Resumo A irrigação representa uma parte substancial na demanda de água mundial. Em âmbito global, a retirada para a agricultura é de 69%. A irrigação é necessária para compensar o déficit em evapotranspiração (ET) devido à precipitação insuficiente. O conhecimento dos impactos das mudanças climáticas em variáveis meteorológicas que afetam a ET é importante para adaptação às mudanças no clima. Este artigo analisa tendências em variáveis meteorológicas e na evapotranspiração de referência (ET0), em oito estações climatológicos no estado do Ceará, Brasil. Foram aplicados os testes de Mann-Kendall e regressão linear. Os resultados indicam tendência positiva, estatisticamente significativa, na temperatura máxima do ar, em cinco de oito estações. A temperatura mínima do ar mostrou tendência positiva em três estações. A velocidade do vento, as horas de insolação e a umidade relativa apresentaram tendências positivas e negativas. Estes padrões impactaram a ET0 em três estações. A tendência crescente em ET0 decorre do aumento detectado na temperatura máxima e na temperatura mínima do ar, não totalmente compensado pela diminuição na velocidade do vento e na umidade relativa. Estes resultados apontam para aumento da demanda para irrigação nas próximas décadas sobre na bacia do rio de Jaguaribe.

Abstract Irrigation has a substantial share in total world water demand. At the global level, the withdrawal ratio for agriculture is 69 percent. Irrigation is necessary to compensate evapotranspiration (ET) deficit due to insufficient precipitation. Knowing the impacts of climatic changes on meteorological variables that directly affect the ET is important for successful climate adaptation. This paper analyzes annual trends in measured meteorological variables and in the crop reference evapotranspiration (ET0), at eight climatological stations in Ceará State, Brazil. Two statistical tests for trend analysis were used - Mann-Kendall and linear regression. The results indicate positive trend, statistically significant, in the maximum air temperature in five of eight stations. Minimum air temperature showed positive trend in three stations. Wind speed, sunshine hours and relative humidity presented positive and negative trends. These irregular patterns directly impacted ET0 in three stations. It seems that the increasing trend in ET0 was probably due to a significant increase detected in maximum temperature and minimum air temperature, not fully offset by the decrease in wind speed and relative humidity. The warning from these results is that water demand for irrigation is expected to significantly increase over the next decades on in Jaguaribe River Basin.

Resumo O artigo apresenta uma avaliação do desempenho na previsão climática no alto vale do rio Jaguaribe, Estado do Ceará. A previsão é executada utilizando as condições de fronteira do modelo de circulação global (ECHAM 4.5) ao modelo regional (RAMS 6.0). O modelo simula as chuvas em escala mensal para agregá-las para a estação chuvosa regional (janeiro a junho). Utilizou-se, o Heidke Skill Score (HSS) como métrica da habilidade de previsão. As simulações foram feitas para a estação úmida abrangendo o período de 1979 a 2010. O HSS foi estimado para intervalos de 1, 2, 10, 15, 21, 30, 45, 60, 120 e 180 dias com o objetivo de encontrar o Intervalo de Tempo de Máxima Previsibilidade (ITEMP). Obteve-se uma curva HSS vs. tempo com máximo no ponto HSS = 0,62 e 45 dias. O valor do HSS obtido, 0,62, mostra que a previsão climática mesmo com suas limitações (dados inicial de umidade do solo e parametrizações utilizadas) pode ser uma importante ferramenta para a gestão de estoques de água de reservatórios do semiárido.

Abstract This paper presents an evaluation of the climate forecast in the upper valley of the river Jaguaribe, State of Ceara-Brazil. The forecast was performed using the global circulation model (ECHAM 4.5) boundary conditions to the regional model (RAMS 6.0). The model simulates the monthly scale rainfall in order to aggregate it in the regional rainy season (January to June). We used the Heidke Skill Score (HSS) as a metric of forecast skill. The simulations were performed for the wet season, covering the period from 1979 to 2010. The HSS was calculated for intervals of 1, 2, 10, 15, 21, 30, 45, 60, 120 and 180 days in order to find the Time Interval of Maximum Predictability (ITEMP). The obtained curve, HSS vs. time, presented a maximum HSS of 0.62 for 45 days. This result indicates that climate prediction even with its limitations (initial data of soil moisture and used parameterization) could be an important tool for the reservoir management in Brasilian Semiarid region.

O artigo apresenta estudo sobre os conhecimentos científicos em gestão de águas e suas aplicações na prática social e política. Desenvolve-se a partir de uma base de conceitos da formação dos conhecimentos em matemáticas, ciências empíricas e ciências sociais. Apresentam-se visões sobre os problemas de escassez na década de 1970 e na década de 1990. As mudanças de visões, decorrentes de mudanças de paradigmas, ficam evidentes. Em seguida, desenvolve-se o caminho para decisões em gestão de águas. O processo de decisão é esquematizado em forma de pirâmide, que tem na base a obtenção de dados para a aplicação das ciências hidrológicas, até o topo onde se toma uma decisão política. Uma aplicação desse modelo teórico é descrita. Desafios para a busca de novos conhecimentos para administrar a dinâmica de uso dos recursos hídricos são apresentados.

This article presents a study of the scientific knowledge in water management and their applications in social and political practice. The paper develops concepts of the formation of knowledge in mathematics, empirical science, and social sciences. The vision for solving water shortages problems in the 1970s and 1990s presented. Changes in vision, due to paradigm shifts, become evident. Thereafter, the paper develops the knowledge of the ideal pyramid for political decision. The decision process, outlined in the classic pyramid shape, the base starts with data collection to apply in hydrological sciences, towards the top where a political decision concluded. The message of the article is that scientific knowledge generated provides the support for the water management model practiced in Brazil. Challenges in the pursuit of new knowledge to manage the dynamics of the uses of water resource discussed.

O artigo estuda o ciclo diário de precipitações pluviais no município de Fortaleza, Ceará. Utilizou-se uma série de 30 anos de dados em intervalos de cinco minutos. Os dados são oriundos de registros pluviográficos da estação meteorológica da Universidade Federal do Ceará, no Campus do Pici. Para se obter a curva do ciclo diário, utilizou-se a análise de regressão não linear. Pesquisou-se o ajustamento dos dados a dois tipos de curvas: polinomial e senoidal. O ajustamento a um polinômio de terceiro grau resultou em uma curva de formato aproximadamente senoidal, com coeficiente de determinação r2=0,9118. Entretanto, a curva ajustada exibiu descontinuidade entre os valores das ordenadas no início e fim do ciclo diário. Desenvolveu-se um polinômio, denominado polinômio cíclico, que retira a descontinuidade nos extremos do ciclo diário. Obteve-se uma curva de forma nitidamente senoidal, com r2=0,8798. Partiu-se, assim, para o ajustamento de funções do tipo senoidal. Foi testada a senoide simples e uma associação seno-cosseno. Com a combinação de senos e cossenos, chegou-se a uma curva com r2=0,9113, que foi considerada como a melhor representação do ciclo diário de chuvas em Fortaleza. A equação da curva tem a forma: P(h)=113,7422sen(2πh)+26,5895cos(2πh)+142,5764, onde h denota a hora do evento.

The purpose of this paper is to study the daily cycle of rainfall over Fortaleza, Ceará State. A 30 year time series of rainfall data at five minutes intervals was used. The data came from rain gauge records obtained at the meteorological station at Universidade Federal do Ceará, located at the "Campus do Pici". To obtain the daily rainfall cycle, non-linear regression analysis was used. We searched for fitting to two types of curves: polynomial and sinusoidal. The fitting to a third degree polynomial resulted in an approximately sinusoidal shape, with a determination coefficient r2 = 0.9118. However, the fitted curve showed discontinuity between the values of the ordinates at the beginning and ending of the daily cycle. We developed a new polynomial curve removing the discontinuity. The obtained curve was markedly sinusoidal, with r2= 0.8798. Then, sinusoidal functions fitting were done. We tested the simple sine and a sine-cosine association. With the combination of sine and cosine, the best fitting found is a curve with r2= 0.9113, considered as the best representation of the diurnal cycle. The curve equation has the form: P(h)=113.7422sen(2πh)+26.5895cos(2πh)+142.5764, where h is the event time.

O artigo analisa a evolução das políticas públicas contra as secas praticadas no Nordeste a partir do período Colonial. Uma proposta de periodização com base nas políticas predominantes é apresentada. A periodização é organizada em cinco fases: 1) defrontando-se com as secas; 2) a busca do conhecimento; 3) a hidráulica da solução; 4) o desenvolvimento regional; 5) a gestão das águas e o desenvolvimento sustentável. As lógicas e os pensamentos dos principais intelectuais que deram suporte a essas políticas são objetos de análise e discussão.

The article analyzes the evolution of public policies against drought in the Northeast since the colonial period. A timeline based on the prevailing policies is proposed. The periodization was divided into five phases: 1) facing the droughts, 2) the construction of the knowledge, 3) the hydraulic phase of the solution, 4) the regional development, 5) the water management and sustainable development. The logic and the thoughts of the leading intellectuals who have supported these policies are subject to review and discussion.

O artigo apresenta a descrição de um conflito de águas no estado do Ceará, envolvendo as águas perenizadas pelos reservatórios Thomas Osterne e Manoel Balbino, no vale do rio Carás, na bacia do rio Salgado, ao sul do estado. Ao longo dos anos, em períodos de pluviosidade normal, foram construídas pequenas barragens para captação das águas liberadas nos leitos dos riachos. Em épocas de escassez, o conflito instala-se no vale, em decorrência da retenção de águas a montante, que impedem o fluxo natural para os usuários a jusante. O artigo apresenta ainda a descrição do conflito e sua análise no contexto do modelo institucional do Ceará. É analisada também a prática da alocação negociada como estratégia de resolução de conflitos. Como resultado, conseguiu-se, pacificamente, a remoção de barragens de terra que interferiam no escoamento do trecho perenizado.

The paper describes a water conflict for using the water regulated by the Thomas Osterne and Manoel reservoirs in Cara's river basin in southern part of Ceará State. Along the river, farmers have built small dams to withdraw waters released in the river from the reservoirs. In times of droughts, the conflict settled in due to the retention of water in upstream that prevented it came to users of downstream. The article also describes the Ceará State's institutional model and the way it deals with water conflicts. It is analyzed the practice of negotiating the water allocation as a strategy for conflict mediation. The main actors involved in conflict and its mediation were: users, technical water managers, prosecutors, political, and environmental institutions. As a result, it has been achieved, peacefully, the removal of earth's dams that interfered in the free flow of water.

Esse artigo apresenta uma análise sobre o conceito de sustentabilidade e sugere índices para variáveis agro-hidrometeorológicas no Estado do Ceará. As variáveis analisadas foram totais anuais médios de precipitação no Estado, de vazões afluentes nos açudes que abastecem Fortaleza e Açude Orós, e totais anuais de produção e rendimento de grãos (milho e feijão). Os resultados mostraram que os índices de sustentabilidade em todas as variáveis, de acordo com a metodologia usada, são fortemente dependentes do fator de confiabilidade, resiliência e vulnerabilidade dessas variáveis ao longo dos anos, principalmente nas variáveis agrícolas. A vulnerabilidade e confiabilidade, em geral, estão fora de fase com a sustentabilidade. Maiores índices de sustentabilidade foram observados para produção de feijão, e precipitação e menores vazão afluente para os açudes da região Metropolitana de Fortaleza e produção de milho. Entretanto, análises de índices decadais de sustentabilidade dessas variáveis mostraram uma redução da magnitude dessas variáveis com tempo. Os resultados mostraram, também, que a sustentabilidade de todas as variáveis, mais evidente nas variáveis agrícolas são dependentes da grande variabilidade climática da região Nordeste. Novos estudos são necessários para avaliar qual limiar desses índices de sustentabilidade e seus parâmetros definidores estão associados com melhores (piores) condições de bem estar social e econômico no Estado do Ceará.

This article presents an analysis over concept of sustainability and suggests indexes to agro-hydrometeorology variables in the State of the Ceará. The analyzed variables had been total annuals average precipitation in the State, of affluent outflows in the dams that supply Fortaleza and Orós Dam and annual totals annuals of production and yield of grains (maize and beans). The results had shown that the indices of sustainability in all the variables, in accordance with the used methodology, are strong dependents of the factor of confiability, resilience and vulnerability of these variables throughout the years, principally agriculture variables. The vulnerability and confiability in general are out phase with the sustainability. Bigger indices of sustainability had been observed for beans production, yield and precipitation and minors to affluent outflow for dams of the region Metropolitan of Fortaleza and maize production. However, analysis of decadal indices of sustainability of these variables had shown a reduction of the magnitude of these variables with time. The results had shown, also, that the sustainability of all the variables, more evident in the agricultural variables is dependents of the great climatic variability of the Northeast region. New studies are necessary to evaluate which threshold of these indices of sustainable and its defining parameters are associates with better (worse) conditions of welfare state and economic in the State of the Ceará.

Esse estudo apresenta a aplicação da teoria de conjuntos difusos como ferramenta para otimizar a previsão de consenso (PC) sazonal de chuva da Região Semi-Árida do Nordeste do Brasil (RSANEB) para o período de 1985-1996. Foram utilizados como variáveis de entrada parâmetros termodinâmicos sobre e nos Oceanos Atlântico e Pacífico Tropicais. Os resultados mostraram que qualitativamente, na escala interanual, o resultado determinístico dessa técnica aplicada a PC foi capaz de prever pelo menos uma das categorias da variável de saída (total de chuva de fevereiro a maio da RSANEB). Quantitativamente, os menores erros foram observados para os anos classificados na variável de saída nas categorias de Normal (N), Chuvoso (C), e Muito Chuvoso (MC), com correlações que variam de 0,8 a 0,85, dependendo do método de desfuzificação usado. Esta técnica permite unificar em um resultado determinístico todas as informações climáticas usadas na previsão sazonal de chuva da RSANEB, possibilitando seu prognóstico em mais de uma categoria, informando a mais provável a vir a ocorrer em função do seu nível de pertinência.

This study presents the application of fuzzy sets theory as a tool for sazonal rain forecast of Semi-Arid Northeast Region of Brazil for the period of 1985-1996. Thermodynamic parameters in Tropical Atlântic and Pacific Oceans were used as input variables. The results have shown that qualitatively, in an annual scale, this technique was able to forecast at least one of the categories of the output variable (total February/May rain in the of Semi-Arid Northeast Region of Brazil). Quantitatively, the smallest errors have been observed for the years classified according to the output variable in the categories of Normal (N), Rainy (C), and Very Rainy (MC), with correlation coefficients ranging fron 0.8 to 0.85, depending on the defuzzification method used. This technique allows for the unification of all the climatic information used in the rain foreceast of Semi-Arid Northeast Region of Brazil and leads to a forecast grouped in more than one category, informing the one most likely to occur as a function of its membership value.