Autor(es): Ramalho, Maria Inês Vieira Lopes
Data: 2013
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10451/9592
Origem: Repositório da Universidade de Lisboa
Assunto(s): Seca; Alterações climáticas; Aquecimento global; Indice Standardizado de Precipitação-Evpotranspiração; Indice Standardizado de Precipitação; Humidade do solo normalizada
Tese de mestrado em Ciências Geofísicas, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013
As Secas são fenómenos que afectam a humanidade desde os tempos mais remotos. O impacto que exercem nos ecossistemas conferem-lhes o estatuto de desastre natural, sendo também responsável por grandes impactos socioeconómicos à escala global. Desta forma, desde os anos 70 que têm sido desenvolvidos diversos índices para identificar e quantificar as secas em intensidade, duração e extensão espacial, sendo largamente utilizado o Standardized Precipitation Index (SPI), um índice baseado na precipitação que é invariante no tempo e espaço. Mais recentemente foi desenvolvido um novo índice, Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI), que tem em consideração não só a precipitação como também o efeito da temperatura e da evaporação nas secas. A incorporação da temperatura no cálculo do SPEI pretende ser uma mais valia na compreensão das secas no contexto do aquecimento global. O índice Normalized Soil Moisture (NSM), que tem como base o conteúdo de água no solo, foi igualmente analisado. Neste estudo são utilizadas os resultados das simulações histórica (1961-2005) e do futuro RCP8.5 (2005-2100) do modelo EC-Earth para calcular e analisar os 3 índices de seca referidos, com o principal objectivo de avaliar a seca global num clima em mudança. Esta análise permite caracterizar a seca globalmente em frequência de ocorrência, severidade e extensão espacial, num clima presente e de futuro, permitindo aferir qual o impacto das alterações climáticas nas propriedades da seca a nível global. O modelo EC-Earth representa razoavelmente a ocorrência e a severidade das secas no clima presente em diversas regiões, quando comparados os seus resultados com observações locais. Os resultados mostram que localmente e para uma escala temporal de 40 anos, que o índice SPEI não acrescenta informação ao índice SPI. Na análise global verificou-se um aumento evidente das áreas afectadas por secas (15%), secas moderadas (10%) e secas severas (8%). Com o aumento de frequência de ocorrências a incidir sobre África, este e sul da Europa, Américas, Ásia e Austrália na última metade do século XXI em resultado do aquecimento global. Sendo que nos domínios analisados, globo, Mediterrâneo e Península Ibérica, verificou-se um aumento pronunciado das áreas afectadas por seca, seca moderada e seca severa a partir de 2030, com destaque para a Península Ibérica que apresenta um aumento de área afectada por seca de 300% o que corresponde a 67% da área total da Península Ibérica no fim da segunda metade do século XXI. Tem-se ainda um aumento de área afectada por seca severa em 75% que corresponde a 85% da área total da Península Ibérica, no entanto este aumento brusco está a distribuído apenas por 17 meses dos últimos 15 anos da série.
Droughts are phenomena which affect Humanity since the earliest times. The impact they have in the ecosystems grants them a natural disaster status. They also have huge global socioeconomic effects. Thus, since the seventies several indices have been developed to identify and quantify droughts in what concerns intensity, duration and spatial extension. A widely used index is the Standardized Precipitation Index (SPI), which is based on rainfall and is time and space invariant. Recently, a new index has been developed, the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI), which has into account not only the rainfall but also the effect of temperature and evaporation on droughts. Including temperature in the SPEI evaluation is intended to be an added value to understand droughts in the context of global warming. The index Normalized Soil Moisture (NSM), which is based on the soil water content, was also analyzed. In this study, the results of the historical (1961-2005) and the future simulations RCP8.5 (2005-2100) of the EC-Earth model were used in order to compute and analyse the referred 3 drought indices, being the main goal the evaluation of the global drought in a changing climate. This analysis allowed to typify drought globally in terms of frequency of occurrence, severity and spatial extension in a present and future climate, enabling the assessment of the impact of climate change in drought properties at a global level. The EC-Earth model reasonably represents the occurrence and severity of droughts in the current climate in several regions when comparing its results with local observations. Results show that, locally in the present climate and for a 40 year timeframe, the SPEI index does not add significant information to the SPI index. In the global analysis, there was a clear increase of the areas affected by droughts (15%), moderate droughts (10%) and severe droughts (8%), with increased occurrences in Africa, east and south of Europe, Americas, Asia and Australia in the second half of the XXI century, as a result of global warming. In the areas considered, i.e., globe, Mediterranean and Iberian Peninsula, there was a sharp increase of the areas affected by drought, moderate drought and severe drought as from 2030, notably the Iberian Peninsula which presents an increase of the areas affected by droughts in 300% which corresponds to 67% of the total area of the Iberian Peninsula in the latter half of the XXI century. There is also an increase in the area affected by severe drought in 75%, which corresponds to 85 % of the total area of the Iberian Peninsula, however this abrupt increase is distributed only for 17 months from the last 15 years of the series.
