, os resultados indicam 22 extremamente chuvosos de 05/1983 a 05/1984 e de 01/2011 a 08/2011, e uma ocorrência isolada (09/1984). Os 21 extremamente secos no SPI 24 ocorreram de 03/1964 a 08/1964; de 10/1964 a 02/1965; de 02/1969 a 04/1969; de 06/1969 a 12/1969.

27Em outras palavras, os anos 1960 concentram as ocorrências de eventos extremos de seca de curto, médio e longo prazo. Os anos 1970 por um período de chuvas extremas de curto e médio prazo. Os anos 1980 pelos casos mais extremos de chuva de curto, médio e longo prazo. Os anos 1990 e 2000 por uma relativa estabilidade, apesar de uma seca de curto prazo no ano de 1999. E, entre o final de 2000 e início dos anos 2010, a ocorrência de chuvas extremas de curto, médio e longo prazo. Apesar da baixa precipitação observada no ano de 2014, este fenômeno não se caracteriza como seca extrema de curto, médio ou longo prazo segundo o SPI.

Gráfico 4 – Resultados do SPI 6, SPI 12 e SPI 24 para a Bacia do Rio Jundiaí: 1961-2014

Gráfico 4 – Resultados do SPI 6, SPI 12 e SPI 24 para a Bacia do Rio Jundiaí: 1961-2014

Fonte: preparado pelos autores com base nos resultados do Standardized Precipitation Index (SPI).

Nota: os registros acima da linha azul representam a ocorrência de eventos extremamente chuvosos (eventos extremos chuvosos) e abaixo da linha vermelha eventos extremamente secos (eventos extremos secos).

28Os resultados revelam que a BRJ vem sendo impactada com a ocorrência de eventos extremos, sobretudo chuvas intensas. Mas apesar da sua ocorrência, existe uma tendência significativa de aumento? Para identificar se há ou não tendência na ocorrência de eventos extremos foi realizado o teste Mann-Kendall modificado para SPI 6, SPI 12 e SPI 24 (Tabela).

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Tabela 3 – Resultados do Teste Mann-Kendall Modificado (MKM) para SPI 6, SPI 12 e SPI 24 para a Bacia Hidrográfica do Rio Jundiaí (BRJ): 1961-2014

Tabela 3 – Resultados do Teste Mann-Kendall Modificado (MKM) para SPI 6, SPI 12 e SPI 24 para a Bacia Hidrográfica do Rio Jundiaí (BRJ): 1961-2014

Fonte: preparados pelos autores.

30Os resultados (Tabela) revelam uma tendência de aumento do SPI 12 e SPI 24, da ocorrência de eventos de excesso de chuva de curto, médio e de longo prazo na BRJ. Apesar da grande seca registrada em 2014, os resultados indicam que pode estar curso na região um aumento na ocorrência de eventos extremos relacionados com o excesso de chuvas. E os resultados são mais significativos para a tendência de eventos extremos de médios (SPI 12) e longo prazo (SPI 24). Apesar de a Tabela 3 apresentar os resultados para cada município da BRJ, esses valores devem ser analisados com muita cautela. Pode haver imprecisão na análise de menores unidades espaciais em função da estratégia de interpolação adotada neste trabalho. O mais adequado seria afirmar que, sobretudo pelo fato de a área da BRJ não ser grande, os eventos provavelmente estariam ocorrendo em toda a sua extensão.

Causas e consequências dos eventos extremos em escala local

31Consequências do elevado grau de urbanização da BRJ incluem a perda da cobertura vegetal, redução da taxa de infiltração da água, aumento da impermeabilização do solo, do escoamento superficial e das vazões máximas, redução do escoamento subsuperficial e subterrâneo e da evapotranspiração. A urbanização também contribui para o aumento da temperatura média local – criando as “ilhas de calor”. Apesar de as discussões dos determinantes e consequências das mudanças climáticas centrarem-se na escala global, a ocorrência de eventos extremos de precipitação na escala local é algo que precisa ser melhor investigado, afim de fornecer informações mais adequadas à gestão ambiental. E os resultados indicam que a BRJ já estaria presenciando a ocorrência de eventos extremos de precipitação.

32Segundo resultados do Atlas Brasileiro de Desastres Naturais (Centro Universitário de Estudos e Pesquisas sobre Desastres – CEPED, 2013), entre 1991 e 2012 foram registrados no Brasil quase 39 mil ocorrências de origens “naturais”, tais como secas e estiagens, inundações, ciclones, granizo, geadas, incêndio florestal, movimento de massa, erosão fluvial, entre outros (Gráfico ). As principais ocorrências registradas no período foram: estiagens e secas (20.009); enxurradas (8.056); inundação (4.694). No estado de São Paulo foram registradas 593 de enxurradas (18 na bacia do Rio Jundiaí); 236 inundações (8 na bacia do Rio Jundiaí); 116 ocorrências oficiais de estiagens e secas (; 112 alagamentos (2 na bacia do Rio Jundiaí). Cabe destacar que a ocorrência de eventos extremos na escala local envolve elementos exógenos – mudanças climáticas globais, aquecimento da temperatura do Planeta etc. – e endógenos – mudanças no uso e ocupação das terras, impermeabilização do solo etc. –, o que dificulta seu enfrentamento. Desse modo, a identificação da ocorrência de EEP na Bacia Rio Jundiaí coloca em discussão a necessidades de ações locais para amenizar os seus impactos, especialmente em termos de melhoria da qualidade ambiental.

Gráfico 5 – Totais de registros dos desastres naturais mais recorrentes no Brasil, no período de 1991 a 2012

Gráfico 5 – Totais de registros dos desastres naturais mais recorrentes no Brasil, no período de 1991 a 2012

Fonte: preparado pelos autores com base em (Centro Universitário de Estudos e Pesquisas sobre Desastres – CEPED, 2013).

33A tendência de crescimento de eventos climáticos extremos já é uma realidade em muitas regiões do Brasil. E a sociedade precisa aprender a conviver com as mudanças na variabilidade natural do clima, o que inclui os eventos extremos, que seria o primeiro passo para adaptar-se às mudanças climáticas globais e locais (Gondim et al., 2010). Na BRJ, esses eventos envolvem sobretudo a ocorrência mais frequente de chuvas extremas de curto, médio e longo prazo. Residentes em áreas de risco ambiental e a atividade agrícola são os principais afetados pelos eventos extremos de curto prazo. Todavia, eventos de médio e longo prazo, tendem a gerar impactos mais amplos sobre a sociedade e economia, como a instabilidade no sistema de abastecimento de água e geração de energia.

34Uma alternativa para os sistemas de abastecimento de água das áreas urbanas seria operar com mais frequência no limite de sua capacidade em função da ocorrência de secas e estiagens. Em 2014, a crise hídrica da Região Metropolitana de São Paulo é uma importância evidência da gravidade da questão em função do tamanho da escala da demanda hídrica (Jacobi et al., 2015; Senado Federal, 2015). O mesmo pode ocorrer com a produção agrícola em razão da ocorrência cada vez mais frequente de secas ou mesmo de excesso de precipitação. Em áreas urbanas ainda existe a possibilidade de ocorrência de deslizamentos de encostas, que podem ser agravados com o aumento da intensidade das precipitações.

Conclusão

35A discussão sobre os efeitos das mudanças climáticas em escala global coloca muitas vezes de lado as mudanças já em curso em escala local. Este trabalho analisou apenas uma das dimensões das mudanças climáticas em escala local, a frequência de secas e cheias na BRJ. Os resultados destacam evidências de uma tendência já em curso de aumento dos eventos extremos de cheia. A região de estudo é particularmente importante para a análise de eventos extremos em função de uma série de características. Faz parte do território de atuação do Comitê das Bacias PCJ, o mais organizado e atuante entre comitês das bacias paulistas. A ocupação e uso do solo não favorece os esforços de adaptação às mudanças climáticas, uma vez que apresenta uma elevada taxa de urbanização e as pastagens prevalecem como forma do uso do solo não urbano. É uma região populosa e com ritmo ainda intenso de crescimento demográfico, o que pode potencializar os impactos de eventos extremos. É também uma das regiões mais importantes do estado em termos econômicos, com destaque para o pujante parque industrial.

36Um impacto imediato da maior frequência de eventos extremos de chuva é o aumento dos casos de alagamentos nas áreas urbanas. Os impactos são intensificados pelo fato de ser uma região altamente populosa, com praticamente 1,5 milhões de habitantes em 2017, 96% vivendo em áreas urbanas (Fundação Seade, 2018). Outros fatores agravantes são a má gestão ambiental da bacia e a ocupação irregular do solo nas áreas urbanas. Praticamente 5% dos domicílios da aglomeração urbana de Jundiaí, principal município da BRJ, encontram-se em áreas de risco de inundação e deslizamento (Empresa Paulista de Planejamento Metropolitano, 2017). Por sua vez a cobertura florestal original da região, parte do Bioma Mata Atlântica, já foi em grande medida desmatada para dar lugar a áreas urbanas e agrícolas, sobretudo pastagens. O percentual médio de remanescentes de vegetação natural nos municípios da BRJ é de apenas 26% (Governo do Estado de São Paulo, 2009).

37A tendência de aumento de eventos extremos de chuvas na região não exclui, por outro lado, a necessidade de políticas de adaptação a eventos extremos de secas. A seca observada 2014, que não foi a mais grave da série histórica analisada, alertou a falta de estrutura para garantir a sustentabilidade hídrica da população. A recorrência de eventos de seca pode ser ainda mais comprometedora no futuro, pois a população e o consumo de água na região ainda crescem em ritmo acelerado. A população cresce sobretudo pela atração migratória de um dos polos econômicos mais dinâmicos do país. Até 2030, a população dos 11 municípios que compõem a BRJ deve alcançar 1,6 milhões de habitantes, crescimento de 167 mil pessoas em relação a 2017 (Fundação Seade, 2018). E a demanda de água na região é predominantemente para o consumo urbano. Na bacia do PCJ como um todo, 73% do consumo de água destinava-se ao consumo urbano e outros 21% ao consumo do parque industrial (Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo, 2016).

38A água é um importante insumo para a atividade industrial, seja como fonte de matéria prima e reagentes, solvente de substâncias, lavagem e retenção de matérias, ou uso em operações de transmissão de calor (Agência Nacional de Águas, 2017). A recorrência de eventos extremos de precipitação adiciona ainda mais incerteza à produção do setor industrial e limitações para estimativas de sua demanda hídrica. Ações emergenciais envolvem a incorporação da eficiência no uso da água nas estratégias competitivas, especialmente das indústrias que utilizam este recurso mais intensivamente, como a indústria de alimentos, celulose e petroquímica.

39A dinâmica e perspectiva de eventos extremos na região aponta a urgência de políticas de adaptação e mitigação. A adaptação envolve ações para o enfrentamento de secas e enchentes, como a construção de barragens e reservatórios de contenção de água. Também faz parte de políticas de adaptação um sistema de acompanhamento das variáveis hidrológicas e climáticas para uma gestão mais eficaz dos recursos hídricos, como a regulação da oferta e demanda de água em função da variabilidade hidrológica. Por sua vez, a mitigação envolve ações que minimizem a ocorrência de eventos extremos. Ações locais envolvem a maior fiscalização do uso do solo, especialmente em áreas urbanas, e a promoção do zoneamento ecológico. Apesar de não podermos estabelecer uma relação causal entre desmatamento e eventos extremos de precipitação, a adoção de práticas de conservação do solo, tanto em áreas rurais quanto urbanas, é fundamental para a provisão de serviços ecossistêmicos, como a regulação do clima, da quantidade e qualidade da água.

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Notes

1 O estudo realizado por Martinelli e Marcello (2010) apresenta uma síntese de mapas preparados por instituições de pesquisa sobre o clima do estado de São Paulo.

2 Os municípios com suas áreas integralmente dentro da BRJ são: Cabreúva; Campo Limpo Paulista; Indaiatuba; Itupeva; Jundiaí; Salto; Várzea Paulista. Os municípios com áreas parciais e com a sede fora da BRJ são: Itu; Mairiporã; Atibaia; Jarinu.

3 A análise demográfica é centrada apenas nos municípios com sede na BRJ, porque a baixa população rural em todos os municípios indica que a população dos municípios com sede fora da área d BRJ é pequena.

4 O Bioma representa um agrupamento com diversos tipos de vegetação contíguos, mas identificáveis na escala regional, inclui ainda características geoclimáticas similares e processos históricos compartilhados, resultando em diversidade biológica própria (IBGE, 2004).

5 A delimitação oficial do Bioma Mata Atlântica é aquela apresentada pelo IBGE, publicada no “mapa dos biomas brasileiros”, na escala 1:5.000.000 (IBGE, 2004).

6 Organização Não-governamental.

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Table des illustrations

Titre Mapa 1 – Bacia Hidrográfica do Rio Jundiaí
Crédits Fonte: preparado pelos autores com base em (DATAGEO – Sistema Ambiental Paulista, 2018; IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, 2018).
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Fichier image/jpeg, 176k
Titre Tabela 1 – Informações demográficas do estado de São Paulo e da Bacia do Rio Jundiaí (BRJ) por município, dados do Censo Demográfico 2010
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URL http://journals.openedition.org/confins/docannexe/image/15586/img-3.jpg
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Titre Quadro 1 – Sistema de Classificação dos Valores do SPI
Crédits Fonte: preparado pelos autores com base em (Mckee et al., 1993).
URL http://journals.openedition.org/confins/docannexe/image/15586/img-4.jpg
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Titre Mapa 2 – Modelo Digital de Elevação (MDE) e estações pluviométricas da Bacia do Rio Jundiaí
Crédits Fonte: preparado pelos autores com base em Agência Nacional de Águas (ANA, 2017); DATAGEO – Sistema Ambiental Paulista (2018); IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2018).
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Titre Gráfico 1 – Variação das precipitações (Pluviograma) médias mensais totais, mínimas e máximas entre 1961 e 2014 na Bacia do Rio Jundiaí (mm)¹
Crédits Fonte: preparado pelos autores com base em (Agência Nacional de Águas - ANA, 2017). Nota: ¹ média de janeiro de 1961 a dezembro de 2014.
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Titre Tabela 2 – Estatística descritiva da precipitação na Bacia do Rio Jundiaí (BRJ), média mensal 1961-2014
Crédits Fonte: preparado pelos autores com base em (Agência Nacional de Águas - ANA, 2017). DP =Desvio-padrão.
URL http://journals.openedition.org/confins/docannexe/image/15586/img-7.jpg
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Titre Gráfico 3 – Evolução das precipitações anuais na Bacia do Rio Jundiaí (mm) por década: 1961-2014
Crédits Fonte: preparado pelos autores com base em (Agência Nacional de Águas - ANA, 2017).
URL http://journals.openedition.org/confins/docannexe/image/15586/img-8.png
Fichier image/png, 16k
Titre Gráfico 4 – Resultados do SPI 6, SPI 12 e SPI 24 para a Bacia do Rio Jundiaí: 1961-2014
URL http://journals.openedition.org/confins/docannexe/image/15586/img-9.png
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URL http://journals.openedition.org/confins/docannexe/image/15586/img-10.png
Fichier image/png, 26k
Crédits Fonte: preparado pelos autores com base nos resultados do Standardized Precipitation Index (SPI).
URL http://journals.openedition.org/confins/docannexe/image/15586/img-11.png
Fichier image/png, 23k
Titre Tabela 3 – Resultados do Teste Mann-Kendall Modificado (MKM) para SPI 6, SPI 12 e SPI 24 para a Bacia Hidrográfica do Rio Jundiaí (BRJ): 1961-2014
Crédits Fonte: preparados pelos autores.
URL http://journals.openedition.org/confins/docannexe/image/15586/img-12.jpg
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Titre Gráfico 5 – Totais de registros dos desastres naturais mais recorrentes no Brasil, no período de 1991 a 2012
Crédits Fonte: preparado pelos autores com base em (Centro Universitário de Estudos e Pesquisas sobre Desastres – CEPED, 2013).
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Pour citer cet article

Référence électronique

Junior Ruiz Garcia, Bruno César Brito Miyamoto et Alexandre Gori Maia, « Eventos extremos de precipitação : identificação e análise da bacia hidrográfica do Rio Jundiaí, São Paulo », Confins [En ligne], 37 | 2018, mis en ligne le 04 octobre 2018, consulté le 19 octobre 2018. URL : http://journals.openedition.org/confins/15586 ; DOI : 10.4000/confins.15586

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Auteurs

Junior Ruiz Garcia

Professor do Departamento de Economia, Universidade Federal do Paraná, jrgarcia1989@gmail.com

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Bruno César Brito Miyamoto

Professor do Instituto Federal do Rio Grande do Sul –IFRS, miyamototup@gmail.com

Alexandre Gori Maia

Professor do Instituto de Economia da Unicamp, gori@unicamp.br

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