Search

Severe floods and landslides in Eastern Northeast Brazil in May 2022 led to severe impacts with human losses and material damage. These disasters were a direct consequence of extremely heavy rainfall days. A rapid attribution study was performed to assess the role of anthropogenic climate change in 7 and 15-day mean rainfall over this region. A dense network of 389 weather stations was analysed resulting in 79 selected stations containing consistent and spatially well-distributed data over the study region with records starting in the 1970s. Daily rainfall from a multi-model ensemble of climate simulations were also examined to investigate the role of climate change in modifying the likelihood of such extreme events over the studied region. However, such an analysis was hindered by the fact that most investigated models have deficiencies in representing convection associated with warm rains, which are key for the manifestation of such extreme events associated with Easterly Wave Disturbances. From the observational analysis, both 7 and 15-day mean events in 2022 were found to be exceptionally rare, with an approximately 1-in-500 and 1-in-1000 chance of happening in any year in today's climate, respectively. Even though both events were located far outside the previously observed records, because of the short observational record and associated uncertainties it was not possible to quantify how much climate change made these events more likely to happen. The performed analysis also revealed that global warming increased the intensity of such extreme rainfall: rainfall events as rare as those investigated here occurring in a 1.2 °C cooler climate would have been approximately a fifth less intense. Combining observations with the physical understanding of the climate system, this study showed that human-induced climate change is, at least in part, responsible for the increase in likelihood and intensity of heavy rainfall events as observed in May 2022. Besides, the extreme nature, as a result of such events, made it so extraordinary that population exposure and vulnerability was identified as the main driver for the observed impacts, although long-term impacts and recovery will likely be mediated by socio-economic, demographic and governance factors.

This paper analyses the central role of water infrastructure in the transformation of hydrosocial territories through a case study in the Forquilha catchment in Brazil’s Nordeste. Decentralised state-led infrastructural development reinforced the resilience of communities to drought, leading to more sustainable water access by many families; this was further magnified through individual and collective initiatives. However, this entailed the overdevelopment of small-scale hydraulic infrastructure and the formation of small community-based hydrosocial territories, which changed water flows and social relations at different scales. We show how this has led to the loss of hydraulic connectivity and the fragmentation of the catchment and how it has weakened collective action vis-à-vis the state. The state staged a remarkable interventionist comeback in the catchment by connecting medium-sized reservoirs in the upstream part of the catchment to urban water supply networks. In the absence of negotiated water reallocation, this may lead to the loss of water and livelihoods by vulnerable groups.

Resumo O Nordeste do Brasil apresenta acentuada variabilidade interanual da precipitação com alguns anos secos e outros chuvosos. Nessa região, ocorrem os veranicos, que são dias consecutivos com ausência de precipitação durante o período da estação chuvosa, que ocasionam perdas nas safras agrícolas. O presente artigo tem como objetivo utilizar um indicador de veranicos já estabelecido por outros autores e identificar sua relação com o índice de Distribuição de Chuva e regionalizar de acordo com as macrorregiões do estado, bem como, compreender as possíveis consequências, de forma qualitativa e quantitativa, sobre as perdas de safra no Ceará. A área de estudo compreendeu o estado do Ceará e as análises foram realizadas para o período de 1980 a 2018.A partir dos dados de rendimento do IBGE, foram calculadas as perdas das culturas do milho e feijão, e através dos resultados pode-se inferir que: as correlações realizadas com os dados de perdas de safra, veranicos e o IDC evidenciaram que para a maior parte do estado existe correlação direta, ou seja, quanto maior a frequência de eventos de veranicos maior a perda de safra. Além disso, verificou-se que, quando há uma melhor distribuição da precipitação ao longo das regiões do estado ocorre menor perda de safra.

Resumo O presente artigo faz uma revisão bibliográfica e aborda os principais índices utilizados no monitoramento e análise de secas. Além disso, o texto ainda discorre sobre as metodologias empregadas mundialmente no monitoramento e previsão desses eventos. As secas ocorrem quando existe um déficit de precipitação comparado à média histórica da região. Elas podem ser diagnosticadas por meio de índices que identificam os períodos de escassez ou de disponibilidade hídrica através de equações. Dessa forma, é possível determinar a intensidade, frequência e duração dos eventos de seca. Nesse âmbito, alguns países implementaram seus próprios sistemas de monitoramento e alerta precoce das secas como o Monitor de Secas dos Estados Unidos, o Monitor de Secas da Europa e o Monitor de Secas do Brasil. Onde estes, utilizam de forma conjunta ou isolada as informações provenientes dos índices, a fim de identificar e caracterizar os eventos de seca. Desse modo, pode haver um melhor planejamento das instituições responsáveis, adoção de planos emergenciais e mitigação de impactos.

Resumo Os veranicos são caracterizados como a ocorrência de dias consecutivos com ausência de precipitação na estação chuvosa, que ocasionam perdas nas safras agrícolas. O presente artigo tem como objetivo classificar e regionalizar os veranicos que ocorrem durante a estação chuvosa, bem como, compreender as possíveis consequências sobre as perdas de safra. A área de estudo foi o estado Ceará, no qual os veranicos foram definidos como três ou mais dias consecutivos com precipitação diária igual ou inferior a 2 mm. A partir dos dados de rendimento do IBGE, foram calculadas as perdas do cultivo do milho e feijão, e através dos resultados pode-se inferir que: no ano considerado chuvoso (2009), foi verificada uma menor quantidade de ocorrências de veranicos, porém com perdas de safra significativas pelo excesso de chuvas, principalmente nas porções do Litoral de Fortaleza e Litoral do Pecém. Na análise dos anos secos (1998 e 2012), verificou-se maior ocorrência de veranicos e as perdas de safras ainda mais intensas, o indicador de veranicos apresentou menores ocorrências de eventos no noroeste do estado. Os resultados indicam um provável indicador para classificar as consequências de uma estiagem na produção agrícola de sequeiro.

Oscilações intrassazonais são fatores controladores da variabilidade pluviométrica interanual de áreas tropicais. O conhecimento de como os modelos numéricos reproduzem suas variabilidades é importante para entender melhor suas atuações e subsidiar operações de previsão de tempo e clima. Neste artigo investiga-se a sensibilidade de um modelo de downscaling dinâmico de precipitação na reprodução das oscilações intrassazonais observadas no setor norte do Nordeste do Brasil (SNNEB - 45ºW-37ºW e 2ºS-12ºS) no período de 1974 a 2000. Os resultados mostraram que a precipitação simulada sobre o SNNEB explicou aproximadamente 70% da variabilidade da precipitação observada no trimestre fevereiro a abril nesta região. Estatísticas de médias, desvios normalizados e percentuais neste trimestre, nessa região, em anos de contrastes climáticos nos Oceanos Pacífico e Atlântico Tropicais, também foram bem capturadas pela precipitação simulada através do downscaling. Análises espectrais com uso de ondeletas mostraram que o downscaling dinâmico tem potencial para reproduzir picos espectrais de precipitação observada no SNNEB nas escalas acima de 8 dias, e nas escalas entre 64 e 128 dias para o período de 01 de janeiro a 30 de junho.Intraseasonal oscillations are factors controlling the interannual variability of tropical rainfall. The knowledge of how numerical models reproduce its variability is important to better understand their roles and support operations of weather and climate. This paper investigates the sensitivity of a downscaling dynamic precipitation model in predicting the intraseasonal oscillations observed in the northern sector of Northeast Brazil (SNNEB - 45°W-37ºW and 2ºS-12°S) during the period from 1974 to 2000. The results showed that rainfall was simulated on SNNEB explained more than 70% of the variability of rainfall observed in the quarter February to April in this region. Statistical of averages, standard deviations and percent this quarter, in this region in years of climatic contrasts in the Oceans Pacific and Atlantic Tropical were also well captured by the precipitation simulated by downscaling. Spectral analysis with the use of wavelets showed that dynamic downscaling has the potential to reproduce observed spectral peaks of precipitation in SNNEB scales up to 8 days and the scales between 64 and 128 days for the period January 1 to June 30.

Apesar dos avanços da modelagem dinâmica da atmosfera nas últimas duas décadas do século 20 as aplicações com modelagem empírica ainda têm sido muito utilizadas em função do seu fácil uso e pouca dependência de recursos computacionais. Neste estudo é mostrada uma comparação dos resultados de simulação de precipitação para o Nordeste do Brasil (NEB) - 1971-2000 obtido por modelagem dinâmica de grande escala e regional (downscaling) e a previsão de um método de modelagem empírica K´neigbhors. Foram usados o modelo de circulação geral da atmosfera ECHAM4.5, e dois modelos regionais, o Modelo Regional Espectral (MRE/97) do National Centers for Atmospheric Prediction- NCEP e o Regional Atmospheric Model System (RAMS) desenvolvido na Universidade do Colorado. Os modelos regionais foram aninhados aos dados simulados pelo ECHAM4.5 tendo como condição de contorno a Temperatura da Superfície do Mar observada no período de fevereiro a maio. Os resultados mostraram que o modelo empírico apresentou menor erro absoluto nos períodos fevereiro a abril (FMA) e março a maio (MAM) que os modelos dinâmicos em áreas do no norte do Maranhão e Piauí, oeste e sul do Ceará, centro-sul do Piauí e oeste e nordeste da Bahia. Quanto ao bias, o ECHAM4.5 e o MRE/97 mostraram um bias úmido em grande parte do NEB, porém com um valor médio para o setor norte do NEB (2ºS-12ºS e 45ºW-37ºW) mais próximo do observado. Para o RAMS e o método análogo houve um predomínio de um bias seco sobre o NEB, com valores em magnitudes mais distantes do observado. A previsibilidade (Heidke Skill) em três categorias Seca (S), Normal (N), Chuvosa (C), mostrou que o método análogo tem baixo Skill, entre 0,1 e 0,3 em todas as categorias, enquanto os modelos dinâmicos apresentaram Skill superiores, com valores maiores para as categorias S e C (da ordem de 0,4 a 0,5), até superiores a 0,6 em algumas áreas do setor norte do NEB para a categoria C como visto nos resultados dos modelos ECHAM4.5 e MRE/97.Despite significant advances of the dynamic atmosphere models over the last decades of the 20th century, the empirical atmospheric models have been widely used due mostly to both its general applicability and its little dependence on the computational resources. This study is show comparison of precipitation simulation to Northeast Brazil (NEB) - 1971-2000 from large scale dynamical modeling and regional model (downscaling) and the forecast of empirical modeling (K-nearest-neighbor (k-NN). Were user the general circulation model ECHAM4.5 together two regional models, the Regional Spectral Model (RSM/97) from the National Centers for Atmospheric Prediction-NCEP and the Regional Atmospheric Model System (RAMS) developed at Colorado State University. The regional models were nested in ECHAM4.5, forced with the observed Sea Surface Temperature as a boundary condition, for the period from February to May. The results show that the empirical model presented a smaller absolute error than the dynamic models for the periods February to April (FMA) and March to May (MAM) in isolated areas of the north of Maranhão and Piauí states, west and south of Ceará, center-south of Piauí and west and northeast of Bahia state. Regarding model biases, ECHAM4.5 and the RSM/97 produced, to a large extent, a humid bias over large areas of NEB, however with an average precipitation for the northern sector of NEB (2ºS-12ºS and 45ºW-37ºW) close to the observations. RAMS and the analog method had a dominance of a dry bias over NEB, with precipitation totals below the observed values. The model skills (using the Heidke score) were evaluated for three categories Dry (S), Normal (N), Rainy (C), showed that the analogous method has low skills, between 0,1 and 0,3 in all categories, while dynamic models presented superior skills, with larger values for categories S and C (of the order of 0,4 the 0,5), exceeding 0,6 in some areas of the northern sector of NEB for category C as seen in the models ECHAM4.5 and RSM/97 models.

Apresenta-se um problema de otimização da remediação de águas subterrâneas por meio da técnica bombear-e-tratar. Dois objetivos são perseguidos: 1) minimizar a pluma contaminante; e 2) minimizar do custo total da remediação. A resolução desse problema é feita aplicando-se dois algoritmos evolucionários (AE) multipopulação juntamente com a tecnologia de redes neurais artificiais (RNA). As vazões dos poços são colhidas para a RNA, que calcula a massa restante de contaminante no sítio. As respostas dadas pela rede são avaliadas pelos algoritmos evolucionários a fim de efetuar a otimização.

RESUMO As projeções de precipitação e temperatura dos modelos globais do Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5, utilizados no quinto relatório do Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC-AR5) são analisadas para a bacia do rio São Francisco para o período de 2011 a 2100 para os cenários RCP 4.5 e RCP 8.5. Além disso, os modelos são avaliados quanto à representação da climatologia da precipitação no período de 1961 a 2000. Para a avaliação, os dados das estações do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) são utilizados. A avaliação baseia-se em dois índices de desempenho: a correlação e o erro quadrático médio. Para a análise das projeções, são calculadas as anomalias das médias anuais divididas em períodos de 30 anos (2011 a 2040, 2041 a 2070 e 2071 a 2100). Para avaliação de tendências e variabilidade são usados: a média móvel de dez anos, regressão linear e o método de Mann-Kendall-Sen. Aproximadamente 28% dos modelos analisados não representam adequadamente a sazonalidade da precipitação. Todos os modelos apresentaram tendência positiva para a temperatura, e apesar da divergência na precipitação, os mesmos projetam anomalias entre -20% e 20% em cada período de 30 anos para essa variável.

Resumo O artigo investiga como eventos de El Niño de diferentes durações afetam a circulação atmosférica no Atlântico Tropical Norte (ATN), quais consequências dessas alterações sobre a variabilidade interanual da temperatura da superfície do mar (TSM) na região e qual a resposta, em termos de anomalias de precipitação, sobre o Ceará. A análise foi feita através da composição de variáveis oceanográficas e atmosféricas para 18 eventos de El Niño, divididos em eventos de curta e longa duração. Os resultados mostram que os eventos de maior duração resultaram em anomalias positivas de TSM sobre a região do ATN, favorecendo, assim, ao desenvolvimento do gradiente inter-hemisférico de anomalias de TSM positivo e um regime de precipitação abaixo da média no Ceará. Por outro lado, as alterações na circulação atmosférica sobre o ATN não se mostraram tão intensas nos anos em que o El Niño apresentou menor duração, resultando em anomalias de TSM no ATN próximas a zero e consequentemente não foi observado um gradiente de anomalias de TSM no Atlântico Tropical. A composição das anomalias de precipitação sobre o Ceará próximas de zero nesses anos condiz com essa não formação de um gradiente de anomalias de TSM.