Abstract The present study aims to evaluate the applicability of the Surface Water Supply Index (SWSI) and the Drought Recovery Index (RDI) as monitoring instruments, to identify the frequency, intensity and duration of hydrological drought in the basins of the Banabuiú reservoirs., Castanhão and Orós, located in Ceará, Brazil. The period of analysis was from 2002 to 2020 and for both indices the annual scale was used. The evaluation of the results showed that the SWSI and the RDI behave similarly and present a good modeling of drought or water abundance events. The correlation between them was above 70% for the three studied reservoirs. However, the RDI is lagged in identifying drought, with a tendency to point to more extreme droughts. Thus, the use of indices can be considered a proactive strategy for the management of water resources, as they provide important information for decision-making by managers. In addition, the application of the SWSI in drought monitoring and early warning systems is more advantageous compared to the RDI, as it presents a simpler calculation methodology, requiring less computational effort and fewer input variables.

Resumo O presente trabalho tem como objetivo avaliar a aplicabilidade do índice de Abastecimento de água Superficial (SWSI) e do índice de Recuperação de Seca (RDI) como instrumentos de monitoramento, para identificar a frequência, intensidade e duração da seca hidrológica nas bacias dos reservatórios Banabuiú, Castanhão e Orós, localizados no Ceará, Brasil. O período de análise foi de 2002 a 2020 e para ambos os índices se utilizou a escala anual. A avaliação dos resultados mostrou que o SWSI e o RDI comportam-se semelhantemente e apresentam uma boa modelagem dos eventos de seca ou de abundância hídrica. A correlação entre eles ficou acima de 70% para os três reservatórios estudados. Entretanto, o RDI mostra-se defasado na identificação da seca, com tendência a apontar secas mais extremas. Desse modo, a utilização dos índices pode ser considerada uma estratégia proativa para a gestão dos recursos hídricos, pois eles fornecem informações importantes para a tomada de decisão por parte dos gestores. Além disso, a aplicação do SWSI em sistemas de monitoramento e alerta precoce das secas é mais vantajosa se comparada ao RDI, pois ele apresenta uma metodologia de cálculo mais simples, requerendo um menor esforço computacional e menos variáveis de entrada.

Resumo O Nordeste do Brasil apresenta acentuada variabilidade interanual da precipitação com alguns anos secos e outros chuvosos. Nessa região, ocorrem os veranicos, que são dias consecutivos com ausência de precipitação durante o período da estação chuvosa, que ocasionam perdas nas safras agrícolas. O presente artigo tem como objetivo utilizar um indicador de veranicos já estabelecido por outros autores e identificar sua relação com o índice de Distribuição de Chuva e regionalizar de acordo com as macrorregiões do estado, bem como, compreender as possíveis consequências, de forma qualitativa e quantitativa, sobre as perdas de safra no Ceará. A área de estudo compreendeu o estado do Ceará e as análises foram realizadas para o período de 1980 a 2018.A partir dos dados de rendimento do IBGE, foram calculadas as perdas das culturas do milho e feijão, e através dos resultados pode-se inferir que: as correlações realizadas com os dados de perdas de safra, veranicos e o IDC evidenciaram que para a maior parte do estado existe correlação direta, ou seja, quanto maior a frequência de eventos de veranicos maior a perda de safra. Além disso, verificou-se que, quando há uma melhor distribuição da precipitação ao longo das regiões do estado ocorre menor perda de safra.

Abstract Northeastern Brazil has marked interannual rainfall variability with some dry and other rainy years. In this region, there are dry spells, which are consecutive days with no rainfall during the rainy season, causing losses in agricultural crops. This article aims to use an indicator of Indian summers already established by other authors 2020 and identify its relationship with the Rain Distribution Index and regionalize according to the state's macro-regions, as well as understand the possible consequences, in a qualitative and quantitative way. on crop losses in Ceará. The study area comprised the state of Ceará and the analyzes were carried out for the period from 1980 to 2018. From the IBGE yield data, the losses of corn and beans crops were calculated, and through the results it can be inferred that: the correlations made with data on crop losses, summer and the IDC showed that for the largest part of the state there is a direct correlation, that is, the higher the frequency of summer events, the greater the crop loss. In addition, it was found that when there is a better distribution of precipitation over the regions of the state, less crop loss occurs.

Resumo A viabilidade hídrica do Complexo Industrial de exploração e beneficiamento de urânio e fosfato em Santa Quitéria - Ceará foi analisada a partir da relação nexo água, energia e clima. Para tanto, foram usadas projeções de precipitação, evapotranspiração e vazão adotanto os modelos globais do Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5, utilizados no quinto relatório do Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC-AR5). Dados da matriz energética do Ceará também foram considerados com o intuito de verificar o aumento da demanda energética do estado e a analisar o impacto da sua produção frente aos recursos hídircos. Os modelos divergem quanto ao futuro das precipitações, mas a maioria assinala um aumento da evapotranspiração nos três períodos projetados (2015 - 2044, 2045 - 2074 e 2075 a 2099) nos dois cenários escolhidos (RCP4.5 e RCP8.5) indicando um possível aumento da demanda hídrica para a região.

Abstract The water viability of the Uranium and Phosphate Exploration and Processing Complex in Santa Quitéria - Ceará was analyzed from the relation of the water, energy and climate nexus. In order to do so, rainfall, evapotranspiration and flow projections were carried out using the global models of the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5, used in the fifth Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC-AR5). Data from Ceará's energy matrix were also considered in order to verify the state's increased energy demand and to analyze the impact of its production on water resources. The models differ in the future of precipitation, but most indicate an increase in evapotranspiration over the three projected periods (2015-2044, 2045-2074 and 2075-2099) in the two scenarios chosen (RCP4.5 and RCP8.5) indicating a possible increase in water demand for the region.

Resumo O presente estudo buscou mensurar a qualidade de vida da população antes e depois da instalação do novo poço na localidade de Riacho das Flores, zona rural do município de Reriutaba, região norte do estado do Ceará. O poço objetiva fornecer água encanada às residências. Um questionário foi aplicado em uma pesquisa de campo, cujo serão apresentados alguns resultados. Depois da chegada da água encanada nas residências, 11,11% dos moradores puderam desenvolver atividades de agricultura e pecuária, representando 27,78% dos entrevistados. ¾ dos entrevistados afirmaram haver melhora na qualidade de vida.

Abstract The present study sought to measure the quality of life of the population before and after the installation of the new well in the town of Riacho das Flores, a rural area in the municipality of Reriutaba, in the northern region of the state of Ceará. The well aims to provide piped water to homes. A questionnaire was applied in a field research, whose results will be presented. After the arrival of piped water in the homes, 11.11% of the residents were able to develop agricultural and livestock activities, representing 27.78% of the interviewees. ¾ of the interviewees stated that there was an improvement in the quality of life.

Resumo O artigo investiga como eventos de El Niño de diferentes durações afetam a circulação atmosférica no Atlântico Tropical Norte (ATN), quais consequências dessas alterações sobre a variabilidade interanual da temperatura da superfície do mar (TSM) na região e qual a resposta, em termos de anomalias de precipitação, sobre o Ceará. A análise foi feita através da composição de variáveis oceanográficas e atmosféricas para 18 eventos de El Niño, divididos em eventos de curta e longa duração. Os resultados mostram que os eventos de maior duração resultaram em anomalias positivas de TSM sobre a região do ATN, favorecendo, assim, ao desenvolvimento do gradiente inter-hemisférico de anomalias de TSM positivo e um regime de precipitação abaixo da média no Ceará. Por outro lado, as alterações na circulação atmosférica sobre o ATN não se mostraram tão intensas nos anos em que o El Niño apresentou menor duração, resultando em anomalias de TSM no ATN próximas a zero e consequentemente não foi observado um gradiente de anomalias de TSM no Atlântico Tropical. A composição das anomalias de precipitação sobre o Ceará próximas de zero nesses anos condiz com essa não formação de um gradiente de anomalias de TSM.

Abstract This paper investigates how El Niño events of different durations affect the atmospheric circulation over the Tropical North Atlantic (TNA) region, what are the consequences of these alterations in the sea surface temperature (SST) interannual variability and what are the responses, in terms of precipitation anomalies, over Ceará. Composite analyses of oceanographic and atmospheric variables were made for 18 El Niño years, divided between events of short and long duration. Events that lasted longer resulted in positive SST anomalies in the TNA region, leading to an interhemispheric gradient of SST anomalies in the Tropical Atlantic and below normal precipitation anomalies over Ceará. On the other hand, the alterations in the atmospheric circulation on TNA, during years of short duration El Niño, have not shown to be as intense as those in years of long duration El Niño. This resulted in SST anomalies on TNA close to zero and consequently, the interhemispheric gradient of SST anomalies was not observed. The near normal precipitation anomalies composites are consistent with the no formation of a SST anomalies gradient.

Resumo Neste trabalho são analisados o desempenho e as projeções de simulações climáticas de Modelos Globais do CMIP5, e de Modelos Climáticos Regionais do CORDEX para o Nordeste do Brasil (NEB). Para este estudo, o clima do NEB foi caracterizado com base nas seguintes variáveis: temperatura do ar próximo à superfície (TAS), precipitação (PR), evapotranspiração potencial (ETo), e Índice de Aridez (IA). Na metodologia de verificação dos modelos foram utilizadas métricas estatísticas como erro quadrático médio, viés estatístico, correlação de Pearson e índice de concordância. Em geral, a média do conjunto das simulações (M) produz uma significante representação do clima recente (1985-2005) do NEB. As projeções de M para os cenários de emissões futuras de gases de efeito estufa, RCP4.5 e RCP8.5, são de aumento generalizado da temperatura, 2079-2099 (longo prazo) entre 2,1 °C (RCP4.5) e 4 °C (RCP8.5). As taxas de ETo devem aumentar no decorrer do século XXI, com a média de longo prazo no RCP8.5 15% maior do que os valores de referência do clima recente. A projeção de precipitação é mais inconclusiva devido ao espalhamento entre o conjunto das simulações, com M indicando uma anomalia de precipitação de −1,6% no RCP8.5. O IA projetado é menor na maior parte das simulações, sugerindo uma tendência de aumento de aridez sobre o NEB durante este século.

Abstract This work addresses the performance and projections of climate simulations from CMIP5 global models and CORDEX regional climate models over Northeast Brazil (NEB). For this study, NEB climate was characterized by the following variables: near surface air temperature (TAS), precipitation (PR), potential evapotranspiration (ETo), and aridity index (IA). In verification methodology of the models we utilized statistical metrics such as mean square error, statistical bias, Pearson correlation and concordance index. In general, the ensemble mean of the simulations (M) produces a significant representation of NEB recent (1985-2005) climate. The projections of M for scenarios of future emissions of greenhouse gases, RCP4.5 and RCP8.5, show generalized increase in the temperature, with 2079-2099 (long-term) temperature anomalies over NEB ranging between 2.1 °C (RCP4.5) and 4 °C (RCP8.5). The ETo rates are more likely to increase during the 21st century, with the RCP8.5 long-term mean 15% higher than reference values for recent climate. Projection of precipitation is inconclusive due to significant spread among the individual simulations, with M indicating a anomaly of −1.6% in RCP8.5 long-term mean. Projected IA is reduced in most simulations of future climate, suggesting a greater chance of increased aridity over NEB during this century.

RESUMO Este trabalho apresenta análises de projeções de mudanças nos campos de precipitação e temperatura em simulações de downscaling dinâmico no contexto do projeto CORDEX. O domínio da simulação corresponde às Américas Tropicais, mas a região de estudo se restringe a duas sub-regiões do Nordeste Brasileiro: Norte (NNEB) e Sul (SNEB). O modelo regional utilizado nas simulações foi o RAMS6.0, forçado por dados do modelo global HadGEM2-ES. Foram analisados os períodos presente e três "fatias de tempo" futuras sob o cenário climático RCP8.5. Para a precipitação e temperatura no clima presente, a simulação foi comparada com os dados do CRU com finalidade de avaliar o desempenho e os erros de viés dos modelos. O RAMS6.0 mostra-se superior ao HadGEM2-ES em aspectos como, a representação da fase do ciclo anual de precipitação e temperatura, redução do viés seco na estação seca sobre o NNEB e distribuição espacial de ambas as variáveis, especialmente temperatura. Entretanto, o RAMS6.0 também exacerba alguns erros do modelo global, como o viés úmido na estação chuvosa. No clima futuro, foram analisadas as mudanças nos valores climatológicos e nos campos anuais das duas variáveis. Alguns padrões projetados pelos dois modelos incluem redução da precipitação no inverno austral e aumento da temperatura no decorrer do século.

ABSTRACT This paper presents analysis of projected changes on precipitation and temperature perfomed by dynamical downscaling simulations in the CORDEX Project context. The simulation domain encompasses the Tropical Americas but the focus of this study is restricted to the Northeast Brazil subregions: North (NNEB) and South (SNEB). The regional model run in the simulations was RAMS6.0, forced by HadGEM2-ES global model data. The present period and three future time slices under the RCP8.5 climate scenario were analyzed. Current precipitation and temperature were compared against CRU observed data, to evaluate the performance and the biases from the regional and the global model. In comparison to the HadGEM2-ES model, RAMS6.0 is superior in some aspects as the phase representation of the annual precipitation and temperature cycle, reduction of the dry bias during the dry season over the NNEB and spatial distribution of the two variables, especially temperature. However, RAMS6.0 exacerbates some errors from the global model, like the wet bias in the rainy season. In the future climate, changes in the climatological value and annual mean fields of both variables were analyzed. Some patterns were projected by both models, like decreasing precipitation during austral winter and increasing temperature throughout the century.

Este artigo apresenta um estudo de verificação das previsões de chuva de um sistema de previsão do tempo por ensemble regional. O conjunto é composto por seis membros, dos quais quatro utilizam o modelo RAMS 6.0 e dois usam o WRF 3.1, inicializados com dados dos modelos globais do CPTEC ou GFS e diferentes parametrizações de convecção. A verificação foca nas previsões de chuva de 24, 48 e 72 horas e nos limiares de precipitação de 1mm, 5mm e 10mm sobre o Estado do Ceará. Os membros do ensemble apresentaram resultados superiores à persistência em todo o domínio avaliado. O modelo RAMS apresenta maior índice de acerto, principalmente no litoral norte do Estado, porém um maior falso alarme em comparação com o modelo WRF. O sistema de previsão de chuva diminui sua qualidade com o aumento dos horizontes e a intensidade da chuva que se quer prever.

This work presents a verification study of rainfall forecast by a regional model ensemble prediction system. The ensemble is formed by six members; four of them using RAMS 6.0, and two using WRF 3.1, all initialized by CPTEC or GFS general circulation model data and making use of different convection parameterizations. The verification focuses on rainfall forecasts for 24, 48 and 72 hours and rainfall thresholds of 1 mm, 5 mm and 10 mm over the Ceará State. All ensemble members have better skill than persistence in the entire verification domain. RAMS shows a larger accuracy, especially at the northern coast of Ceará, but gives also a larger false alarm ratio than WRF model. The quality of the rainfall forecasts system decreases as either, the rainfall intensity or the forecast horizon time increase.