2 O clima de Portugal nos sculos XX e XXI The Portuguese climate in the 20th and 21st centuries

Pedro M. A. Miranda Departamento de Fsica da Faculdade de Cincias da Universidade de Lisboa Centro de Geofsica da Universidade de Lisboa M. Antnia Valente Centro de Geofsica da Universidade de Lisboa Antnio R. Tom Universidade da Beira Interior Centro de Geofsica da Universidade de Lisboa Ricardo Trigo Centro de Geofsica da Universidade de Lisboa Universidade Lusfona M. Ftima E. S. Coelho Instituto de Meteorologia Ana Aguiar Centro de Geofsica da Universidade de Lisboa Eduardo B. Azevedo Universidade dos Aores

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Sumrio Executivo A evoluo do clima da Terra nas trs ltimas dcadas colocou o problema da mudana climtica na agenda internacional. Especialmente a partir da ltima dcada do sculo XX, tornou-se clara uma tendncia de aquecimento, ainda moderada mas j acima do nvel usual de variabilidade interanual. De facto, os 5 anos mais quentes dos ltimos 150 anos (1998, 2003, 2002, 2001 e 1997) foram observados na ltima dcada. O Vero de 2003 foi classificado como o mais quente da Europa nos ltimos 500 anos, tendo-se traduzido em graves impactos na sade pblica e, no caso de Portugal, tambm na ocorrncia da maior vaga de incndios florestais. A quebra sucessiva de recordes para a temperatura em diferentes regies e a ocorrncia de situaes extremas de calor, com grande impacto econmico e social, obrigou a generalidade da sociedade a olhar para o aquecimento global como um problema premente, a requerer estudo, monitorizao e planeamento. Observaes meteorolgicas realizadas em Portugal Continental e nas Regies Autnomas dos Aores e Madeira indicam que o clima portugus sofreu, ao longo do sculo XX, uma evoluo caracterizada por dois perodos de aquecimento, intercalados por um perodo de arrefecimento. Desde a dcada de 1970, a temperatura mdia subiu em todas as regies de Portugal, a uma taxa de cerca de 0.5C/dcada, mais do dobro da taxa de aquecimento observada para a temperatura mdia mundial. Na generalidade das regies portuguesas, observou-se uma subida mais intensa das temperaturas mnimas traduzida numa reduo da amplitude trmica diria. Outras variveis climticas apresentam variaes importantes, como o caso da nebulosidade, da insolao e da humidade relativa, mostrando que o processo de aquecimento global complexo na sua interaco com o ciclo da gua. No que se refere precipitao, a evoluo observada apresenta grande irregularidade e no se verificam tendncias significativas no se valor mdio anual. No entanto, tanto no continente como nos Aores, observou-se nas ltimas dcadas uma importante correlao entre a evoluo da precipitao mdia de Inverno e o valor da Oscilao do Atlntico Norte (NAO), ndice climtico que caracteriza a circulao atmosfrica numa vasta rea do Hemisfrio Norte. A subida sistemtica deste ndice entre a dcada de 1960 e a dcada de 1990 foi acompanhada por uma reduo muito significativa da precipitao no fim do Inverno e incio da Primavera, especialmente no ms de Maro, em Portugal Continental. A evoluo recente parece, no entanto, ser no sentido de uma reduo da NAO, sendo clara a necessidade de acompanhar atentamente estudos sobre este indicador. Os cenrios climticos considerados neste estudo constituem uma estimativa da provvel evoluo do clima global ao longo do sculo XXI. Para o efeito, consideram-se 3 cenrios de emisso de gases de estufa e recorre-se a dados climticos provenientes de diversos modelos globais e regionais. A diferena entre os diferentes resultados, no conjunto de cenrios considerado, permite avaliar a incerteza associada s projeces climticas analisadas. Todos os modelos, em todos os cenrios, prevem um aumento significativo da temperatura mdia em todas as regies de Portugal at ao fim do sculo XXI. No continente, so estimados aumentos da temperatura mxima no Vero entre 3C na zona costeira e 7C no interior, acompanhados por um grande incremento da frequncia e intensidade de ondas de calor. Nas regies insulares os aumentos da temperatura mxima devero ser mais moderados, entre os 2C e os 3C na Madeira, enquanto para os Aores se estimam aumentos entre 1C e 2C. No que se refere precipitao, a incerteza do clima futuro substancialmente maior. No entanto, quase todos os modelos prevem reduo da precipitao em Portugal continental durante a Primavera, Vero e Outono. O modelo regional de clima utilizado prev redues da precipitao no continente que podem atingir valores correspondentes a 20% a 40% da precipitao anual, com as maiores perdas a ocorrem na regio Sul. Nas ilhas as estimativas de variao da precipitao so muito diferentes das estimadas para o continente. Resultados do modelo global seleccionado para a Madeira indicam uma forte reduo da precipitao de Inverno, especialmente nas zonas altas, acompanhada por redues na Primavera e Outono e s parcialmente compensada por um incremento da precipitao de Vero. Em termos anuais, a precipitao na Madeira poder ser reduzida em 20 a 30%. Nos Aores, os resultados indicam variaes relativamente

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pequenas na precipitao anual, apesar de sugerirem um aumento da precipitao de Inverno, compensado por uma reduo nas outras estaes. A mudana climtica um problema global. A sua mitigao s possvel com medidas globais, afectando e mobilizando a generalidade dos pases, especialmente os grandes emissores de gases de estufa. Os impactos, no entanto, so locais e podem variar qualitativamente de regio para regio e de sector para sector. A resposta tem, por isso, uma forte componente local e sectorial e o seu planeamento depende de uma avaliao regional dos impactos. Este trabalho pretende contribuir, com base no estado actual da cincia, para essa avaliao. A incerteza associada a este processo elevada, sendo claro que se trata de um estudo a requerer actualizao peridica.

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Executive summary The evolution of the world climate in the three last decades pushed the climate change issues into the international agenda. The trend towards global warming became more evident in the 1990s, when observed temperature tendencies went well above the levels of interannual variability. Indeed, the 5 warmest of last 150 years (1998, 2003, 2002, 2001 e 1997) were observed in the last decade, while 2003 was classified has the warmest in Europe in five centuries and was characterized by major impacts in public health and, in the case of Portugal, by the most damaging forest fires in recent history. The occurrence, in successive years, of record breaking conditions for high temperature in many regions with accompanying heat waves of large economic and social impact, has convinced many sectors of our society to consider global warming as an urgent problem, requiring scientific study, monitoring and planning. Meteorological observations made in mainland Portugal and in the Autonomous Regions of the Azores and Madeira, indicate that the Portuguese climate experienced, during the 20th century, an evolution characterized by two distinct periods of warming, separated by a period of cooling. From the 1970s onwards, there was an increase in the average temperature of all Portuguese regions, at a rate of 0.5C/decade, more than twice what was observed for the mean world temperature. In most regions, the minimum temperature increased faster than maximum temperature leading to a reduction in the diurnal temperature range. Other variables revealed important trends, as are the cases of cloud cover, sunshine duration and relative humidity, suggesting relevant changes in the water cycle. The evolution of precipitation is obscured by large interannual variability, and there are no clear trends in its annual values. However, both in mainland Portugal and in the Azores, the last decades have been characterized by a significant correlation between the mean winter precipitation and the corresponding mean value of the North Atlantic Oscillation (NAO) index, which has been found to be related with the slow evolution of the atmospheric circulation in a large area of the Northern Hemisphere. The upward trend experienced by the NAO index between the 1960s and the 1990s has been accompanied by a significant reduction of precipitation in late winter and early spring, especially in March, in mainland Portugal. However, NAOs recent evolution seems to be occurring in the opposite direction. Current research in the NAO dynamics must be followed with much interest by anyone interested in the climate of our region. The climate change scenarios considered in this study offer a range of possible outcomes by the end of the 21st century. They include 3 greenhouse gases emission scenarios used by many global and two regional climate models. Uncertainty in those scenarios may be assessed by comparison of the different results. All models, in all scenarios, predict a significant increase in the mean temperature, in all Portuguese regions, by the end of the 21st century. In mainland Portugal, increases in the maximum summer temperature are estimated at 3C in the coastal areas, and above 7C in the interior, accompanied by a major increase in the frequency and intensity of heat waves. In the Atlantic islands the increase of maximum summer temperature is expected to be more moderate, between 2 and 3C in Madeira, whereas in the Azores results indicate even less warming, between 1 and 2C. Precipitation scenarios are much more uncertain. However, almost all models predict a reduction in precipitation over mainland Portugal during spring, summer and autumn. The latest generation of regional model projects reductions in the annual precipitation in mainland Portugal within the range of 20 to 40% of its current values, with the greatest losses occurring in the South. In Madeira, results from global models lead to a strong reduction in winter precipitation, especially in the high grounds, accompanied by losses of precipitation in spring and autumn, and only partially compensated by an increase in the summer. In terms of the annual average, Madeiras precipitation may suffer a reduction between 20 and 30%. In the Azores, results indicate small changes in the annual values, but suggest some change in the annual cycle, with a stronger winter precipitation being compensated by decreases in the other seasons. Climate change is a global problem. Its mitigation requires global action, mobilizing most countries, especially those responsible for large emissions. However, impacts are local and may vary between regions and sectors. The response has, for that reason, a strong local component and its planning requires a regional

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assessment of climate impacts. This study aims to contribute for that assessment, as allowed by our current scientific knowledge. Uncertainty is necessarily high, and this is a study requiring periodic reevaluation.

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2.1

Introduo

O primeiro estudo integrado da evoluo do clima de Portugal Continental no sc. XX foi recentemente publicado em lngua inglesa (Miranda et al., 2002), reunindo parte significativa das observaes disponveis na rede climatolgica nacional e fazendo o enquadramento da evoluo das diferentes variveis climticas no contexto da mudana climtica observada escala global. No presente trabalho resumem-se e actualizam-se as concluses principais do estudo referido, no que se refere evoluo das variveis climticas mais relevantes, sugerindo-se uma consulta ao trabalho anterior, que nalguns aspectos mais completo. Por outro lado, este trabalho vem preencher uma importante lacuna no estudo da evoluo climtica de Portugal, fazendo, pela primeira vez, um estudo da mudana climtica observada em todo o territrio, incluindo os arquiplagos dos Aores e da Madeira. A anlise de diferentes cenrios de evoluo climtica constitui o segundo objectivo deste estudo. Na regio de Portugal Continental, analisam-se cenrios produzidos por diversos modelos de circulao global e por dois modelos regionais de clima, utilizando diferentes hipteses para a evoluo previsvel das emisses de gases de estufa. Nas ilhas dos Aores e da Madeira procede-se a uma regionalizao dos cenrios de mudana global, desenvolvendo uma nova metodologia apropriada para ilhas montanhosas. O conjunto de resultados fornecidos pelos diferentes modelos, em diferentes cenrios de emisso de gases de estufa, oferece-nos uma estimativa da evoluo provvel do nosso clima, mas tambm das grandes incertezas que ainda existem acerca do futuro.

2.2 2.2.1

Clima Observado Portugal Continental

Portugal Continental, localizado aproximadamente entre as latitudes de 37N e 42N e as longitudes de 9.5W e 6.5W, no extremo Sudoeste da Europa (Fig. 2.1), situa-se na zona de transio entre o anticiclone subtropical (anticiclone dos Aores) e a zona das depresses subpolares, sendo o clima fortemente influenciado pela proximidade ao Oceano Atlntico. Portugal Continental uma regio que se estende mais latitudinalmente do que longitudinalmente, distando as regies mais interiores apenas cerca de 220 km do Oceano Atlntico, o que no obsta a que algumas dessas regies apresentem caractersticas climticas do tipo continental. Outro dos factores determinantes do clima a orografia da regio, com reas significativas das zonas Norte e Centro a ultrapassarem os 1000 m de altitude.

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Fig. 2.1 Mapa topogrfico de Portugal Continental, com localizao das estaes meteorolgicas e postos udomtricos do Instituto de Meteorologia (IM) e dos pontos de grelha dos modelos utilizados.

A variao dos factores climticos referidos (latitude, proximidade ao oceano e orografia), embora pequena, suficiente para induzir variaes significativas na temperatura e, principalmente, na precipitao observadas em Portugal Continental. Com efeito, a regio Noroeste (Minho) uma das zonas da Europa que regista valores mais elevados de precipitao, atingindo a mdia da precipitao anual acumulada nalguns locais valores superiores a 3000 mm. Por outro lado, em vrias zonas do interior do Alentejo, a precipitao anual acumulada no ultrapassa, em mdia, os 500 mm. A precipitao apresenta variaes interanuais muito acentuadas, tornando a regio vulnervel a fenmenos extremos associados falta (secas) ou ao excesso de precipitao (cheias).

2.2.1.1 Climatologia 1961-1990

Temperatura do ArNa Fig. 2.2a apresenta-se a temperatura mdia do ar superfcie observada no perodo 1961-1990. Nesse perodo, a temperatura mdia superfcie variou entre um mnimo de 7C nas zonas altas da Serra da Estrela, e um mximo de 18C na costa algarvia. A distribuio espacial da temperatura mdia evidencia o efeito conjugado de trs factores principais: a latitude, a proximidade da costa e a altitude. A importncia relativa destes factores varia no ciclo anual, sendo evidente a existncia de um gradiente significativo da temperatura, na direco Norte-Sul, durante o Inverno e um forte gradiente na zona costeira, durante o Vero.

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Fig. 2.2 Temperatura do ar: (a) Mdia anual, (b) Mnima no Inverno (Dezembro, Janeiro, Fevereiro) e (c) Mxima no Vero (Junho, Julho, Agosto). Dados de observaes no perodo 1961-1990.

As mdias da temperatura mnima no Inverno (meses de Dezembro, Janeiro e Fevereiro DJF) e da temperatura mxima no Vero (Junho, Julho e Agosto JJA) so apresentadas na Fig. 2.2b,c. A temperatura mnima no Inverno (Fig. 2.2b) inferior aos 0C na parte mais alta da Serra da Estrela, observando-se valores inferiores a 2C em certas zonas do interior Norte e Centro. Os valores mais elevados da mdia da temperatura mnima no Inverno (cerca de 10C) ocorrem na costa Sul e na Pennsula de Setbal. No Vero (Fig. 2.2c), a mdia da temperatura mxima varia entre 16-18C, na Serra da Estrela, e valores superiores a 32C na zona de Castelo Branco (interior Centro) e na regio de Mouro-Amareleja (interior Sul). Em Trsos-Montes (interior Norte) a mdia da temperatura mxima atinge valores superiores a 30C.

A distribuio espacial do nmero mdio de dias por ano com temperatura mxima acima de 35C, designados por dias muito quentes apresentada na Fig. 2.3. O mximo absoluto ocorre na regio de Mouro-Amareleja, com valores superiores a 30 dias, e os mximos relativos acontecem nas mesmas posies da Fig. 2.2c. Nas zonas costeiras, e em praticamente toda a regio Norte, o nmero de dias muito quentes inferior a 5 por ano. Este parmetro, apesar de no ser um indicador climtico muito utilizado pois raramente relevante no clima actual, foi introduzido neste trabalho devido ao facto dos cenrios climticos futuros preverem um aumento substancial da temperatura em Portugal Continental, com o consequente aumento da frequncia e intensidade das ondas de calor. Outros indicadores relevantes incluem o nmero anual de dias de geada (com temperatura mnima inferior a 0C), noites tropicais (dias com temperatura mnima superior a 20C) e dias de Vero (temperatura mxima superior a 25C). Estes trs ltimos indicadores so normalmente usados como parmetros estatsticos na caracterizao de situaes anmalas de calor e de frio e a sua distribuio mdia no perodo 1961-1990 apresentada na seco 2.4.3.

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Fig. 2.3 Nmero mdio anual de dias muito quentes (com temperatura mxima superior a 35C). Dados de observaes no perodo 1961-1990.

PrecipitaoA precipitao anual mdia em Portugal Continental de cerca de 900 mm, apresentando uma variao espacial muito significativa. Tal como foi referido anteriormente, os valores mais elevados so observados no Minho, onde em algumas zonas a precipitao anual acumulada superior a 3000 mm (Fig. 2.4). Os valores mais baixos, inferiores a 400 mm/ano, ocorrem numa regio restrita da Beira Interior (a Sul do Douro) e mais extensivamente no interior do Alentejo, com valores inferiores a 600 mm/ano.

Fig. 2.4 Mdia da precipitao anual acumulada. Dados de observaes no perodo 1961-1990.

A anlise da distribuio da precipitao pelas estaes do ano (Fig. 2.5) permite concluir que aproximadamente 42% da precipitao anual ocorre no Inverno (DJF), enquanto o Vero (JJA) a estao menos chuvosa, com cerca de 6% da precipitao anual. As estaes de transio, Primavera (Maro, Abril, Maio MAM) e Outono (Setembro, Outubro, Novembro SON), 9

contribuem com os restantes 52% da precipitao anual acumulada, com uma distribuio interanual muito varivel.

Fig. 2.5 Mdia da precipitao sazonal acumulada: (a) Inverno (DJF), (b) Primavera (MAM), (c) Vero (JJA) e (d) Outono (SON). Dados de observaes no perodo 1961-1990.

2.2.1.2 Tendncias climticas observadas

TemperaturaUma das principais motivaes dos estudos de mudana climtica o aumento da temperatura mdia global superfcie observado durante o ltimo sculo, particularmente nos ltimos 30 anos. Com efeito, a temperatura mdia superfcie aumentou aproximadamente 0.6C desde o fim do sc. XIX at ao presente (IPCC WGI, 2001), tendo sido identificados neste intervalo de tempo, por Jones et al. (1999) e Karl et al. (2000), dois perodos de aquecimento, entre 1910-1945 e desde 1976. Saliente-se que cerca de dois teros do aumento verificado no sc. XX (0.4C) ocorreram desde a dcada de 1970. Na Europa, os maiores aumentos da temperatura coincidem com os perodos de aumento a nvel global (Klein Tank et al., 2002). As temperaturas mnimas, em particular, sofreram um aumento significativo, que se atribui a uma reduo da frequncia de ocorrncia de temperaturas extremamente baixas. Em Portugal Continental, as sries temporais (1931-2000) de temperatura mxima e mnima apresentam tendncias com o mesmo sinal das observadas a nvel global. Em particular, no ltimo quarto de sculo registou-se um aumento significativo das temperaturas mxima e mnima mdias, com os valores das tendncias de ambas as temperaturas a serem da mesma ordem de grandeza. No entanto, nos ltimos anos o valor da tendncia da temperatura mnima superior ao da temperatura mxima, o que implica uma diminuio da amplitude trmica. Observou-se ainda que os 6 anos mais quentes do perodo 1931-2000 ocorreram nos ltimos 12 anos do sc. XX, com 1997 a ser o ano mais quente (Miranda et al., 2002). A nvel global, nas sries analisadas por diversos autores incluindo dados at 2003, verifica-se que 1998 se destaca como o ano mais quente desde que os registos comearam em 1860, sendo 2002, 2003 e 2001 respectivamente os segundo, terceiro e quarto anos mais quentes, no que se refere temperatura mdia global superfcie (WMO, 2004). Nas latitudes mdias e altas do Hemisfrio Norte (30N-90N), 2002 foi o ano mais quente do perodo 1860-2002 (Walpe e Lawrimore, 2003). Na Europa, o ano de 2003 foi classificado como o mais quente dos ltimos 5 sculos (Luterbacher et al., 2004). Na Fig. 2.6 apresenta-se a evoluo das temperaturas mnima e mxima de Portugal Continental entre 1930 e 2002, incluindo uma anlise da sua tendncia parcial nos perodos de aquecimento (1910-1945, 1975-2002) e arrefecimento (1945-1975) da temperatura mdia global. O bom ajuste entre os segmentos de recta e as curvas das observaes indica que a temperatura mdia do territrio continental portugus acompanhou o comportamento global, registando dois perodos de aquecimento significativo, intercalados por um perodo de arrefecimento moderado. Nos ltimos 27 anos a temperatura mxima apresenta uma tendncia positiva (+0.47C/dcada) ligeiramente inferior da temperatura mnima (+0.48C/dcada). Verifica-se ainda que, embora nos anos de 2001 e 2002 no se tenham observado temperaturas to elevadas em Portugal

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Continental como nos anos mais quentes da dcada de 1990, estes dois anos esto nos 10% de anos mais quentes em relao mdia climatolgica de 1961-1990 (Walpe e Lawrimore, 2003).

Fig. 2.6 Evoluo temporal das mdias das temperaturas mxima (curva de cima) e mnima (curva de baixo) em Portugal Continental. Sobrepostos esto os ajustes lineares s curvas calculados com os anos de mudana das tendncias de Karl et al. (2000) (1945 e 1975 - rectas a cheio). Os valores das tendncias para os perodos 1930-1945, 1946-1975 e 1976-2002 esto assinalados em C por dcada.

Para ultrapassar os casos em que os valores globais obtidos por Karl et al. (2000) no so adequados, desenvolveu-se, no mbito deste trabalho, um novo mtodo que permite identificar, para cada srie, os anos que evidenciam uma mudana de tendncia (Tom e Miranda, 2004). O novo mtodo consiste em encontrar a curva composta por troos de recta contnuos que melhor se ajusta s sries, em termos da minimizao da soma dos desvios quadrticos, com as condies do perodo abarcado por cada segmento de recta ser igual ou superior a um dado limite, e de dois segmentos de recta consecutivos terem declives de sinal contrrio. De facto, quando se aplica esse mtodo de ajuste de segmentos de recta s sries centenrias de temperatura mxima (corrigida em +0.9C nos anos anteriores a 1942, Tom et al., 2002), e mnima da estao de Lisboa/Geofsico (Fig. 2.7), verifica-se que o comportamento lento dessas sries melhor ajustado por uma escolha diferente de anos de mudana de tendncia. Assim, no caso da temperatura mnima nesta estao o perodo entre 1910 e 1945 apresenta uma tendncia negativa quase nula e o mesmo acontece com o perodo entre 1945 e 1975. No caso da temperatura mxima a srie apresenta diferenas significativas em relao srie mdia de Portugal Continental. Salienta-se, no entanto, que as sries correspondentes a estaes individuais tm maior variabilidade interanual, e podem ser afectadas por mudanas ocorridas na estao.

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Fig. 2.7 Tal como a Fig. 2.6 mas para a estao de Lisboa/Geofsico. Representam-se igualmente os ajustes lineares calculados com anos mveis, segundo o mtodo de Tom e Miranda (2004) (rectas a tracejado).

Na srie de Lisboa da temperatura mnima, a caracterstica mais acentuada o elevado valor da tendncia no ltimo perodo de aquecimento (+0.53C/dcada a partir de 1975). Este valor consideravelmente superior tendncia da temperatura mxima no mesmo perodo (+0.28C/dcada). Contrariamente ao que acontece temperatura mdia global, em meados da dcada de 1940 no se observa uma inverso de tendncia da temperatura mnima de Lisboa. A diminuio da amplitude trmica em Lisboa que ocorre desde o ltimo quarto do sc. XX est em sintonia com o que aconteceu a nvel global. A diminuio da amplitude trmica no exclusiva deste perodo, tendo tambm ocorrido entre meados da dcada de 1940 e incios da dcada de 1970, mas neste caso devido diminuio observada da temperatura mxima, que se seguiu a um aumento significativo da mesma, e simultaneamente fraca variao da temperatura mnima entre meados da dcada de 1930 e o comeo da dcada de 1970. Conclui-se que a amplitude trmica de Lisboa tem vindo a decrescer desde meados da dcada de 1940, embora por motivos diferentes nos perodos anterior e posterior a 1975.

Humidade, Nebulosidade e InsolaoA humidade relativa constitui uma varivel importante na anlise do clima de uma regio. Na Fig. 2.8 apresentam-se sries temporais da humidade relativa mdia sazonal e anual para a estao de Lisboa/Geofsico s 9h. Note-se que a curva representada na Fig. 2.8b vem substituir a srie de humidade relativa apresentada em Miranda et al. (2002) que no est correcta. Com efeito, devido a um erro de clculo nas humidades relativa e especfica apresentadas no trabalho anterior, os valores encontram-se sobrestimados at 15%, apesar de a tendncia ser qualitativamente idntica. As sries de humidade relativa so neste trabalho devidamente corrigidas e actualizadas com dados at 2002. Foram feitos ajustes lineares simples s sries de humidade relativa de Lisboa e as tendncias encontram-se igualmente representadas na Fig. 2.8. Verificou-se que em todas as estaes do ano a tendncia encontrada positiva, sendo maior no Vero e no Outono (+1.3%/dcada) e menor no Inverno e Primavera (+0.7%/dcada e +0.6%/dcada respectivamente). A humidade relativa anual em Lisboa cresceu em mdia a uma taxa de +1%/dcada no perodo considerado, sendo 2002 o ano com a maior humidade relativa da srie (80%). O persistente aumento da humidade relativa durante o sc. XX ocorreu igualmente noutros pontos do pas.

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Fig. 2.8 Evoluo temporal da humidade relativa sazonal e anual s 9h, na estao de Lisboa/Geofsico e sua tendncia linear. Os nmeros indicam as tendncias no perodo total considerado.

importante relacionar o comportamento da humidade relativa com a nebulosidade e insolao observadas no sc. XX em Lisboa (Fig. 2.9). Com efeito, a nebulosidade mdia anual aumentou claramente entre 1940 e finais da dcada de 1980, atingindo 5.16 oitavos em 1987. Desde esta altura, o comportamento da nebulosidade torna-se mais irregular, tendo ocorrido valores inferiores aos atingidos at ao final da dcada de 1980, observando-se um valor relativamente baixo em 1992 (3.89 oitavos). A insolao anual observada em Lisboa est em oposio de fase com a nebulosidade, verificando-se um decrscimo acentuado at ao final da dcada de 1980, seguido de uma variao sem sinal claro at 2002.

Fig. 2.9 Evoluo da nebulosidade mdia s 9h e da insolao na estao de Lisboa/Geofsico (valores anuais). Notar que a escala da insolao est invertida.

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No comportamento das sries sazonais da nebulosidade mdia registada em Lisboa (no apresentadas) so igualmente identificveis tendncias crescentes em todas as estaes do ano at dcada de 1980, que so acompanhadas por decrscimos da insolao sazonal. Embora as observaes de nebulosidade e insolao no sejam totalmente fiveis, as primeiras devido ao seu carcter qualitativo, as segundas devido ao mtodo de medida, os comportamentos em fase das sries e das tendncias da nebulosidade, insolao e humidade relativa tornam os resultados apresentados na Fig. 2.9 mais robustos. Um aumento da nebulosidade devida a nuvens baixas consistente com um acrscimo na humidade relativa perto da superfcie e com um decrscimo do nmero de horas de sol, o que provoca uma diminuio da amplitude trmica diria.

PrecipitaoOs ltimos 20 anos do sc. XX foram particularmente pouco chuvosos em Portugal Continental em comparao com os valores mdios registados no perodo 1961-1990. Com efeito, apenas em 6 dos 20 anos finais do sculo foi a precipitao anual superior mdia de 1961-1990. No entanto, deve realar-se que nos anos de 2001 e 2002 ocorreram precipitaes anuais superiores mdia de 1961-1990. As sries sazonais actualizadas de precipitao mdia em Portugal Continental so apresentadas na Fig. 2.10.

Fig. 2.10 Evoluo temporal da precipitao sazonal mdia em Portugal Continental. Rectas a tracejado indicam a mdia no perodo 1961-1990. Ajustes lineares para a srie de Inverno calculados segundo Tom e Miranda (2004).

A caracterstica mais significativa que se observa na Fig. 2.10 a reduo de precipitao na Primavera nas ltimas 3 dcadas do sc. XX, acompanhada por aumentos muito ligeiros nas outras estaes. Devido variabilidade interanual da precipitao ser muito grande, apenas a diminuio da precipitao na Primavera estatisticamente significativa. Novamente, deve referir-se que nos anos de 2000 e 2001 a precipitao na Primavera atingiu valores elevados que no eram observados desde o final da dcada de 1960. O Inverno de 2000 foi particularmente chuvoso (o 3 mais chuvoso dos ltimos 30 anos), sendo o Inverno seguinte (2001) o 5 mais seco dos ltimos 30 anos da srie representada na Fig. 2.10. A variao da precipitao na Primavera est associada a variaes da NAO, adiante referidas. A Fig. 2.11 apresenta as anomalias mdias mensais de precipitao entre os perodos 1971-2000 e 19411970. Esta figura permite uma leitura mais simples da evoluo a longo prazo do clima mdio da precipitao. No perodo de 1971-2000 detecta-se claramente uma perda de precipitao na Primavera em relao ao perodo anterior de 30 anos. Esta perda ocorreu principalmente no ms de Maro, que apresenta uma anomalia (negativa) de 66 mm. O decrscimo acentuado de precipitao em Maro em diversas estaes climticas situadas em Portugal Continental foi identificado inicialmente por Mendes e Coelho (1993). Verifica-se ainda que os ganhos moderados de precipitao em Outubro e Dezembro apresentados na Fig. 2.11 foram compensados pelas perdas registadas em Janeiro, Fevereiro e Novembro, enquanto as variaes acumuladas entre Abril e Setembro so irrelevantes. No que se refere precipitao acumulada anual, ocorreram no perodo 1971-2000 menos 80 mm do que no perodo 1941-1970, valor comparvel ao da perda de precipitao em Maro. Estes nmeros podem ser interpretados como traduzindo uma reduo do

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perodo de Inverno e antecipao da Primavera, efeitos encontrados em diversos ambientes no hemisfrio Norte e patentes em cenrios de aquecimento global.

Fig. 2.11 Variao da precipitao mdia mensal em Portugal Continental. Anomalia entre os perodos (1971/2000) e (1941/70).

Distribuindo a precipitao de cada uma das estaes do ano nos perodos 1941-1970 e 1971-2000 por classes, possvel calcular a frequncia com que essas classes ocorreram nos dois perodos (Fig. 2.12). No caso do Inverno, no perodo 1971-2000, a precipitao distribuda por mais classes, aparecendo duas classes adicionais (superior a 700mm e inferior a 100mm) em relao ao perodo 1941-1970. Isto significa que no Inverno a variabilidade interanual da precipitao aumentou no ltimo perodo, com ocorrncia tanto de Invernos mais secos como mais chuvosos. Na Primavera observou-se um decrscimo acentuado das classes mais elevadas de precipitao (acima de 300mm) no perodo mais recente, com uma concentrao da distribuio num pequeno nmero de classes. Por outro lado, no fim do sc. XX, as classes de menor precipitao sofreram um aumento significativo de frequncia, o que novamente vem pr em relevo a perda substancial de precipitao que tem vindo a ocorrer na Primavera. Os histogramas de Vero tambm apresentam variaes importantes entre os dois perodos considerados. Embora a precipitao total no varie significativamente entre os dois perodos, observa-se um aumento da frequncia de Veres muito secos e a ocorrncia de alguns Veres relativamente hmidos (com precipitao acima dos 150mm), o que implica um aumento da variabilidade interanual do Vero. No Outono, os histogramas para os perodos 1941-1970 e 1971-2000 no apresentam diferenas significativas, ocorrendo uma redistribuio da precipitao entre as diferentes classes.

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Fig. 2.12 Histogramas da precipitao sazonal em Portugal Continental nos perodos 1941/1970 e 1971/2000. Classes de precipitao em mm.

A Oscilao do Atlntico NorteA oscilao do Atlntico Norte, designada por NAO (North Atlantic Oscillation), constitui um dos modos principais de variabilidade lenta da atmosfera que afecta o clima de Portugal. O ndice NAO foi inicialmente proposto por Walker (1924) como a diferena de presso entre os Aores e a Islndia. Recentemente, outros autores (Jones et al., 1997a; Osborn et al., 1999) tm vindo igualmente a utilizar como ndice NAO a diferena de presso entre Lisboa e a Islndia ou entre Gibraltar e a Islndia. O ndice NAO est relacionado com a intensidade do vento de Oeste no Atlntico Norte. A NAO pode ser interpretada em termos de uma troca meridional em larga escala de massa atmosfrica (van Loon e Rogers, 1978) ou como a oscilao de larga escala de uma configurao do campo da anomalia da presso (Wallace e Gutzler, 1981), e nas ltimas dcadas tem estado fortemente correlacionada com a precipitao e temperatura mdias de certas regies da Europa (Hurrel, 1995; Hurrel e van Loon, 1997; Trigo et al., 2002). No caso da Pennsula Ibrica, a tendncia da NAO no ms de Maro encontra-se negativamente correlacionada com a tendncia da precipitao observada nesse ms (Zhang et al., 1997). A correlao entre o ndice NAO e a precipitao de Inverno na parte Oeste da Pennsula pode ser entendida como uma consequncia da precipitao nesta zona ser em grande parte de origem frontal e depender fortemente da trajectria das depresses no Atlntico Norte. As observaes indicam que, a valores baixos do ndice NAO esto associadas quantidades de precipitao acima da mdia em Portugal, enquanto valores elevados deste ndice correspondem a quantidades de precipitao abaixo da mdia (Trigo et al., 2002). O impacto da NAO sobre regies ocenicas e continentais claramente identificado nos campos da reanlise do NCEP/NCAR. A distribuio espacial da correlao da NAO (calculada como a diferena de presso entre Gibraltar e a Islndia) com a precipitao e o campo da presso pode ser inferida da anlise da Fig. 2.13. Para a construo da Fig. 2.13 definiram-se os compsitos sazonais com NAO elevada (NAO baixa) como contendo todos os Invernos (com Maro includo, mdia dos valores em DJFM) com ndice NAO>0.5 (0.5 e NAO0.5; (c) Histograma da precipitao mensal de Inverno (DJFM) para o compsito com NAO20C) (escala da direita) e nmero de dias de Vero (Tmax>25C) (escala da esquerda) em Lisboa/Geofsico e respectivos ajustes lineares utilizando os anos propostos por Karl et al. (2000). Tendncias apresentadas em dias por dcada.

A srie anual de noites tropicais apresenta uma tendncia quase nula at 1975, altura a partir da qual experimenta um aumento a uma taxa de +4.2 dias/dcada, em consonncia com o aumento observado da temperatura mnima neste perodo, neste caso essencialmente da temperatura mnima de Vero. Este indicador passou em Lisboa de uma mdia de 7 noites/ano na dcada de 1970, para aproximadamente 20 noites/ano no fim da dcada de 1990. No entanto, os dois ltimos anos da srie apresentam menos noites tropicais que os anos anteriores e 2002 possuiu o menor nmero de noites tropicais em Lisboa (6) dos ltimos 25 anos, verificando-se que a srie anual de noites tropicais deixou de ter uma tendncia crescente a partir da dcada de 1990. De facto, um ajustamento de segmentos contnuos de recta impondo apenas a condio de um intervalo mnimo de 15 anos e a obrigatoriedade de mudana de sinal de declive (no representado na Fig. 2.16) faz aparecer a partir de 1987 uma tendncia negativa de 1.2 dias/dcada. Em contrapartida, a tendncia entre 1972 e 1987 passaria a ser de +7.8 dias/dcada, muito superior aos +4.2 dias/dcada representados na Fig. 2.16. A srie anual de dias de Vero em Lisboa tem um comportamento diferente da srie de noites tropicais, apresentando os valores mais elevados na dcada de 1940 (acima de 120 dias/ano). A tendncia desta srie negativa desde 1945 at 1975 (-7.5 dias/dcada), perodo aps o qual o nmero de dias de Vero comeou a aumentar a uma taxa de +3.9 dias/dcada, atingindo um mximo de 115 dias em 1995. Os valores extremos de temperatura observados no Vero de 2003 no esto includos na srie estudada. O valor mais elevado da tendncia do nmero de noites tropicais a partir de 1975, quando comparado com o valor da tendncia do nmero de dias de Vero, uma consequncia directa de, em Lisboa, a tendncia da temperatura mnima neste perodo ser maior do que a tendncia da temperatura mxima (Fig. 2.7). No que se refere ao ndice de durao de ondas de calor para Lisboa (apresentado em Miranda et al., 2002) detecta-se uma ligeira subida a partir de meados da dcada de 1970. O fraco crescimento deste ndice devido localizao litoral da estao de Lisboa, visto que nas estaes interiores de Bragana e Beja, a tendncia do HWDI claramente positiva a partir da dcada de 1970, atingindo nalguns anos da dcada de 1990 valores superiores a 30 dias/ano. Uma anlise de sries anuais dos 3 ndices de precipitao CDD, R10 e R5D, em que CDD o nmero mximo de dias secos consecutivos (precipitao < 1mm), R10 o nmero de dias com precipitao superior ou igual a 10mm e R5D corresponde precipitao mxima acumulada em 5 dias consecutivos, permitiu concluir que estes ndices de precipitao para as estaes de Bragana, Beja e Lisboa no apresentam tendncias claras no perodo 1941-1999. No entanto o ndice de seca PDSI (Palmer Drought Severity Index Palmer, 1965), que combina os efeitos da temperatura e precipitao, sofre alteraes significativas no sc. XX, principalmente nas estaes do Sul de Portugal Continental (Pires, 2003). O PDSI mede o efeito

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acumulado da anomalia da chuva mensal em relao chuva mdia climatolgica que seria apropriada para manter um crescimento normal das plantas. Sries mensais deste ndice revelam que, nas estaes de Lisboa, vora e Beja, os episdios de seca foram mais frequentes e mais severos desde a dcada de 1980. Por outro lado, igualmente nas dcadas de 1980 e 1990 que, de acordo com a definio do PDSI, ocorreram os episdios de chuva mais intensa em Lisboa, vora e Beja. A Fig. 2.17 apresenta a evoluo decadal (entre 1961 e 2000) da distribuio do ndice PDSI (ver Tabela 2.1) em Portugal Continental, nos meses de Fevereiro a Abril, em que se observou, nas duas ltimas dcadas do sc. XX, uma intensificao da frequncia de secas.

Tabela 2.1 ndice de seca PDSIPDSI 0.5 1 0 0.5 -0.5 0 -1 -0.5 -1.5 -1 -2 -1.5 -2.5 -2 Descrio Chuva ligeira Normal Nornal (seca) Seca ligeira Seca fraca Seca fraca a Seca moderada

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Fig. 2.17 Distribuio do PDSI em Portugal. Mdias das dcadas de 1961-70, 1971-1980, 1981-1990 e 1991-2000 (da esquerda para a direita), para os meses de Fevereiro, Maro e Abril (de cima para baixo). Clculo efectuado por Pires (2004).

2.2.2

Aores

O arquiplago dos Aores localiza-se no Atlntico Norte entre as latitudes de 36 45N e 39 43N e as longitudes de 24 45W e 31 17W, distando o extremo mais oriental cerca de 1400 km da costa ocidental de Portugal Continental. O arquiplago constitudo por 9 ilhas, que, no seu conjunto, ocupam uma rea de 2352 km2 e esto distribudas por trs grupos: Oriental (Ilhas de S. Miguel e Santa Maria), Central (Ilhas Terceira, Graciosa, S. Jorge, Pico e Faial) e Ocidental (Ilhas das Flores e Corvo). As ilhas esto dispostas, mais em longitude do que em latitude, ao longo de cerca de 700 km. Encontra-se um largo espectro de reas entre as Ilhas dos Aores, variando entre os 759 km2 de S. Miguel e apenas 17 km2 no caso da Ilha do Corvo. Em relao altitude, a ilha mais baixa (Graciosa) tem um mximo de elevao de 402 m, enquanto o ponto mais alto dos Aores se situa na Ilha do Pico com 2351m, constituindo o ponto mais alto de Portugal. Como ilhas de origem vulcnica que fazem parte da dorsal Atlntica, os Aores so relativamente recentes, tendo a ilha mais antiga (Santa Maria) 6 milhes de anos, enquanto que a parte mais recente da ilha do Pico tem apenas 40 mil anos (Fraud et al., 1980). Presentemente regista-se actividade vulcnica, manifestada pela existncia de fumarolas e nascentes de gua quente em vrias ilhas do arquiplago e pela presena de diversos vulces activos. A origem vulcnica das

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ilhas influencia fortemente a forma da topografia, observando-se com frequncia grandes cones vulcnicos e caldeiras resultantes do desabamento do topo de antigos cones. Um dos factores primordiais que determina o clima dos Aores a sua localizao geogrfica no Centro do Atlntico Norte, na zona de altas presses subtropicais (anticiclone dos Aores). Situando-se numa zona de transio entre massas de ar tropical e polar, os Aores esto frequentemente na trajectria de sistemas depressionrios associados a superfcies frontais que atravessam o Atlntico. Como o arquiplago se situa longe das zonas continentais, o clima fortemente moderado pelo oceano em termos de temperatura, sendo o territrio atravessado por massas de ar com grande teor de humidade. H ainda que referir a importncia que a corrente ocenica quente do Golfo tem na moderao do clima dos Aores. Embora o seu trajecto principal atravesse regies a Norte dos Aores, os meandros desta corrente que atingem a latitude dos Aores impedem a incurso de guas mais frias provenientes de Norte, para alm de constiturem uma fonte de energia que o oceano transfere para a atmosfera sob a forma de calor latente e sensvel (Azevedo, 1996). escala regional o clima dos Aores influenciado pela orografia e orientao do relevo de cada ilha, para alm da influncia recproca entre ilhas mais prximas, como no caso do Pico, S. Jorge e Faial (Azevedo, 1996). O clima dos Aores classifica-se como um clima temperado hmido, com uma estao predominantemente chuvosa entre Setembro e Maro, que caracterizada pela passagem frequente de perturbaes depressionrias associadas frente polar, e uma estao menos chuvosa nos restantes meses em que predomina a influncia do anticiclone dos Aores. Neste trabalho escolheram-se para casos de estudo a ilha de S. Miguel, a mais populosa e com maior rea, localizada no grupo Oriental, e a ilha da Terceira localizada no grupo Central. A escolha destas ilhas foi condicionada pelo facto de serem as que tm uma rede observacional mais densa.

2.2.2.1 Climatologia 1961-1990 da Ilha de S. MiguelSituada aproximadamente latitude de 37 50N, e centrada na longitude aproximada de 25 30W, a Ilha de S. Miguel est a Norte da Ilha de S. Maria que, conjuntamente com ela, constitui o grupo Oriental. S. Miguel a maior ilha do arquiplago e possui uma forma alongada na direco longitudinal, sendo constituda por dois conjuntos montanhosos separados por uma faixa de terreno de baixa altitude (Fig. 2.18). A zona montanhosa ocidental da ilha, com altitude mxima prxima dos 800 m, contm a Caldeira das Sete Cidades. O macio montanhoso que se estende ao longo da zona central e oriental da ilha tem como ponto mais alto o Pico da Vara com uma elevao de 1108m. No lado Sul deste macio encontram-se as Caldeiras das Furnas e da Povoao. S. Miguel tem uma extenso longitudinal de 63 km e uma largura mxima de 15.5 km.

Fig. 2.18 Orografia da Ilha de S. Miguel e localizao das estaes climatolgicas e postos udomtricos (IM).

Devido ao reduzido nmero de estaes de observao meteorolgica e complexidade do relevo das ilhas dos Aores e Madeira, optou-se por apresentar uma distribuio espacial da temperatura e da precipitao na normal climtica 1961-1990 que no resulta apenas da interpolao espacial entre os dados das observaes nas diversas estaes, mas que inclui o efeito da topografia. Assim, o campo da temperatura e da precipitao, num qualquer ponto do domnio espacial que no coincida com um ponto de observao, foi calculado por regresso linear, entre a altitude e a varivel climatolgica em questo, temperatura ou

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precipitao, ao qual se adicionou um campo residual que resulta da interpolao da diferena entre os valores observados e os resultados da regresso linear, nos pontos de observao. Os diversos mapas climatolgicos das ilhas no perodo 1961-1990 apresentados neste trabalho foram produzidos usando o Sistema de Informao Geogrfica ArcView 8.1. Esta metodologia actualmente utilizada no Instituto de Meteorologia. Na Fig. 2.19 apresentam-se trs distribuies espaciais de temperatura: mdia anual, mnima no Inverno e mxima no Vero no perodo 1961-1990 em S. Miguel. Observa-se que a temperatura mdia anual varia entre 9C no Pico da Vara e 17C junto orla costeira. A mdia da temperatura mnima no Inverno desce abaixo dos 5C nas zonas mais elevadas, e ultrapassa os 11C nas zonas litorais de menor elevao. Quanto mdia das temperaturas mximas no Vero, o valor mnimo (16C) novamente atingido nos pontos mais altos da ilha, enquanto o valor mximo (24C) ocorre na regio litoral.

Fig. 2.19 Distribuio de temperatura na Ilha de S. Miguel: (a) Mdia anual; (b) Mdia da temperatura mnima em DJF; (c) Mdia da temperatura mxima em JJA. Dados de observaes 1961-1990.

As distribuies da precipitao acumulada anual e nos meses de Inverno e Vero so apresentadas na Fig. 2.20. Nas zonas de altitude mais elevada, a precipitao anual superior a 3000 mm, podendo atingir valores prximos dos 3800 mm no Pico da Vara. Na costa litoral de menor elevao a precipitao anual acumulada desce abaixo dos 1000 mm. No Inverno a precipitao acumulada varia entre 300 mm e 1200 mm, enquanto no Vero a gama de variao entre 100 e 400 mm. O clima de S. Miguel , em geral, mais chuvoso do que o de Portugal Continental (Fig. 2.4 e Fig. 2.5), sendo as quantidades de precipitao comparveis s que ocorrem no Minho.

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Fig. 2.20 Precipitao mdia acumulada na Ilha de S. Miguel: (a) Anual; (b) DJF; (c) JJA. Dados de observaes 1961-1990.

Em relao a outros indicadores de temperatura (no apresentados), os dias de Vero (com temperatura mxima superior a 25C) s ocorrem em mdia nas zonas costeiras com altitude baixa, onde podem ultrapassar 20 dias/ano. O interior da ilha encontra-se a altitudes demasiado elevadas para a ocorrncia de dias de Vero. Do mesmo modo, devido influncia moderadora do oceano a altitude, s ocorrem noites tropicais (temperatura mnima superior a 20C) nas zonas costeiras, especialmente na parte Oeste da ilha, com um mximo cerca de 10 noites/ano. A distribuio do nmero mdio anual de dias com precipitao e de dias com precipitao intensa (acima de 10mm/dia) (Fig. 2.21) muito condicionada pelo relevo. Em praticamente toda a ilha o nmero de dias por ano com precipitao superior a 180, valor que sobe at aos 240 nas regies altas. Nas regies onde chovem mais de 220 dias por ano, mais de 70 so com precipitao acima de 10mm. Apenas na costa Sul e Norte de S. Miguel ocorrem menos de 30 dias por ano com precipitao intensa.

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Fig. 2.21 Nmero de dias por ano com: (a) precipitao superior a 2.1 mm (b) precipitao superior a 10 mm. Dados de observaes 1961-1990.

2.2.2.2 Tendncias climticas na Ilha de S. MiguelA estao meteorolgica de Ponta Delgada (S. Miguel), actualmente situada no observatrio Afonso Chaves, funcionou entre 1865 e 1936 no terrao do Liceu de Ponta Delgada, com uma elevao em relao ao solo de 21.5 m, tendo sido mudada no ltimo ano desse perodo para as actuais instalaes onde ficou com a elevao padro de 1.5 m. Os efeitos dessa mudana de local, com a consequente descida de 20 m na distncia ao solo, traduziram-se num salto dos valores da temperatura, facilmente reconhecvel na srie das mdias anuais da temperatura mxima mensal (Fig. 2.22). Situaes semelhantes foram observadas nas estaes de Lisboa e de Beja, em 1941, tendo sido proposto, com base numa comparao com as observaes em outras estaes de Portugal Continental, efectuar correces da temperatura mxima anterior ao ano em causa de +0.9 e +0.5 C, respectivamente (Miranda et al., 2002). No caso das observaes em Ponta Delgada, no possvel recorrer a estaes prximas para optimizar o valor da correco a aplicar. Assim, usando as sries originais e os pontos de inverso das tendncias obtidos para as sries anteriores a 1937, procurou-se o valor do salto em 1937 que minimizasse a soma dos resduos quadrticos, semelhana do mtodo utilizado para os casos de Lisboa e Beja (Tom et al., 2002). O valor obtido foi de +1.5 C para a temperatura mxima e de +0.4 C para a temperatura mnima (igualmente representada na Fig. 2.22) de Ponta Delgada, traduzindo-se em redues de 42.5% e de 1.8% nos correspondentes resduos mdios quadrticos. Uma anlise com sries aleatrias mostra, no entanto, que melhorias do resduo mdio quadrtico inferiores a 10% tm pouco significado estatstico pelo que se estima que a correco a fazer aos dados da temperatura mxima em Ponta Delgada anteriores a 1937 se situa no intervalo de +0.9C (melhoria de 11%) a +1.5C (melhoria de 42.5%). Na falta de melhor informao, optouse pela correco intermdia de +1.2C. No caso da temperatura mnima, pelas razes apontadas, no se prope qualquer correco. A srie corrigida da temperatura mxima de Ponta Delgada, obtida pela adio de +1.2C nos anos anteriores a 1937, e os segmentos de recta ajustados a esta srie esto representados na Fig. 2.22. Nesta figura apresentam-se ainda os ajustes lineares curva da temperatura mnima, que no foi corrigida. Os ajustes lineares foram calculados para os anos de 1910, 1945 e 1975 propostos por Karl et al. (2000), para os quais se apresentam os valores das tendncias. Foram ainda ajustados segmentos de recta s temperaturas mxima corrigida e mnima utilizando o mtodo de Tom e Miranda (2004) que determina, de forma optimizada, os pontos de inverso das tendncias adequados para estas sries.

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Fig. 2.22 Evoluo da mdia anual das temperaturas mxima e mnima em Ponta Delgada (preto) e Nordela (vermelho) situadas na ilha de S. Miguel. Grfico superior: temperatura mxima observada no corrigida (curva preta a tracejado) e corrigida em +1.2C (curva preta a cheio) em Ponta Delgada. Em ambos os grficos se representam para Ponta Delgada os ajustes lineares calculados com os anos 1910, 1945 e 1975 propostos por Karl et al. (2000) (segmentos de recta a cheio) e com anos mveis (Tom e Miranda, 2004) (segmentos de recta a tracejado). Para a estao da Nordela apresentam-se apenas os ajustes lineares com o ano fixo de 1975. Os valores das tendncias correspondem aos ajustes lineares calculados com os anos 1910, 1945 e 1975.

Utilizando os anos de 1910, 1945 e 1975 como anos de inverso das tendncias, na temperatura mxima corrigida detectam-se a partir de 1910, tal como no continente, dois perodos de aquecimento separados por um de arrefecimento. No entanto, no ltimo perodo de aquecimento (a partir de 1975) a tendncia encontrada para Ponta Delgada apenas de +2.12C/dcada. De facto, o mesmo mtodo de ajuste por segmentos mveis indica a possibilidade de um perodo final de diminuio da temperatura mxima, desde 1986, na estao de Ponta Delgada, responsvel pela baixa taxa de aquecimento mdio no perodo 19752002. Para verificar se este comportamento era representativo da ilha de S. Miguel, analisaram-se as sries de temperaturas da Nordela (igualmente representadas na Fig. 2.22, a vermelho) e verificou-se que nesta estao meteorolgica a temperatura mxima tem vindo a aumentar a uma taxa de +0.37C/dcada desde 1975, valor bastante superior ao encontrado para Ponta Delgada (+2.12C), no se observando uma inverso da tendncia em 1986. Foram igualmente inspeccionados os registos de temperatura da ilha de Santa Maria a partir do ano de 1949, no se tendo obtido uma tendncia negativa da temperatura mxima no fim do sc. XX. Sugere-se que estes resultados evidenciam uma perda de representatividade da estao de Ponta Delgada, devida alterao observada no seu enquadramento urbano prximo. No que se refere temperatura mnima, o ajuste por segmentos entre os anos de mudana de tendncia escala global no parece apropriado na primeira metade do sculo. Este desajuste no parece ser resultado da mudana da estao em 1937, pois o mtodo de ajuste de tendncias por troos localiza um ponto de mudana para a temperatura mnima em 1927. No perodo 1976-2002, a tendncia da temperatura mnima encontrada com o mtodo dos anos mveis (+0.60C/dcada) praticamente igual calculada com anos fixos (+0.59C/dcada) e tambm muito prxima da obtida para a estao da Nordela (+0.63C/dcada). A tendncia mdia para todo o perodo (1900-2002) da temperatura mnima de Ponta Delgada foi de +0.082C/dcada. O campo da precipitao apresenta, devido sua natureza, um comportamento mais irregular do que os campos da temperatura. Essa irregularidade rpida no impede a existncia de variaes de longo perodo, traduzidas por perodos relativamente prolongados de aumento e diminuio da precipitao.

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600

DJF400

200 600

SON

400

mm

200

JJA

200

mm

400

MAM

0

200

0

1900

1920

1940

1960

1980

2000

Ano

Fig. 2.23 Evoluo da precipitao sazonal em Ponta Delgada (S. Miguel). Rectas a tracejado indicam a mdia no perodo 1961-1990.

Assim, para a estao de Inverno observa-se um aumento de precipitao entre 1915 e 1963 (+43.7 mm/dcada) seguida de um decrscimo at 1982 de -49.7 mm/dcada e de uma ligeira recuperao de +9.2 mm/dcada at 2001. Na totalidade do perodo considerado, a precipitao de Inverno sofreu um aumento de +17 mm/dcada. No cmputo de todo o perodo da srie, a tendncia ainda positiva (+6.1 mm/dcada), graas ao valor elevado da tendncia no perodo 1923-1952. A evoluo da precipitao no Inverno est claramente correlacionada com a tendncia do ndice NAO (Fig. 2.14), observando-se diminuio da precipitao quando ocorre aumento da intensidade da NAO. Quando se comparam os valores mdios mensais entre dois dos ltimos perodos de 30 anos, 1941-1970 e 1971-2000 (Fig. 2.24), verifica-se que o ltimo destes perodos menos chuvoso que o primeiro nos trs primeiros meses do ano, mas mais chuvoso nos meses de Agosto, Setembro e Dezembro. Na mdia anual, o ltimo destes dois perodos de 30 anos ligeiramente menos chuvoso do que o primeiro.

Fig. 2.24 Variao da precipitao mdia mensal em Ponta Delgada (S. Miguel). Anomalia da precipitao mensal entre os perodos (1971/2000) e (1941/70).

Na Fig. 2.25 apresentam-se os valores mdios da precipitao anual e respectivos desvios padro para os dois perodos de trinta anos em estudo (painel da esquerda), assim como os valores mdios da precipitao sazonal (painel central) e os respectivos desvios padro (painel da direita), no se revelando diferenas significativas entre os valores da normal 1941-1970 e da normal 1971-2000. Em mdia, observa-se uma pequena diminuio da precipitao anual, resultado j obtido atravs da anlise da figura anterior, e um aumento insignificante do desvio padro. Em termos sazonais a diferenas mais notrias so uma menor

mm

mm

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precipitao no Inverno e Primavera na normal 1971-2000 e um maior desvio padro durante o Outono na normal 1941-1970.

Fig. 2.25 (a) Mdia e desvio padro da precipitao anual; (b) Mdia sazonal da precipitao; (c) Desvio padro sazonal da precipitao em Ponta Delgada (S. Miguel) nos perodos (1971/2000) e (1941/70).

Nos quatro painis da Fig. 2.26 apresentam-se histogramas da precipitao sazonal distribuda por 8 classes de precipitao acumulada. As diferenas entre a normal 1941-1970 e a normal 1971-2000 so mais salientes do que na Fig. 2.25. As maiores diferenas ocorrem, como seria de esperar pelo resultado do desvio padro (Fig. 2.25c), no Outono. Nos anos entre 1941 e 1970 ocorreram Outonos muito secos com precipitaes acumuladas inferiores 200 mm o que no aconteceu entre 1971 e 2000. Por outro lado, o nmero de Outonos mais chuvosos, com precipitao acumulada entre os 350 e os 450 mm, foi tambm muito superior na normal 1941-1970. Nas outras estaes do ano a diferena mais relevante a existncia no perodo 1971-2000 de algumas Primaveras e alguns Veres muito chuvosos, com precipitaes acumuladas superiores a 400 mm e a 200 mm, respectivamente, o que no aconteceu no perodo 1941-1970.

Fig. 2.26 Histogramas da precipitao sazonal em Ponta Delgada (S. Miguel) nos perodos 1941/1970 e 1971/2000. Classes de precipitao em mm.

A Fig. 2.27 apresenta a evoluo do nmero de noites tropicais e de dias de Vero em Ponta Delgada no perodo 1970-2002. Observa-se em ambas as sries uma tendncia uniforme de aumento, apesar da variabilidade interanual que apresentam. As noites tropicais tm uma tendncia de aumento de +10.7 dias/dcada, enquanto os dias de Vero aumentaram a uma taxa semelhante de +11 dias/dcada.

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Fig. 2.27 Evoluo do nmero anual de noites tropicais (Tmin>20C) e do nmero de dias de Vero (Tmax>25C) em Ponta Delgada (S. Miguel) e respectivos ajustes lineares utilizando os anos propostos por Karl et al. (2000).

2.2.2.3 Climatologia 1961-1990 da Ilha TerceiraA Ilha Terceira, com uma rea de 401.6 km2, tem uma forma aproximadamente elptica e encontra-se centrada na longitude de 27 10W e latitude de 38 40N, sendo a ilha mais oriental do grupo Central. O ponto mais alto da ilha (1021 m) situa-se no cume da serra de Santa Brbara (Fig. 2.28). A ilha tem cerca de 29 km de comprimento e 17 km de largura.

Fig. 2.28 Orografia da Ilha Terceira e localizao das estaes climatolgicas e postos udomtricos (IM).

As distribuies da temperatura mdia anual, mnima no Inverno e mxima no Vero so apresentadas na Fig. 2.29. A temperatura mdia anual na Ilha Terceira varia entre 9-10C no cume da serra de Santa Brbara e cerca de 17C junto costa. Por seu lado, a temperatura mnima de Inverno varia entre 4C e 12C, enquanto a temperatura mxima de Vero no desce abaixo dos 14C e atinge um mximo de 23C. Estes valores so comparveis aos observados em S. Miguel.

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Fig. 2.29 Distribuio de temperatura na Ilha Terceira: (a) Mdia anual; (b) Mdia da temperatura mnima em DJF; (c) Mdia da temperatura mxima em JJA. Dados de observaes 1961-1990.

A ilha Terceira no entanto um pouco menos chuvosa que S. Miguel, visto que a precipitao mdia anual (Fig. 2.30a) no ultrapassa 3400 mm no cume da Serra de S. Brbara, embora na quase totalidade da ilha a precipitao seja superior a 1000 mm/ano (tal como em S. Miguel). No Inverno a precipitao acumulada (Fig. 2.30b) superior a 300 mm em toda a ilha e chega aos 1000 mm nos pontos mais altos. O Vero (Fig. 2.30c) caracterizado por precipitaes acumuladas entre 100 mm junto costa e valores superiores a 400 mm no cume de Santa Brbara.

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Fig. 2.30 Precipitao mdia acumulada na Ilha Terceira: (a) Anual; (b) DJF; (c) JJA. Dados de observaes 19611990.

Na ilha Terceira ocorrem at 30 dias de Vero e at 15 noites tropicais por ano (mapas no apresentados), novamente valores comparveis aos observados para S. Miguel, abrangendo no entanto uma rea mais significativa, dada a maior rea de baixa altitude, junto costa. A distribuio espacial do nmero de dias com precipitao apresentada na Fig. 2.31a. Da observao desta figura constata-se que se registaram em mdia entre 140 a 240 dias com precipitao na Terceira, sendo o Sul da ilha a zona que tem menos dias com precipitao. Nas zonas costeiras, as Lajes destacam-se com 220 dias/ano de precipitao, valor superior s demais regies costeiras. Este nmero mais elevado de dias com precipitao no implica uma maior precipitao acumulada, porque apenas 20 ou menos dias por ano so de precipitao intensa (Fig. 2.31b). Como termo de comparao deve realar-se que nas zonas mais elevadas do interior da ilha ocorrem mais de 100 dias por ano com precipitao superior a 10 mm.

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Fig. 2.31 Nmero de dias por ano com: (a) precipitao superior a 2.1 mm/dia (b) precipitao superior a 10 mm/dia. Dados de observaes 1961-1990.

2.2.2.4 Tendncias climticas na Ilha TerceiraNa Fig. 2.32 esto representadas as sries de temperatura mxima e mnima em Angra do Herosmo para o perodo 1900-2002. Esto ainda representados os ajustes lineares calculados utilizando os anos de 1910, 1945 e 1975 (Karl et al., 2000), e calculados pelo mtodo de Tom e Miranda (2004) com anos mveis. Segundo este mtodo, a temperatura mxima de Angra do Herosmo apresenta dois anos de mudana de tendncia, 1932 e 1963. Com os anos propostos por Karl et al. (2000), os ajustes no parecem to adequados, obtendo-se aps 1975 uma tendncia de +0.46C/dcada, um pouco mais elevada do que a obtida considerando 1963 como o ltimo ano de inverso da tendncia da temperatura mxima. A tendncia mdia desta grandeza para todo o perodo foi de +0.049C/dcada. No caso da temperatura mnima, observou-se uma tendncia de +0.36C/dcada no perodo aps 1975. Apesar da amplitude trmica sofrer variaes ao longo dos 102 anos das sries apresentadas, a tendncia mdia praticamente nula.

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Fig. 2.32 Evoluo da mdia anual das temperaturas mxima e mnima em Angra do Herosmo (Terceira). Sobrepostos esto os ajustes lineares s curvas calculados com os anos de mudana das tendncias de Karl et al. (2000) (1910, 1945 e 1975 - rectas a cheio) e com anos mveis calculados segundo o mtodo de Tom e Miranda (2004) (rectas a tracejado). Apresentam-se ainda os valores das tendncias para os perodos 1910-1945, 1946-1975 e 19762002.

As sries sazonais da precipitao acumulada em Angra do Herosmo para o perodo 1901-1994 so apresentadas na Fig. 2.33. A srie da precipitao acumulada na Primavera apresenta comportamentos diferentes antes e depois do ano de 1941, com a amplitude da variao interanual a ser claramente maior aps 1941. A precipitao no Inverno e, de modo menos claro, a do Outono apresentam indcios de oscilaes interdecadais, que podem ser analisadas pelo mtodo do ajuste de segmentos contnuos. A tendncia mdia para todo o perodo da precipitao de Inverno foi negativa e igual a 7.3 mm/dcada. O resultado mais relevante parece ser o decrscimo consistente da precipitao acumulada, de 1968 a 1993, a uma taxa mdia de -52 mm/dcada Esta tendncia negativa da precipitao de Inverno est claramente correlacionada com o aumento sistemtico da NAO no mesmo perodo (Fig. 2.14).

Fig. 2.33 Evoluo da precipitao sazonal em Angra do Herosmo (Terceira). Rectas a tracejado indicam a mdia no perodo 1961-1990.

Uma comparao entre as normais climticas 1961-1990 e 1931-1960 (no apresentada) permite concluir que no existem diferenas assinalveis entre os valores mdios sazonais da precipitao nesses perodos. No

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que diz respeito ao desvio padro, observa-se para a estao de Inverno um maior desvio padro nos anos 1961-1990, enquanto que no Outono o desvio padro superior no perodo 1931-1960. Esse facto est essencialmente associado a um incremento do nmero de Invernos muito hmidos (600-700mm), e a uma diminuio da frequncia de Outonos mais chuvosos (>450 mm). A Fig. 2.34 apresenta a evoluo do nmero de noites tropicais e de dias de Vero em Angra do Herosmo no perodo 1970-2002. Observa-se uma tendncia uniforme de aumento nestes dois ndices. As noites tropicais apresentaram uma tendncia de aumento de +8.2 dias/dcada e os dias de Vero aumentaram a uma taxa semelhante de +8.3 dias/dcada.

Fig. 2.34 Evoluo do nmero anual de noites tropicais e do nmero de dias de Vero em Angra do Herosmo (Terceira).

2.2.3

Madeira

A cerca de 1000 km a Sudoeste de Lisboa, no Oceano Atlntico, encontra-se o Arquiplago da Madeira, de origem vulcnica e constitudo pelas ilhas da Madeira, Porto Santo, Desertas e Selvagens. As ilhas da Madeira, com 740 km2 de rea, e de Porto Santo (43 km2) so as maiores ilhas do arquiplago. A ilha da Madeira, centrada na latitude de 32 45N e na longitude 17 00W, possui uma orografia bastante acidentada (Fig. 2.35), dominada no centro da ilha por montanhas de grande elevao, separadas por ravinas profundas. Na parte Oriental das formaes de maior altitude encontram-se os pontos mais altos da ilha, Pico Ruivo (1862 m) e Pico do Areeiro (1818 m), enquanto na parte ocidental se ergue o Planalto do Pal acima dos 1400 m. Localizada a cerca de 40 km a Nordeste da Madeira, a ilha de Porto Santo apresenta uma orografia bastante mais suave, tendo o ponto mais alto pouco mais que 500 m de altitude.

Fig. 2.35 Orografia da Ilha da Madeira e localizao das estaes climatolgicas e postos udomtricos (IM).

O Arquiplago da Madeira situa-se na regio subtropical, sendo caracterizado por um clima ameno, tanto no Inverno como no Vero, excepto nas zonas mais elevadas onde se observam temperaturas mais baixas. No

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Inverno, alguns sistemas depressionrios que atravessam o Atlntico descem at latitude da Madeira, observando-se igualmente a formao de depresses entre o arquiplago e Portugal Continental, que podem provocar precipitao abundante. No Vero verifica-se uma predominncia de ventos do quadrante Norte que esto associados ao ramo Leste do anticiclone dos Aores. O clima da Madeira foi descrito detalhadamente por Machado (1970). O relevo complexo da ilha da Madeira est na origem da existncia de muitos microclimas. Com efeito, em muitos pontos da ilha as encostas apresentam uma grande inclinao, o que origina uma alternncia entre zonas de sombra e zonas com exposio solar elevada. A topografia com altitudes muito elevadas favorece a ocorrncia de precipitao orogrfica, tornando algumas zonas da ilha muito hmidas e permitindo a existncia de recursos hdricos significativos. Em contraste, a Ilha do Porto Santo, afectada pelos mesmos sistemas meteorolgicos, muitssimo mais seca.

2.2.3.1 Climatologia 1961-1990Na Fig. 2.36 apresentam-se as temperaturas mdia anual, mnima no Inverno e mxima no Vero observadas na ilha da Madeira. A temperatura mdia anual na Madeira varia entre um mnimo de 8C nos picos mais elevados e 18-19C nas zonas costeiras. A regio do Funchal, situada numa bacia da costa Sul, a zona mais quente da ilha. No Inverno a mdia das temperaturas mnimas desce abaixo dos 4C nas regies elevadas. Junto da costa, a temperatura mnima no Inverno superior a 13C. No Vero observam-se em mdia 16C de temperatura mxima nos picos mais elevados e a mdia das temperaturas mximas superior a 23C nas zonas costeiras.

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Fig. 2.36 Distribuio de temperatura na Ilha da Madeira: (a) Mdia anual, (b) Mdia da temperatura mnima em DJF; (c) Mdia da temperatura mxima em JJA. Dados de observaes 1961-1990.

A precipitao anual acumulada na Madeira (Fig. 2.37a) atinge um mximo prximo dos 3400 mm nos picos mais elevados e mnima na bacia do Funchal (500 mm). Observa-se na distribuio da precipitao anual uma assimetria Norte-Sul, com bastante mais precipitao, mesma altitude na costa Norte.

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Fig. 2.37 Mdia da precipitao acumulada na Madeira: (a) Anual; (b) DJF; (c) JJA. Dados de observaes 19611990.

A assimetria Norte-Sul da distribuio da precipitao acumulada no to acentuada no Inverno (Fig. 2.37b) como no mapa anual, embora continue a ser uma das caractersticas significativas da distribuio espacial. Nas zonas mais altas, a precipitao de Inverno ultrapassa 1200 mm, enquanto nas regies do Funchal e do vale do Machico cerca de 300 mm. Nos meses de Vero (Fig. 2.37c) so observados cerca de 150 mm de precipitao nas zonas elevadas (mas no no Areeiro) e menos de 50 mm na costa Sul da ilha, sendo mais evidente a assimetria Norte-Sul na distribuio da precipitao nesta estao. O facto de chover mais na parte Norte da Madeira durante o Vero est claramente associado direco dominante do vento (Norte) nesta estao e ao facto de a precipitao ser essencialmente orogrfica. Os nmeros anuais de dias de Vero e de noites tropicais esto representados na Fig. 2.38. Apenas na encosta a Norte do pico do Areeiro e Pico Ruivo no se observaram dias de Vero. Na costa Sul, por outro lado, registam-se mais de 70 dias de Vero por ano. Tal como os dias de Vero, as noites tropicais ocorrem em praticamente toda a ilha da Madeira, atingindo valores superiores a 20 dias por ano na costa Leste.

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Fig. 2.38 Nmero de dias por ano na Madeira com (a) temperatura mxima superior a 25C (dias de Vero) (b) temperatura mnima superior a 20C (noites tropicais). Dados de observaes 1961-1990.

A assimetria Norte-Sul do nmero anual de dias com precipitao bem visvel na Fig. 2.39a. Com efeito, na regio do Funchal e noutros pontos da costa Sul ocorrem menos de 80 dias com precipitao por ano, enquanto na costa Norte se observam mais de 120 dias/ano. Por outro lado, na encosta Norte da ilha registam-se mais de 180 dias por ano com precipitao, dos quais mais de 60 so dias com precipitao elevada (superior a 10mm - Fig. 2.39b). O nmero mnimo de dias com precipitao elevada (20) ocorre na costa Sul.

Fig. 2.39 Nmero de dias por ano na Madeira com (a) precipitao superior a 2.1 mm/dia (b) precipitao superior a 10 mm/dia. Dados de observaes 1961-1990.

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2.2.3.2 Tendncias climticasAs sries das temperaturas mximas e mnimas do Funchal e do Porto Santo so apresentadas na Fig. 2.40, juntamente com os melhores ajustes lineares. Estes foram obtidos com os anos de inverso da tendncia global (1945 e 1975) e tambm pelo mtodo dos anos mveis, obtendo-se valores muito semelhantes no perodo mais recente. As sries apresentadas iniciam-se em 1921 no caso do Funchal e em 1940 no caso de Porto Santo.

Fig. 2.40 Evoluo da mdia anual das temperaturas mximas e mnimas: (a) Funchal, (b) Porto Santo.

Considerando os anos de inverso da tendncia de 1945 e 1975 na srie da temperatura mxima do Funchal, obtm-se tendncias positivas em todos os perodos, com especial destaque para o ltimo perodo que apresenta um aquecimento de +0.51C/dcada. A temperatura mnima no Funchal apresenta um comportamento mais irregular. A partir de 1975 a tendncia muito significativa (+0.72C/dcada), implicando uma diminuio da amplitude trmica diria. A tendncia mdia da temperatura mnima no Funchal para todo o perodo foi de +0.070C/dcada. Contrariamente ao Funchal, verifica-se no Porto Santo que os comportamentos das temperaturas mnima e mxima foram quase paralelos. No entanto, no perodo desde 1975 a temperatura mxima aumentou a uma taxa de +0.54C/dcada, enquanto a temperatura mnima cresceu a uma taxa mais baixa de +0.35C/dcada. De entre todas as estaes analisadas por Miranda et al. (2002) (apenas no continente) e no presente trabalho, Porto Santo e vora so as nicas cujo aumento da temperatura mnima no ltimo quartel do sc. XX inferior ao aumento da temperatura mxima, com um consequente aumento da amplitude trmica. Na Fig. 2.41 apresentam-se as sries sazonais da precipitao acumulada no Funchal de 1901 a 2000 e no Porto Santo de 1940 a 2000. Estas sries no parecem apresentar uma tendncia significativa de longo prazo, distribuindo-se em torno do valor mdio em 1961-1990. Contudo, uma anlise visual das sries, corroborada com a tcnica de anlise por troos j descrita, permite concluir que existe estrutura na variao interdecadal da precipitao, com perodos de menor intensidade de precipitao mdia e/ou de menor variabilidade interanual, especialmente no que se refere precipitao de Inverno. Contrariamente ao que se observa nos Aores e no continente, no parece existir uma correlao significativa entre a precipitao mdia observada e o ndice NAO (Fig. 2.14).

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Fig. 2.41 Evoluo da precipitao sazonal no Funchal (curvas a preto) e no Porto Santo (curvas a vermelho). Rectas a tracejado indicam a mdia no perodo 1961-1990.

Na Fig. 2.42 esto representadas as diferenas entre as precipitaes mdias mensais no perodo 1971-2000 e no perodo 1941-1970, para o Funchal e para o Porto Santo. Da anlise destas figuras constata-se que o sinal da anomalia nos meses em que h precipitao significativa o mesmo no Funchal e no Porto Santo, excepto nos meses de Janeiro e Outubro. De facto, em Janeiro a precipitao no Porto Santo foi menor no perodo 1971-2000, enquanto no Funchal choveu ligeiramente mais neste perodo, do que em 1941-1970. Contudo, esta menor precipitao em Janeiro no Porto Santo em relao ao Funchal , em parte, compensada por uma diminuio menor em Fevereiro. Saliente-se ainda que no ms de Dezembro se observa a maior anomalia positiva da precipitao, tanto no Funchal como no Porto Santo.

Fig. 2.42 Variao da precipitao mdia mensal no Funchal e no Porto Santo. Anomalia da precipitao mensal entre os perodos (1971/2000) e (1941/70).

Sazonalmente no se observam grandes diferenas entre Funchal e Porto Santo, como atestam as Fig. 2.43 e Fig. 2.44 que apresentam os valores mdios da precipitao anual e sazonal, juntamente com os respectivos desvios padro para estes locais de observaes. Da observao destas figuras facilmente se conclui que a variao da precipitao acumulada entre os anos 1941-1970 e 1971-2000, quer anual quer sazonal, para o Funchal e Porto Santo no muito relevante. Apesar da pouca relevncia da variao, curioso observar que no Funchal a precipitao anual e sazonal aumentou no ltimo perodo, enquanto a precipitao no Porto Santo diminuiu ligeiramente. O desvio padro na Primavera no Funchal em 1971-2000 muito superior ao desvio padro nos anos 1941-1970. Tal deve-se essencialmente ao facto de nos ltimos anos se terem observado no Funchal Primaveras mais chuvosas, com precipitao acumulada superior a 250 mm, 300 mm e 350 mm o que no aconteceu no perodo 1941-1970. No Outono do Funchal tambm se observam precipitaes acumuladas superiores a 400 mm no perodo 1971-2000, o que tambm no aconteceu nos anos 1941-1970. No entanto, o aumento do desvio padro no to acentuado como na Primavera porque, simultaneamente, no se observam, em 1971-2000, Outonos com precipitao acumulada entre 350 e 400 mm. Uma caracterstica a salientar ainda na distribuio por classes da precipitao sazonal do Funchal o aumento significativo do nmero de Veres sem chuva no ltimo perodo em relao ao anterior. Na distribuio da precipitao por classes no Porto Santo, o nico facto relevante a existncia de Outonos

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com precipitaes acumuladas superiores a 350 mm no perodo 1971-2000 e um nmero significativamente mais elevado de Veres com precipitao compreendida entre 10 e 20 mm durante os anos 1941-1970.

Fig. 2.43 (a) Mdia e desvio padro da precipitao anual; (b) Mdia sazonal da precipitao; (c) Desvio padro sazonal da precipitao no Funchal nos perodos (1971/2000) e (1941/70).

Fig. 2.44 Tal como a Fig. 2.43 mas para o Porto Santo.

Na Fig. 2.45 apresenta-se a evoluo temporal das noites tropicais e dias de Vero para o Funchal (painel da esquerda) e para Porto Santo (painel da direita). So tambm apresentados na mesma figura os segmentos de recta contnuos ajustados considerando 1975 como ano de mudana da tendncia. As noites tropicais do Funchal decrescem muito ligeiramente (-2.9 dias/dcada) at 1975, altura em que comeam a aumentar a uma taxa elevada de +18.7 dias/dcada. Por outro lado, os dias de Vero no Funchal decrescem a uma taxa de 4.2 dias/dcada at 1975, a que se segue um aumento a uma taxa, notvel, de +23.2 dias/dcada. No Porto Santo as noites tropicais decrescem a uma taxa de 3.4 dias/dcada at 1975, passando a aumentar a uma taxa de +11.4 dias/dcada a partir de 1975, enquanto os dias de Vero crescem em todo o perodo considerado a uma taxa praticamente uniforme, que de +11.4 dias/dcada a partir de 1975. Como facilmente se conclui, o aumento destes dois indicadores observados nas ltimas trs dcadas muito mais acentuado no Funchal do que no Porto Santo.

Fig. 2.45 Evoluo do nmero anual de noites tropicais e do nmero de dias de Vero: (a) Funchal, (b) Porto Santo.

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2.3 2.3.1

Cenrios Climticos Globais Cenrios de Emisses

A concentrao atmosfrica de CO2, principal responsvel pelo aumento do efeito de estufa, cresceu cerca de 31% desde 1750 at ao presente (IPCC WGI, 2001). A taxa de crescimento da concentrao de CO2 tem sido em mdia 0.4%/ano nas ltimas duas dcadas. No incio da revoluo industrial, a concentrao de CO2 era de 280 ppm, tendo-se mantido aproximadamente constante nos sculos anteriores. A presente concentrao de CO2 (cerca de 375 ppm) no foi excedida nos ltimos 420 000 anos e provavelmente tambm no foi excedida nos ltimos 20 milhes de anos (IPCC WGI, 2001). Simultaneamente, a concentrao de metano (CH4), o segundo gs com maior contribuio para o efeito de estufa, aumentou 151% desde 1750 e continua a aumentar, embora a uma taxa menor do que a registada na dcada de 1980. As concentraes de outros gases responsveis pelo efeito de estufa, N2O, ozono troposfrico e halocarbonetos ainda autorizados, continuam igualmente a aumentar. O foramento radiativo devido ao crescimento da concentrao destes gases desde 1750 at 2000 estima-se em +2.43 Wm-2, dos quais +1.46 Wm-2 provm directamente do aumento do CO2. O rpido incremento da concentrao dos gases com efeito de estufa, e a incerteza na sua evoluo futura, motivaram o IPCC (2001) concepo de um leque de cenrios de emisso para as prximas dcadas, tendo como base pressupostos demogrficos, econmicos, tecnolgicos e sociais. Estes cenrios, designados por SRES (Special Report on Emission Scenarios), foram muito recentemente utilizados em diversos modelos climticos acoplados (atmosfera-oceano) globais, para obter cenrios climticos para o sc. XXI. Os cenrios climticos servem por sua vez como dados de entrada para diversos estudos de impactos sectoriais, nos quais se engloba o presente trabalho. Os cenrios de emisses SRES vieram substituir os cenrios IS92, igualmente elaborados pelo IPCC (Leggett et al., 1992), que serviram de base a vrios estudos climticos e de impactos sectoriais, nos quais se incluiu a primeira fase do projecto SIAM (Santos et al., 2002). A primeira fase do SIAM utilizou o cenrio de emisses IS92a, que projectava uma duplicao da concentrao do CO2 no fim do sc. XXI (em relao aos valores de 1990). Os novos cenrios SRES pretendem ser mais abrangentes em relao possvel evoluo das emisses do que os cenrios IS92, considerando para tal diversas combinaes dos principais factores que entram na sua elaborao. Existem 4 famlias de cenrios SRES, A1, A2, B1, B2, sendo a famlia A1 subdividida em 3 grupos, A1FI, A1T e A1B (ver Anexo). As concentraes de CO2 nos diversos cenrios SRES e no cenrio IS92a so apresentadas na Fig. 2.46. Em relao ao fim do perodo considerado (ano 2100), as concentraes nos diversos cenrios variam entre 540 ppm (cenrio B1) e 970 ppm (A1FI), o que corresponde a aumentos entre 90% e 250% em relao aos valores de 1750 (280 ppm). O cenrio IS92a um cenrio intermdio em relao aos cenrios SRES, atingindo concentraes de 705 ppm em 2100.

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Fig. 2.46 Cenrios SRES da concentrao de CO2 (A1B, A1T, A1FI, A2, B1 e B2) e cenrio IS92a.

Os cenrios SRES incluem projeces da evoluo das emisses de aerossis. A maior parte dos cenrios projecta aumentos nas emisses de aerossis de origem antropognica (SO2) at meados do sc. XXI, seguidos de uma diminuio at valores inferiores aos de 1990. Apenas os cenrios B2 e A1T prevem uma diminuio contnua durante todo o sc. XXI. As emisses de aerossis nos cenrios SRES so substancialmente mais baixas do que no cenrio IS92a. As partculas de aerossol tm um tempo de residncia na atmosfera da ordem de alguns anos, bastante inferior aos dos gases com efeito de estufa, tipicamente da ordem da centena de anos. Estas partculas, de origem antropognica (agricultura, indstria e transportes) e natural (erupes vulcnicas), funcionam principalmente como dispersores da radiao solar incidente, alterando o balano radiativo terrestre. No entanto, enquanto certos aerossis contribuem para minorar o efeito de aquecimento global, dispersando a radiao, outras partculas, tais como a fuligem (IPCC WGI, 1996), contribuem para o aumento do efeito de estufa. Na maior parte dos casos, o efeito dos aerossis parece ser o de contrariar o efeito de estufa. No foramento dos modelos climticos, desde 1860 at 1990 so usadas as concentraes de gases com efeito de estufa e aerossis observadas neste perodo, incluindo os efeitos das emisses humanas e vulcnicas e as variaes observadas na radiao solar. A partir de 1990, os modelos utilizam as emisses dos cenrios SRES (gases com efeito de estufa e aerossis), mas no fazem qualquer previso para a evoluo dos foramentos naturais. A grande maioria das simulaes para Portugal, apresentadas na primeira parte do SIAM (Miranda et al., 2002), foram produzidas com o cenrio de emisses IS92a, sem contabilizar o efeito dos aerossis. Apenas algumas das experincias apresentadas com os modelos globais do Hadley Centre, HadCM2 e HadCM3, incluam este efeito, que se supe estar sobrestimado no cenrio IS92a (IPCC WGI, 2001). No foi projectada nenhuma distribuio de probabilidades para os cenrios SRES e, consequentemente, nenhum dos cenrios deve ser considerado mais provvel do que os outros. Segundo o IPCC WGI (2001), estes cenrios de emisses cobrem uma vasta gama (estimada em 90%) de cenrios provveis para o futuro. No entanto, podero ocorrer outros cenrios de evoluo ao longo do sc. XXI, com nveis de concentrao fora do alcance considerado nos cenrios do IPCC, actualmente considerados menos provveis.

2.3.2

Modelos de Circulao Global

Os modelos numricos acoplados (atmosfera-oceano) de circulao global constituem actualmente a melhor forma, possivelmente a nica cientificamente credvel, de simular cenrios de mudana climtica. Os modelos climticos de circulao global so elaborados a partir de equaes que representam os processos

43

fsicos que ocorrem na atmosfera e nos oceanos e tm em conta interaces com a litosfera, biosfera e criosfera. As equaes so discretizadas no espao e no tempo, em redes que cobrem todo o globo, com resolues horizontais da ordem de centenas de km, e so integradas com passos de tempo de cerca de 30 minutos. Os processos fsicos de escala menor do que o espaamento das malhas tm que ser parametrizados. Entre estes esto processos muito importantes no estabelecimento do estado da atmosfera, como sejam todos os processos relacionados com nuvens (termodinmicos e dinmicos), ondas gravticas orogrficas e processos de camada limite atmosfrica. Com a implementao de modelos globais cada vez mais sofisticados e com o aumento da capacidade computacional, possvel reproduzir com preciso crescente os padres de larga escala das distribuies sazonais de temperatura e presso. Deste modo, diversos modelos globais de clima tm sido capazes de reproduzir satisfatoriamente as principais caractersticas das tendncias do clima passado, quando se tem em considerao as concentraes observadas de gases com efeito de estufa e as emisses de aerossis (naturais e antropognicas). Por exemplo, o modelo do Hadley Centre HadCM3, um dos modelos utilizados mais extensivamente neste trabalho, capaz de reproduzir, de forma aproximada, as tendncias da temperatura mdia global observadas desde 1860 (Stott et al., 2000). A confiana nos resultados dos modelos globais de clima tem vindo a crescer gradualmente, aumentando igualmente a confiana na representatividade dos cenrios climticos produzidos por estes modelos. No entanto, existem sempre incertezas associadas s simulaes de modelos. Estas incertezas provm quer dos prprios cenrios de emisses de gases com efeito de estufa, sendo ilustrada pelo conjunto dos cenrios SRES, quer por diferenas nas formulaes dos diversos modelos globais. Alm disso, alguns processos, como as nuvens, so particularmente difceis de representar. A somar a todas estas dificuldades, a resoluo espacial dos modelos no suficiente para que, quer a orografia e as linhas de costa, quer os prprios sistemas meteorolgicos, sejam representadas com o detalhe necessrio.

2.3.3

Evoluo Climtica da Pennsula Ibrica no Cenrio IS92a

Nesta seco apresentam-se cenrios climticos para Portugal Continental e para a Pennsula Ibrica obtidos com diversos modelos globais de clima utilizando o cenrio de emisses IS92a. Os cenrios so construdos a partir de dados mensais fornecidos pelo IPCC-Data Distribution Centre, anteriores a Abril de 2001. Os modelos utilizados pertencem ltima ou penltima gerao, anterior aos modelos utilizados com os cenrios SRES (ver Tabela 2.2). A maioria das simulaes com o cenrio de emisses IS92a abarca o perodo 1860-2100. Entre 1860 e 1990 foram introduzidas nos modelos as concentraes histricas observadas de gases com efeito de estufa. A partir de 1990, considerou-se um aumento aproximado de 1%/ano da concentrao de CO2 equivalente (inclui outros gases para alm do CO2), que semelhante em termos de foramento radiativo ao cenrio IS92a (IPCC WGI, 1996). Para cada simulao com o cenrio IS92a, calculou-se a anomalia da temperatura mdia na Pennsula Ibrica (Fig. 2.47), subtraindo ao cenrio a temperatura mdia de uma simulao de controlo obtida com uma concentrao constante de CO2 (prxima da mdia observada no perodo 1961-1990). Na Fig. 2.47 esto includas duas simulaes com aerossis (HadCM2 GSa2 e HadCM3 GSa1). As restantes simulaes foram realizadas apenas com gases com efeito de estufa. Com o modelo de 2 gerao do Hadley Centre (HadCM2) (Johns et al., 1997; Mitchell e Johns, 1997) foram realizados conjuntos de 4 simulaes (GGa1a4) com condies iniciais diferentes, iniciando cada uma das simulaes a partir da simulao de controlo, com intervalos sucessivos de 150 anos. s anomalias anuais da temperatura mdia foi aplicada uma mdia mvel de 10 anos para suavizar a variabilidade interanual.

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Fig. 2.47 Evoluo da anomalia da temperatura mdia na Pennsula Ibrica em diversos modelos globais (GCMs), calculada como a diferena entre as simulaes com aumento de CO2 (cenrio IS92a) e as simulaes de controlo. Mdia mvel de 10 anos aplicada s sries anuais.

Todos as simulaes da Fig. 2.47 apresentam uma tendncia positiva da temperatura mdia na Pennsula Ibrica, no sc. XXI. Em 2100 as anomalias variam entre 1.7C e 7C em relao s simulaes de controlo. Ao longo do sc. XX os modelos j indicam uma pequena subida da temperatura mdia, que se torna mais pronunciada no ltimo quarto de sculo, o que coincide aproximadamente com o ltimo perodo de aquecimento global e local observado. Note-se que os cenrios de emisses so ligeiramente diferentes de modelo para modelo. Alguns modelos consideram um aumento de 0.9%/ano da concentrao de CO2, enquanto a maioria utiliza 1%/ano. No entanto, a amplitude de resultados da Fig. 2.47 provm essencialmente das diferenas entre as formulaes dos modelos, e constitui parte da incerteza associada a cenrios climticos. As simulaes sem aerossis do HadCM2 (GGa2) e HadCM3 (GGa1) projectam em 2100 anomalias de 6.9C e 6.4C respectivamente. Quando o efeito dos aerossis introduzido nestes modelos (HadCM2 - GSa2 e HadCM3 - GSa1), o aumento gradual de temperatura menor (entre 1C e 2.5 em 2100) do que nos casos sem aerossis. Na malha horizontal dos modelos globais, a parte Oeste da Pennsula Ibrica representada no mximo por 3 pontos, adiante designados por pontos Norte, Centro e Sul. Note-se que as redes horizontais dos modelos no so coincidentes. No caso dos modelos HadCM2 e HadCM3, que partilham a mesma rede, os trs pontos esto representados na Fig. 2.1 (tringulos amarelos). Nestes modelos, o ponto Norte centra-se na Galiza e os restantes dois em Portugal Continental. As anomalias da temperatura mdia nestes trs pontos no perodo 2070-2099 em relao simulao de controlo esto representadas na Fig. 2.48 em abcissas. Nestes grficos, as anomalias da precipitao anual, em percentagem da precipitao de controlo, so representadas em ordenadas. Deve notar-se que cada um destes pontos pretende representar a situao mdia observada numa regio envolvente, com dimenso igual ao espaamento entre pontos, e no valores locais.

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Fig. 2.48 Anomalias da temperatura mdia e precipitao anual acumulada (em percentagem da precipitao de controlo) nos 3 pontos dos modelos globais situados na zona Oeste da Pennsula Ibrica. Anomalias calculadas considerando a diferena entre as simulaes com aumento de CO2 (cenrio IS92a, perodo 2070-2099) e as simulaes de controlo.

Em qualquer dos trs pontos apresentados na Fig. 2.48 a projeco dos vrios modelos para 2070-2099 de um aumento de temperatura, acompanhado de uma diminuio da precipitao anual, excepto no caso da simulao HadCM2GSa2 (que inclui o efeito dos aerossis) nos pontos Centro e Sul onde se regista um aumento de precipitao, inferior a 10%. No ponto Norte, as anomalias de precipitao anual esto concentradas entre -5% e -25%, enquanto que nos pontos Centro e Sul se registam perdas de precipitao substancialmente mais elevadas, atingindo os 40% em alguns modelos. Da anlise da Fig. 2.48 facilmente se conclui que existe grande disparidade nos resultados dos diversos modelos. Na generalidade dos modelos, na parte Oeste da Pennsula Ibrica, as anomalias de temperatura variam entre +3 e +7C, sendo o ponto Norte o que apresenta as anomalias mais baixas. Em geral pode dizer-se que os modelos projectam para as zonas Centro e Sul de Portugal maiores perdas de precipitao anual e maiores aumentos de temperatura do que na zona Norte do pas. Da anlise das sries temporais de precipitao anual acumulada para as simulaes HadCM2GGa2 e HadCM3GGa1 nos trs pontos apresentados na Fig. 2.48 (curvas no apresentadas) concluiu-se que a precipitao tem uma variabilidade interanual acentuada (Miranda et al., 2002). evidente nessas simulaes uma tendncia decrescente da precipitao no sc. XXI, associada s anomalias negativas de precipitao apresentadas na Fig. 2.48. O cenrio HadCM2GSa2 que inclui o efeito dos aerossis no reproduz a tendncia decrescente da precipitao, apresentando no entanto uma variao interdecadal elevada. No entanto, na simulao HadCM3GSa1, igualmente realizada com o efeito dos aerossis, a reduo da precipitao volta a ser reproduzida.

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No que se refere ao ciclo anual de precipitao, a maioria dos modelos projecta para os meses de Inverno um aumento ligeiro da precipitao acumulada no ponto Norte no perodo 2070-2099 em relao ao perodo 1961-199