Como as mudanças climáticas
afetam as vazões:
Alteração no regime de
chuvas:
As mudanças climáticas podem
intensificar secas e inundações, modificando a frequência e o volume das
chuvas, o que diretamente afeta as vazões de rios e o suprimento de água.
Aumento da evaporação:
Temperaturas mais elevadas
aumentam a umidade que a atmosfera pode reter, mas também elevam a evaporação
da terra e a demanda por água, especialmente para irrigação, impactando o ciclo
hídrico.
Impacto no ciclo hidrológico:
O ciclo da água é acelerado,
afetando a circulação da água, a precipitação e o escoamento.
O papel da modelagem:
Modelos climáticos:
Utilizam dados históricos e
preveem tendências futuras do clima, como aquecimento global, considerando
forçantes externos.
Modelos hidrológicos:
Simulados com base em dados
climáticos, esses modelos analisam o comportamento das bacias hidrográficas e
preveem como as vazões responderão aos cenários climáticos.
Ferramentas para a gestão:
A modelagem permite a criação
de cenários futuros de disponibilidade hídrica e a compreensão dos impactos das
mudanças climáticas, servindo de base para a tomada de decisões.
Importância da integração:
Planejamento de recursos
hídricos:
É fundamental incorporar
estudos de mudanças climáticas na gestão de recursos hídricos, integrando a
modelagem hidrológica a planos setoriais.
Adaptação e resiliência:
A modelagem ajuda a definir
estratégias de adaptação e a fortalecer a resiliência dos sistemas hídricos
frente a eventos extremos.
Segurança hídrica:
Compreender esses impactos é vital para garantir a segurança hídrica, especialmente com as mudanças climáticas se tornando uma questão presente e não apenas futura.
Se nada for feito, é grande a chance de termos apagões'. (Jerson Kelman)
Há muita discussão se os
modelos matemáticos utilizados no planejamento da operação do SIN subestimam ou
não a probabilidade de futuras secas, com consequências sobre as relações.
Esta é uma breve visão
pessoal de como chegamos até aqui. Em 1976 ingressei no Centro de Pesquisas de
Energia Elétrica (Cepel), me juntando a uma qualificada equipe de
pesquisadores. Nossa tarefa era desenvolver modelos matemáticos para otimização
e simulação do Sistema Interligado Nacional - SIN.
Inicialmente optamos por
modelos probabilísticos do tipo estacionário-markoviano. São modelos que
procuram imitar a maneira aleatória como a Natureza “sorteia” futuras vazões
mensais afluentes às usinas hidroelétricas, assumindo que as regras
probabilísticas não mudam com o passar dos anos (hipótese de estacionariedade),
e que cada sorteio depende apenas da situação presente; não do passado.
Notamos que essa modelagem subestima a persistência das vazões agregadas na escala anual, observada nos registros históricos de vazões. Ou seja, ao agregar as vazões mensais produzidas pelo modelo mensal (AR1) em vazões anuais, observava-se menos episódios de anos consecutivos de seca do que o registro histórico mostrava. Era um indício de que o planejamento energético poderia estar sendo feito com base numa visão otimista do futuro - muita água chegando às usinas hidroelétricas - que seria indutora de decisões equivocadas no presente.
Enfrentamos o problema combinando um modelo estacionário-markoviano na escala anual, capaz de capturar a persistência interanual, com um modelo de desagregação para transformar as vazões sintéticas anuais em mensais. Porém, essa abordagem era incompatível com o algoritmo de otimização da operação na escala mensal.
Uma alternativa
intermediária, adotada até hoje, foi manter a modelagem na escala mensal, porém
aumentando a “memória”. Ou seja, fizemos a suposição que a distribuição de
probabilidades das vazões no mês t não depende apenas da vazão observada em
t-1, mas também das vazões observadas em t-2, t-3... t-p (modelo ARp).
Atualmente essa aproximação
tem se revelado cada vez menos satisfatória devido à não-estacionariedade
causada pelas mudanças climáticas. Para cada grau Celsius de aquecimento
global, aumenta em 7% a quantidade de água retida na atmosfera. Significa que a
atmosfera está ficando mais “sedenta”, o que explica a ocorrência de secas mais
frequentes e intensas.
Por outro lado, em situações
de instabilidade atmosférica, a maior quantidade de água existente na atmosfera
despenca abruptamente, o que explica a ferocidade das enchentes.
O Comitê de Monitoramento do Setor Elétrico (CMSE) tem definido “parâmetros de aversão ao risco” para contrabalançar o otimismo do modelo em uso. Todavia, como essas adaptações são arbitrárias, costumam criar conflitos entre os que são beneficiados e os que são prejudicados. Melhor seria avançar por outros caminhos.
Planeta TERRA está doente!!!
Por exemplo, usar
Inteligência Artificial para combinar a modelagem probabilística com Modelos
Globais de Circulação - MGCs, que utilizam as leis fundamentais da física. Como
os MGCs fazem projeções de temperatura, padrões de vento e precipitações já
considerando os efeitos do aquecimento global, são intrinsicamente não
estacionários. Para quem quiser saber mais sobre essa possibilidade, recomendo
leitura do Energy Report 222, da PSR. (brasilenergia)
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