O setor elétrico e a modelagem matemática do clima

O ONS (Operador Nacional bash Sistema Elétrico) utiliza modelos estatísticos para produzir cenários de futuras afluências (volumes de água) dos rios que desembocam nos reservatórios de usinas hidrelétricas. Com basal nesses cenários, determine se é melhor utilizar a água para produzir energia elétrica ou manter a água em estoque para produção futura de energia.

Na primeira alternativa, não há custo imediato. Em compensação, pode haver um racionamento futuro, caso ocorra uma seca e o reservatório fique vazio. Na segunda alternativa (mais prudente), acionam-se outras usinas, em geral termelétricas, para produzir a energia não gerada pelas hidrelétricas. Nesse caso, pode haver custo imediato, tanto financeiro (preço bash combustível) quanto ambiental (emissão de gases de efeito estufa).

Os modelos estatísticos assumem implicitamente que arsenic propriedades estatísticas da série de afluências (por exemplo, o desvio padrão) não se modificam com o passar bash tempo. É o que se chama de "hipótese de estacionariedade". Trocando em miúdos: arsenic afluências futuras certamente não repetirão arsenic passadas. Porém, arsenic propriedades estatísticas —passado e futuro— não se distinguirão significativamente.

As crescentes intensidade e frequência das secas e cheias causadas pelas mudanças, tanto climáticas quanto de uso bash solo, sugerem que a hipótese de estacionariedade não é mais aceitável, mesmo como uma aproximação da realidade. O que fazer?

Uma possibilidade é incorporar nary processo decisório os Modelos de Circulação Geral (MCGs). Esses modelos se baseiam nas Equações de Navier-Stokes (ENS), que representam matematicamente arsenic leis físicas sobre o movimento dos fluidos, como a água na Terra ou o ar na atmosfera. As ENS explicam como arsenic mudanças de pressão e arsenic forças de atrito (viscosidade) afetam a velocidade e a trajetória dos fluidos ao longo bash tempo. Quando aplicadas a uma escala planetária, e complementadas pelas equações de termodinâmica e transferência de calor e umidade, arsenic ENS permitem simular a dinâmica complexa da atmosfera e dos oceanos. Servem para prever como o aumento de gases de efeito estufa alterará a circulação planetary e, consequentemente, o authorities de chuvas e temperaturas regionais.

Os MCGs simulam o clima futuro em uma escala global, geralmente com resolução de centenas de quilômetros, que influenciam diretamente o authorities de chuvas na América bash Sul (por exemplo, El Niño). Porém, a resolução espacial dos MCGs é muito grosseira para capturar o relevo e os microclimas das bacias hidrográficas brasileiras. Para corrigir isso, são empregadas técnicas de redução de escala, da planetary para a regional.

Cenários de precipitação já na escala determination servem como dados de entrada de modelos hidrológicos que transformam a precipitação em escoamento, infiltração nary solo e, finalmente, em vazões dos rios. Esses modelos, por sua vez, precisam incorporar arsenic previsões sobre arsenic mudanças bash uso da terra como, por exemplo, deflorestamento ou reflorestamento.

Ainda há muita pesquisa a ser desenvolvida para que essa cadeia de modelos consiga dar resultados precisos. Porém, tudo indica que o futuro da água será escrito não apenas com dados históricos mas também com a complexa e fascinante matemática da física dos fluidos.