Metodologia de cálculo
Nesta secção, descrevem-se de forma pormenorizada as metodologias aplicadas na construção de um conjunto de índices climáticos, em conformidade com as definições da Organização Meteorológica Mundial, nomeadamente as propostas por Frich et al. (2002), pelo grupo de trabalho conjunto CCl/CLIVAR/JCOMM sobre Detecção e Índices de Alterações Climáticas (ETCCDI), e pelo Conjunto Europeu de Dados e Avaliação Climática (ECA&D; Klein-Tank et al., 2002; Klok e Klein-Tank, 2009).
Os índices foram calculados com base nos dados diários provenientes do CORDEX-Africa, para todos os períodos anteriormente referidos. Cada índice climático foi estimado para cada modelo, considerando escalas temporais sazonais e anuais, mas também períodos décadais segundo o mesmo procedimento de cálculo: 2021-2030, 2031-2040, 2041-2050, 2051-2060, 2061-2070, 2071-2080, 2081-2090, 2091-2100.
Indicadores e índices
A paltaforma baseia-se em diversos indicadores e índices relacionados com diversas variáveis meteorológicas. Podemos agrupar as variáveis em grupos de Temperatura, Precipitação, Seca e Evapotranspiração.
Todos os indicadores são apresentados como médias, totais, valores máximos ou mínimos para períodos de 30 ou 10 anos. Para os cenários futuros (2041-2070 e 2071-2100), os resultados são expressos em anomalias em relação ao período de referência 1971-2000. Para os períodos de 10 anos (a partir de 2021-2030), a referência é 1991-2000, exceto no caso dos índices de seca (SPI), cuja referência permanece os 30 anos do período de calibração (1971-2000).
Devido à ausência de sincronização entre os modelos regionais utilizados, os resultados devem ser interpretados de forma conjunta e não individualmente.
Temperatura
Para cada modelo, calcula-se anual e sazonalmente a média climatológica da temperatura máxima, mínima e média diária do ar a 2 metros de altura, bem como as suas projeções futuras.
Além disso, são apresentados vários índices baseados nas temperaturas diárias, calculados anual e sazonalmente, tais como:
- número médio anual de dias com temperatura máxima acima de 35 ºC;
- número médio anual do máximo de dias consecutivos acima dos 35 ºC;
- número médio anual de noites tropicais (temperatura mínima acima de 20 ºC);
- percentis 90 da temperatura máxima e percentis 10 da temperatura mínima;
- número de ondas de calor e a sua duração média.
Precipitação
Para cada modelo, calcula-se anual e sazonalmente a média climatológica acumulada da precipitação, que representa a precipitação total média ao longo do período em análise.
Adicionalmente, são avaliados vários índices relacionados com precipitação diária:
- número médio anual ou sazonal de dias com precipitação superior a 1 mm, 20 mm e 50 mm, respetivamente;
- percentil 95 da precipitação diária, indicando eventos de precipitação intensa;
- número máximo de dias consecutivos secos, ou seja, com precipitação inferior a 1 mm/dia.
Índices de seca
O Índice Padronizado de Precipitação (SPI) é utilizado para avaliar períodos de seca e é calculado mensalmente em diferentes escalas de acumulação (3, 6, 9, 12 e 24 meses), com base numa distribuição gamma aplicada às séries temporais de precipitação. O cálculo é realizado relativamente ao período de referência 1971-2000, sendo todos os outros períodos futuros ajustados às distribuições obtidas pelo histórico.
No entanto, este método pode apresentar diversas limitações, especialmente em regiões semiáridas ou com mudanças significativas nos regimes de precipitação ao longo do século XXI, onde o ajuste estatístico pode ser menos fiável.
São disponibilizados quatro indicadores principais:
- índice SPI (valor médio), que deve ser próximo de zero no período de referência;
- Frequência de eventos de seca por década;
- Duração média dos eventos de seca.
- Índice de Aridez.
As variáveis frequência e duração média dos eventos de seca têm por base as diferentes escalas de acumulação (3, 6, 9, 12 e 24 meses) do SPI na avaliação da frequência e duração das secas.
Um mês é considerado como estando em seca severa quando o valor de SPI é inferior a -1.5 e em seca extrema quando o valor do SPI é inferior a -2.
Evapotranspiração
A evapotranspiração potencial ou PET (Potential EvapoTranspiration) representa a quantidade máxima de água que poderia ser evaporada do solo e transpirada pelas plantas se houvesse água disponível em abundância. Ou seja, é a necessidade atmosférica de água, considerando condições ideais de humidade e tipo de solo.
É usada para estimar a necessidade hídrica de culturas agrícolas e avaliar o balanço hídrico em diferentes regiões do mundo. A evapotranspiração potencial é estimada a partir da equação de Penman-Monteith (Allen et al. 1998).
𝑃𝐸𝑇= [0.408 𝛥 (𝑅𝑛−𝐺) + 𝛾[900/(𝑇𝑚+373)] 𝑉ℎ2 (𝑒𝑠−𝑒𝑎)] / (𝛥 + 𝛾(1+0.34𝑉ℎ2)
Onde:
Δ: inclinação da curva da pressão de vapor [kPa ºC^-1]
𝑅𝑛: Balanço radiativo à superfície [MJ m^-2 dia^-1]
𝐺: Densidade de calor no solo [MJ m^-2 dia^-1], desprezável neste caso.
𝛾: Constante psicométrica [kPa ºC^-1]
𝑇: Temperatura média diária do ar à superfície [ºC]
𝑢2: velocidade média diária do vento aos 2m [ms^-1]
𝑒𝑠: Pressão de saturação do vapor de água [kPa]
𝑒𝑎: Presão real do vapor de água [kPa]
Índice de Aridez
O Índice de Aridez é definido como a razão entre a precipitação anual e a evapotranspiração potencial anual. A classificação climática do Índice de Aridez usada na plataforma segue a descrição apresentada em baixo:
Classificação do Índice de Aridez:
- ≥ 0.65 - Húmido
- 0.5 a 0.65 - Seco/Subhúmido
- 0.2 a 0.5 - Semiárido
- 0.05 a 0.2 - Árido
- <0.05 - Hiperárido
