Resumo Dentre alguns dos efeitos esperados das mudanças climáticas previstas para o próximo século podemos citar: a subida acelerada do nível médio do mar e as modificações no clima de ondas, acompanhadas de alterações no balanço sedimentar, os quais causarão impactos adversos nas regiões costeiras de todo o mundo. O aumento do nível médio do mar causa retrogradação costeira; um déficit sedimentar pode ter um efeito semelhante. De forma geral, ainda existem grandes incertezas tanto em relação às taxas projetadas de subida do nível do mar, quanto às estimativas do balanço de sedimentos, sendo assim relevante determinar quão sensível é a costa a alterações em cada um desses fatores. Neste contexto, este artigo visa fornecer uma avaliação quantitativa dos efeitos da variação de cada um destes parâmetros através de avaliações baseadas em risco da distância de recuo da linha de costa, usando um modelo costeiro agregado, o DRanSTM (Dilating Random Shoreface Translation Model). Em cada simulação computacional separada, um balanço sedimentar e um cenário de elevação do nível do mar foram definidos para o trecho costeiro que inclui a Praia do Hermenegildo, Rio Grande do Sul, Brasil. Efeitos das alterações no clima de ondas não foram considerados diretamente neste estudo. Entretanto, medidas indiretas de tais mudanças são refletidas no balanço sedimentar costeiro estimado. Os resultados das simulações demonstram que sob as atuais taxas de subida do nível médio do mar, o déficit de sedimentos exerce controle sobre a retrogradação costeira. Por outro lado, sob a condição de subida acelerada do nível do mar prevista para o ano 2100, a retrogradação média da costa será ditada pela elevação do nível do mar, considerando que déficit histórico de sedimentos será mantido.

Abstract Climate change effects such as accelerated sea-level rise, wave climate alteration and disturbances on sediment-budgets are anticipated to lead to a range of adverse impacts in coastal regions around the world. A rise in sea-level is expected to cause shoreline recession, and a sediment deficit can have a similar effect. Since large uncertainties exist in relation to sea-level rise rates and sediment budgets, it is relevant to determine how sensitive the coast is to each of these disturbances. In this context, this paper provides a quantitative evaluation of each of these parameters in terms of modeled coastal recession through risk-based assessments using an aggregated coastal model, the DRanSTM (Dilating Random Shoreface Translation Model). In each separate computer simulation, a sediment budget and a sea-level scenario were set for an erosional coastal stretch: Hermenegildo Beach, Rio Grande do Sul state in southern Brazil. Effects of changes in wave climate were not directly considered in this study. However, indirect measures of such changes should be reflected on coastal sediment budgets. Simulation results demonstrate that under present-day sea-level rise rates, sediment deficit exerts control over coastal recession. Conversely, under the higher forecasted sea-level rise for the year 2100, mean shoreline recession will be dictated by sea-level rise, considering historical sediment deficit will be sustained.

No atual cenário de mudanças climáticas globais, em que alguns dos efeitos observados são a elevação do nível médio do mar, e o aumento na frequência e intensidade de eventos extremos, regiões costeiras de todo o mundo deverão tornar-se, de forma geral mais vulneráveis. Neste contexto, a costa do Rio Grande do Sul, devido as suas características morfodinâmicas intrínsecas, tais como o alto grau de exposição à dinâmica oceânica e baixa declividade, coloca os vários ecossistemas a ela associados, como praia, dunas, marismas, campos, banhados e sangradouros, numa posição mais vulnerável às variações do nível médio do mar. Visando a um planejamento mais adequado destas áreas no cenário de mudanças climáticas globais, e a fim de determinar uma possível perda de ambientes, no caso de uma elevação do nível do mar em longo prazo (cenário 2100), os ambientes costeiros foram inicialmente classificados através da utilização do programa IDRISI, onde foram calculados os percentuais relativos de perda de cada um, para três possíveis cenários de linha de costa, projetados para 2100. Com relação aos resultados obtidos nos cálculos de perda ambiental, considerando as linhas de costa projetadas para 2100, percebemos que todos os ambientes teriam um percentual de área perdida, mesmo no melhor cenário considerado. Neste mesmo cenário onde a linha de costa projetada para 2100 encontra-se recuada 561m da posição atual e tem 70% de probabilidade de ser ultrapassada, observamos também, o maior percentual relativo de perda de área urbana. Para o cenário considerado como intermediário, onde a linha de costa projetada encontra-se recuada 695 m da atual, e tem 50% de probabilidade de ser ultrapassada, dunas representam a maior parte da área ambiental perdida, porém, dividem espaço com áreas de campos e em menor escala, áreas de matas. Já, para o pior cenário considerado, onde a linha de costa projetada encontra-se recuada 1032m da atual e com 10% de probabilidade de ser ultrapassada, houve uma inversão na perda ambiental com relação ao cenário anterior. Neste cenário, campos litorâneos e dunas aproximaram-se de 50 % e 35 % de perda ambiental, respectivamente, representando as maiores áreas impactadas. A vulnerabilidade costeira também foi avaliada através do cálculo do Índice de Vulnerabilidade Costeira (IVC), para os cenários atual e futuro (projetado para 2100). Com relação à vulnerabilidade costeira, de forma geral, os valores do IVC calculados para a região foram de 14,4 (atual) e 51,03 (futuro), o que faria com que a mesma deixasse de ser caracterizada como uma região moderadamente vulnerável, e passasse a ser considerada como uma região costeira de vulnerabilidade muito alta à elevação do nível do mar. Dessa forma, as informações aqui obtidas são úteis para planejar adequadamente a ocupação, o uso e a adaptação desta região costeira, bem como, possibilitar estudos futuros acerca do manejo dos ambientes nela encontrados, face ao atual cenário de mudanças climáticas globais.

In the current scenario of global climate change, in which some of the observed effects are: the mean sea level rise, and an increased frequency and intensity of extreme events, coastal regions around the world should in general become more vulnerable. In this context, the Rio Grande do Sul coastline, due to its intrinsic morphodynamic characteristics, such as, a low lying coastal gradient combined with a high degree of exposure to ocean dynamics, places several associated ecosystems, such as beach, dunes, marshes, fields, wetlands and washouts in a vulnerable position to changes in sea level. Model simulations of coastal response to sea level rise for the Rio Grande do Sul pointed out Cassino beach sector as being the most affected with the largest shoreline recession along the entire coast. Aiming for adequate planning of these areas under global climate change scenarios, and in order to determine the possible loss of habitats in case of a rise of mean sea level in the long term (2100), present day shoreline was digitalized at the foredune toe limit using in ArcGis, and coastal environments were initially classified using IDRISI program. In this environment, the percentages for each habitat loss were calculated for three possible coastline scenarios, designed for 2100. It was noticed that all environments would display some lost area, even at the best case scenario. In this scenario where the projected shoreline is located at 561m inland form the present day shoreline with 70% probability of being exceeded by 2100, more than half of the dune area would be lost, followed by a smaller fraction of fields. It can also be observed that in this scenario the urban area had the highest percentage loss. For the intermediate scenario where the projected shoreline is located at 695m inland from the present day shoreline with 50 % probability of being exceeded, dunes represent the largest loss in habitat, sharing space, with surrounding green fields and to a lesser extent, to forests. Yet for the worst case scenario where the projected shoreline is located at 1032m inland from the present day shoreline with10 % probability of being exceeded, there was a reversal in habitat loss with respect to the intermediate scenario. In this scenario, green fields and coastal dunes approached 50 % and 35 % loss in habitat, respectively, representing the largest impacted areas. It should be highlighted that the fresh water creeks, called washouts, in the best case scenario had its entire area lost. However, in the long term they probably should re-establish its course if topography allows. On the one hand, considering any of the simulated scenarios, as the shoreline retreats the salt marsh area would become closer to the foredune areas. On the other hand, even though not simulated here, there is also the possibility that with sea-level rise it could be inundated through the connecting channel to Patos Lagoon resulting in an increased habitat area. Coastal vulnerability was evaluated through the use of Coastal Vulnerability Index (CVI) for the present and future scenarios for 2100. Looking at coastal vulnerability in general, calculated CVI values for the study area were 14.4 and 51.03, designed for the present and for the year 2100, respectively. The results indicate that a region currently characterized as a moderately vulnerable, should become highly vulnerable in the future due to the rising of mean sea level as projected. This change would take place basically influenced by two of the index variables: shoreline erosion/accretion rates; and relative sea-level change, considered here as the controlling variables for coastal vulnerability under climate change in this area. Thus, the information obtained is critical to properly plan, land use and adaptation of this coastal region under the current scenario for global climate change, as well as enable future studies on habitat management.