ElasticidadeFERAH · MIDR · SEDEC · DPM
MIDRSEDECDPMProjetosFERAHElasticidade
Estudo concluído · sistema em protótipo funcional · publicações preliminares para discussão interna
Sistema Elasticidade · plataforma FERAH

Quando a média cai, a estiagem cai mais

Como o regime hidrológico dos rios brasileiros responde à mudança do clima

Estudo nacional concluído Sistema em protótipo funcional Dados: versão 2026.09.001 Atualizado em 30/09/2026

Os estudos nacionais de mudança do clima entregam, para cada ottobacia do país, a mudança da vazão média. Mas não é com a média que se outorga água nem que se dimensiona um reservatório: é com a Q95, com a mínima de sete dias e com a cheia de projeto. Entre a média e essas vazões havia uma hipótese nunca medida, a de que todas caem na mesma proporção.

Este estudo mediu essa proporção. Perturbou a chuva e a evaporação observadas em 3.496 estações e rodou os sete modelos chuva-vazão já calibrados, sem reajustá-los. O resultado é um coeficiente de transferência por vazão de referência, com faixa de incerteza, aplicável a qualquer trecho das bases hidrográficas nacionais.

Tela Visão geral do sistema Elasticidade: mapa do Brasil com 3.496 estações coloridas pelo coeficiente de transferência do Q95 numa redução de 20% da chuva, de azul (menor que 1) a vermelho (maior que 1); painel do experimento com 4.820.984 simulações e controles de indicador, grandeza e qualidade.
Visão geral. Cada ponto é uma estação com modelo calibrado; a cor diz quanto a vazão de estiagem (Q95) muda para cada 1% de queda da vazão média quando a chuva cai 20%. Vermelho: a estiagem cai mais que a média. Captura de 30/09/2026, interface em desenvolvimento, dados reais do experimento.
4.820.984
simulações diárias completas
3.496 estações × 7 modelos × 197 cenários, em 30 minutos
1.467
estações de ajuste aceito
classes A e B, base da análise nacional
1,10
é quanto o Q95 cai para cada 1% de queda da média
entre bacias, de 0,92 a 1,30
1,15
é quanto a mínima de 7 dias (Q7,10) cai
83% das bacias acima de 1
0,90
é quanto a cheia centenária cai pelo mesmo 1%
a ponta cheia é amortecida
77%
da incerteza está entre modelos da mesma bacia
nenhuma divisão geográfica explica mais de 2%

Medianas entre as 1.467 estações de ajuste aceito numa redução de 20% da chuva; faixas P10–P90 entre estações. Fonte: relatório técnico consolidado da família, versão de dados 2026.09.001.

Problema e importância

O rio não tem um número; tem um espectro

Cada decisão sobre a água usa uma vazão diferente do mesmo rio. A outorga olha a estiagem, a ponte e o vertedouro olham a cheia, o balanço hídrico olha a média. A curva de permanência liga todas elas: entre a cheia que ocorre 10% do tempo e a estiagem superada em 95% do tempo há mais de uma ordem de grandeza.

O estudo da ANA de 2024 sobre o impacto da mudança do clima nos recursos hídricos entrega, com a equação de Budyko, a mudança da vazão média de longo termo em cada uma das 462.883 ottobacias com atributos publicados. Aplicar essa mudança a todas as vazões de referência pressupõe que a curva desce em bloco.

Ela não desce. A ponta seca anda mais do que a média e a ponta cheia anda menos, e é essa deformação, não o deslocamento, que o sistema Elasticidade mede e disponibiliza.

Para quem decide, quatro consequências diretas

  • A hipótese de proporcionalidade subestima a estiagem. Aplicar a mudança da média ao Q95 erra para menos em 80% das estações.
  • E superestima a cheia. A cheia centenária responde com 0,90: projetar obra com o número da média é conservador para a cheia e otimista para a estiagem, ao mesmo tempo.
  • A evaporação separa as duas pontas. Um cenário mais quente afeta sobretudo a estiagem: elasticidade à evapotranspiração de −1,51 na mínima de sete dias e −0,50 na cheia centenária.
  • Um número único não é publicável com honestidade. De 64% a 79% da incerteza está entre modelos aplicados à mesma bacia; o produto correto é mediana, faixa e confiança.
O resultado central

Para cada 1% de queda da vazão média, quanto cai cada vazão de referência

O coeficiente de transferência η cresce de forma monótona da ponta cheia para a ponta seca do regime, de 0,90 na cheia centenária a 1,15 na estiagem severa, sem inversões e na mesma ordem em todas as faixas de clima. A proporção de bacias acima de 1 acompanha essa ordem.

Coeficiente de transferência por vazão de referência e onde essa vazão decide
VazãoP10 · P50 · P90Bacias > 1Onde decide
Q99 (estiagem severa)0,93 · 1,15 · 1,4083%segurança hídrica, racionamento
Q7,100,92 · 1,15 · 1,4083%outorga e enquadramento
Q950,92 · 1,10 · 1,3080%outorga, disponibilidade hídrica
Q900,91 · 1,07 · 1,2677%outorga em vários estados
Q50 (mediana)0,93 · 1,01 · 1,1059%balanço hídrico anual
Q10 (vazões altas)0,94 · 0,99 · 1,0840%navegação, geração
Q_T10 (cheia decenal)0,75 · 0,93 · 1,1236%drenagem urbana
Q_T100 (cheia centenária)0,67 · 0,90 · 1,1132%barragens, vertedouros

Fonte: relatório técnico consolidado, Tabela 9 (SEDEC/DPM, 2026). A amplificação da estiagem não é um efeito médio puxado por poucas bacias extremas: é o comportamento da maioria.

A chuva que falta no período seco custa mais caro do que a que falta no período chuvoso. Uma redução concentrada no semestre seco produz elasticidade de 3,00 na mínima de sete dias e 2,91 no Q95, contra 2,16 e 2,11 quando a mesma redução acontece no semestre úmido. Para a cheia é o contrário: a cheia centenária responde com 2,09 a 2,79 à chuva de dezembro a fevereiro e com 0,61 a 0,87 à de junho a agosto. Uma projeção que mude só a distribuição da chuva ao longo do ano move as duas pontas do regime em direções independentes.

O país em mapas e superfícies

Onde o sistema é sensível, e onde a sensibilidade se concentra na vazão que a outorga usa

Quanto a vazão média responde à chuva. A sensibilidade de partida cresce do litoral úmido para o interior seco: elasticidade mediana de 1,84 no clima úmido e 2,86 no semiárido.
Quanto a estiagem amplifica essa resposta. Coeficiente de transferência do Q95: onde ele passa de 1, a vazão de outorga cai mais que a média. É a maioria do país.
Superfície de resposta nacional do Q95. Quanto a vazão de outorga muda para cada combinação de mudança de chuva e de evaporação. Chuva −20% com evaporação +10% dá −53%; a evaporação sozinha, a +10%, tira 13%.
O espectro inteiro. A curva de permanência não desce paralela a si mesma: o coeficiente é próximo de 1 no centro e sobe na ponta seca em todas as faixas de clima. O semiárido (20 estações) tem a maior amplificação e a maior dispersão.

Por faixa de clima

FaixaEstaçõesη do Q95η do Q7,10ε da média à chuva
úmido3450,75 · 1,15 · 1,631,221,84
sub-úmido3660,83 · 1,09 · 1,401,142,13
transição6600,82 · 1,09 · 1,351,142,25
seco760,83 · 1,08 · 1,281,112,28
semiárido/árido200,69 · 1,22 · 1,751,152,86

Redução de 20% da chuva; P10 · mediana · P90 entre estações. O estrato semiárido tem só 20 estações de ajuste aceito e deve ser lido com a cautela que esse número impõe: no envelope empírico, uma queda de 10% a 20% da média corresponde a −19% no Q95 na mediana, mas com P10 em −63%.

Da estiagem à cheia, por faixa de aridez. Mediana e P10–P90 entre estações A e B. Fonte: resultados do experimento, versão 2026.09.001.
O conceito em duas fichas

O regime de hoje, e o regime sob mudança do clima

As duas fichas didáticas da família de publicações: à esquerda, a curva de permanência como ela é hoje; à direita, o mesmo conjunto de vazões deformado pelo coeficiente medido no experimento. A curva é a mediana real das estações de ajuste aceito; a magnitude final depende do cenário, dos modelos e da região.

Ficha 1 · O rio não tem um número, tem um espectro. Cada decisão sobre a água usa uma vazão diferente do mesmo rio; entender a curva que liga todas elas é o primeiro passo.
Ficha 2 · Quando a média cai, a estiagem cai mais. A mudança do clima não desloca o rio inteiro por igual: o espectro se deforma.
Conheça o sistema

Da estação à ottobacia sem estação

Capturas reais da interface em desenvolvimento no ambiente interno do DPM, com os produtos do experimento carregados (versão 2026.09.001). Selecione uma imagem para ampliar.

Ponte de Budyko. A consulta real de uma ottobacia do São Francisco: com a média caindo 33,3%, a Q95 cai 38,3% e a mínima de sete dias 38,6%, enquanto a cheia centenária cai 28,0%, com faixa, envelope da região e confiança por indicador. Captura de 03/09/2026 (publicações da família).Ampliar imagem
Superfície. Cada célula é uma simulação da grade anual (15 mudanças de chuva × 11 de evaporação) para uma estação, por modelo ou pelo conjunto.Ampliar imagem
Espectro. A elasticidade ao longo da curva de permanência por região, cluster, área ou bioma, e a distância entre os modelos, que é a incerteza estrutural.Ampliar imagem
Regiões. A tabela operacional: para cada faixa de mudança da vazão média, os percentis da mudança do Q95 entre os pares estação × cenário do grupo.Ampliar imagem
De ΔQMLT a ΔQ95. Nas reduções, a mediana do coeficiente é 1,11; nos aumentos, 1,03: a relação depende do sinal.Ampliar imagem
Estação. A qualidade de cada modelo, o baseline contra as estatísticas oficiais da ANA e o espectro de resposta da estação.Ampliar imagem

Os mapas usam fundo cartográfico de terceiros (Esri, HERE, Garmin, OpenStreetMap), carregado pela internet quando o sistema está em uso. Nas capturas, o endereço interno do banco de dados foi ocultado.

Como funciona

Sem recalibrar modelo, sem inventar cenário

A chuva medida, multiplicada

A série real de chuva e de evaporação de cada bacia é multiplicada por um fator. A ordem dos dias, a estação chuvosa e as sequências secas ficam intactas: só o volume muda.

O modelo não é reajustado

Sete modelos chuva-vazão, já calibrados no clima observado, rodam com os mesmos parâmetros. Mede-se a reação do sistema, não um ajuste feito para caber no cenário.

O regime inteiro, não só a média

De cada simulação saem 38 indicadores: a curva de permanência completa, as vazões de estiagem de 1, 7 e 30 dias e as cheias por tempo de retorno.

Quanto cada vazão anda

Comparando com a série sem perturbação, mede-se quanto cada vazão de referência muda por 1% de mudança da chuva, da evaporação e da própria vazão média.

O resultado viaja para onde não há estação

Modelos de transferência levam o coeficiente às 464.067 ottobacias, testados fora da região em que foram treinados e sempre com faixa de incerteza.

197

cenários por ajuste: grade anual de 15 mudanças de chuva × 11 de evaporação, mais 32 cenários sazonais

38

indicadores por cenário, da curva de permanência às cheias por tempo de retorno

2,1 ms

por simulação diária de 61 anos; as 4,82 milhões correram em 30 minutos com seis processos

0,02

de R² é a diferença máxima entre os três testes espaciais dos modelos de transferência: a transferência não depende da vizinhança

A validação é feita fora de casa. Os modelos de transferência são testados em regiões hidrográficas inteiras que ficaram fora do treinamento, em blocos espaciais e em bacias de nível 2, com R² entre 0,8 e 0,97 conforme o indicador.
Da curva à decisão

Não existe "o" número; existe um procedimento

O coeficiente central é estável: muda pouco com a intensidade da mudança climática, com o tamanho da bacia e com a região. O que não é estável é a largura da distribuição em torno dele. Escolher um percentil é uma decisão institucional, e o estudo sustenta quatro posturas coerentes, pendentes de ratificação.

PosturaRegra de usoFator típicoQuando faz sentido
A · mediana simplesusar só o valor central1,10 em Q95 · 0,90 em Q_T100diagnóstico comparativo, priorização entre bacias, comunicação
B · mediana com faixa recomendada para planejamentoadotar o valor central e publicar a faixa P10–P90 e o envelope regional ao lado1,10 com faixa 0,92–1,30planos de recursos hídricos, revisão de outorga, disponibilidade hídrica
C · percentil conservadoradotar o P10 da queda da vazão baixa (ou o P90 da cheia)1,30 em Q95 · 1,40 em Q7,10obra de segurança hídrica, abastecimento sem redundância, reservação
D · sem número únicousar o envelope inteiro como faixa de trabalho e testar a robustez do projeto nela—semiárido, rios que secam, confiança baixa ou muito baixa
Secas e disponibilidade hídrica

Levar o cenário climático até a outorga

  • Converter a mudança da vazão média de qualquer estudo de clima em mudança de Q95, Q90 e Q7,10 em qualquer ottobacia da BHO 2017 ou da BHAE 2023, com faixa e confiança. disponível
  • Produto nacional por cenário climático (mapa de ΔQ95 por ottobacia), vetorizável em minutos quando o insumo de chuva, evaporação e vazão média por ottobacia estiver pactuado. depende de insumo externo
Cheias e obras

Não superestimar a cheia com o número da média

  • Saber que a cheia centenária responde com 0,90 à mudança da média e que a evaporação quase não a afeta; aplicar o fator certo a cada vazão de projeto. disponível
  • Cenários que mudem a intensidade dos eventos e o número de dias de chuva, além do volume. previsto
Planejamento com incerteza

Publicar mediana, faixa e confiança

  • Ler a classe de confiança antes do número: ela diz se a baixa confiança vem de amostra pequena, bacia dissimilar, ajuste ruim, validação fraca, faixa larga ou extrapolação, e cada causa tem encaminhamento diferente. disponível
  • Encaixar ΔQ95 por cenário na cadeia de balanço hídrico por ottobacia. uso potencial

A recomendação em uma frase (a ratificar). Publique a mediana com a faixa P10–P90 e o envelope do estrato, e trate como não utilizável a estimativa cuja confiança sair baixa ou muito baixa. Toda decisão apoiada nestes números será julgada em dois foros que puxam para lados opostos, a economicidade e a prudência; quem publica os três números pode responder aos dois.

Método, dados e limitações

De onde vêm os números e com que cautela lê-los

FonteInstituiçãoO que fornecePeríodo
Rede fluviométrica (HIDRO)ANAvazão diária das 3.496 estações usadas na calibração dos modelosaté 2022
BR-DWGD (grade Xavier)UFES e parceiroschuva e evapotranspiração de referência médias da bacia, 0,1°, a forçante perturbada1961–2022
Acervo nacional de calibraçãoFERAH / DPMsete modelos chuva-vazão calibrados por estação (função objetivo KGE)2026
BHO 2017 5k e BHAE 2023ANA464.067 trechos e 482.349 trechos; atributos de Budyko da ANA por ottobaciaedições 2017 e 2023
Impacto da mudança climática nos recursos hídricos do BrasilANA, 2024a mudança da vazão média por ottobacia (equação de Fu, ω por ottobacia) que a ponte converte2024

Cautelas de interpretação

  • Resposta de modelo, não de bacia. Onde os modelos representam mal o escoamento de base (semiárido, aquíferos profundos, bacias reguladas), a resposta das vazões baixas é a do reservatório do modelo. A dispersão entre modelos é reportada por isso.
  • Só magnitude. A perturbação preserva sequência, frequência e persistência da chuva; mudanças de intensidade dos eventos e de número de dias de chuva não estão representadas. Os extremos são os indicadores mais expostos a essa limitação.
  • Sem recalibração. Os parâmetros do clima histórico são mantidos; vegetação e uso do solo podem mudar com o clima. É a mesma hipótese de estacionariedade do ω fixo de Budyko.
  • Qualidade dos ajustes. Só 42% das estações têm ajuste A ou B; as regiões onde os modelos vão mal (semiárido, Nordeste) são as de maior interesse para estiagem, e a confiança da ponte carrega isso.
  • Regimes efêmeros. Onde Q95 e Q7,10 são zero na referência, a mudança relativa é indefinida (183 estações); os envelopes desses grupos são mais largos.
  • Cobertura das faixas. A faixa P10–P90 publicada é ligeiramente estreita: cobertura medida de 67% a 75% nas dobras não vistas, contra o alvo de 80%.
Budyko contra o experimento. Na média de longo termo, a elasticidade do experimento reproduz a ordem de grandeza da publicada pela ANA (mediana 2,12 contra 2,07), mas estação a estação a correlação é baixa: é a razão de a ponte usar o ΔQMLT da própria ottobacia como entrada e só transferir a deformação do espectro.
Estágio e próximos passos

O que está pronto e o que falta pactuar

Concluído
  • Experimento nacional: 4.820.984 simulações, 197 cenários por ajuste, 38 indicadores; testes automatizados fixam as convenções e verificam que a simulação sem perturbação reproduz a série calibrada.
  • Regionalização com validação espacial em três desenhos, envelopes por estrato e ponte de Budyko para BHO 2017 e BHAE 2023, unidade a unidade pela API.
  • Sistema operacional no ambiente interno: Visão geral, Estação, Superfície, Espectro, Regiões, Escala, QMLT, Ponte e Ajuda.
  • Cinco publicações no padrão SEDEC (03/09/2026): relatório técnico consolidado (78 páginas), relatório executivo, guia da plataforma, caderno de tecnologias e duas fichas didáticas.
Em discussão ou validação
  • As quatro posturas e a recomendação central estão marcadas "a ratificar" pela autoridade competente.
  • Validação técnica cruzada pela instituição detentora do dado de referência: a conferência unilateral feita aqui não a substitui.
  • Publicações em versão preliminar para discussão interna; sem instrumento formal de parceria; interface em desenvolvimento e sem endereço público.
Previsto ou pendente
  • Produto nacional por cenário climático: exige a tabela de mudança de chuva, evaporação e vazão média por ottobacia, que vem de fora e ainda não está pactuada.
  • Sensibilidade à função objetivo (KGE × NSE dos logaritmos) nas estações de classe A.
  • Cenários de estrutura temporal (intensidade dos eventos, dias de chuva) e incerteza paramétrica dentro de cada modelo.
  • Cruzar com a classe do sistema Atribuição, para excluir das análises regionais as estações com parcela não climática predominante.
  • Intervalos conformais por estrato, para garantir a cobertura de 80%.
Publicações e referências

Uma família de cinco publicações no padrão SEDEC

Produzidas em 03/09/2026 a partir da documentação do sistema, versão de dados 2026.09.001, na identidade da Coleção Técnica SEDEC. Estão em PDF e Word no acervo do DPM; a disponibilização se dá por solicitação à Diretoria enquanto permanecem como versões preliminares.

Tipo 1 · técnica

Relatório Técnico Consolidado

Quando a média cai, a estiagem cai mais. 78 páginas em PDF (90 no Word): fundamentação, experimento, resultados por indicador e região, validação e limitações.

Tipo 1 · executiva

Relatório Executivo

Síntese de decisão em dez páginas: o estudo em quatro números, as fichas, a tabela de coeficientes e as posturas a ratificar.

Tipo 2 · guia

Guia da Plataforma

19 páginas: as nove telas, a consulta pela ponte de Budyko e o roteiro do gestor em quatro passos.

Tipo 2 · caderno

Caderno de Tecnologias

12 páginas: o motor de simulação, o desenho do experimento, a regionalização e a API.

Divulgação

Fichas didáticas 1 e 2

Infográficos do regime de hoje e do regime sob mudança do clima, reproduzidos nesta página.

Referências de método

  1. Sankarasubramanian, A.; Vogel, R. M.; Limbrunner, J. F. Climate elasticity of streamflow in the United States. Water Resources Research, v. 37, n. 6, p. 1771–1781, 2001. doi:10.1029/2000WR900330.
  2. Fu, B. P. On the calculation of the evaporation from land surface. Scientia Atmospherica Sinica, v. 5, n. 1, p. 23–31, 1981 (a equação de Budyko usada pela ANA e pela ponte).
  3. Vogel, R. M.; Fennessey, N. M. Flow duration curves I: new interpretation and confidence intervals. Journal of Water Resources Planning and Management, v. 120, n. 4, p. 485–504, 1994.
  4. Xavier, A. C.; Scanlon, B. R.; King, C. W.; Alves, A. I. New improved Brazilian daily weather gridded data (1961–2020). International Journal of Climatology, v. 42, n. 16, p. 8390–8404, 2022. doi:10.1002/joc.7731.

Dados e marco institucional

  1. ANA. Impacto da mudança climática nos recursos hídricos do Brasil. 1. ed. Brasília, 2024. resumo executivo (PDF); catálogo: biblioteca.ana.gov.br.
  2. ANA. Base Hidrográfica Ottocodificada 2017 5k: metadados.snirh.gov.br. Portal HidroWeb: snirh.gov.br/hidroweb.
  3. Brasil. Lei nº 9.433, de 8 de janeiro de 1997 (Política Nacional de Recursos Hídricos). Planalto. Lei nº 12.608, de 10 de abril de 2012 (Política Nacional de Proteção e Defesa Civil). Câmara dos Deputados.
Glossário breve
Elasticidade (ε)
Mudança relativa de uma vazão por mudança relativa da chuva ou da evapotranspiração; ε = 2 significa que 1% a menos de chuva tira 2% da vazão.
Coeficiente de transferência (η)
Quanto uma vazão de referência muda para cada 1% de mudança da vazão média; η = 1,10 no Q95 significa que a estiagem cai 11% quando a média cai 10%.
Curva de permanência
As vazões diárias ordenadas da maior para a menor: mostra por quanto tempo o rio entrega cada vazão. Q95 é a superada em 95% do tempo.
Q7,10
Mínima média de sete dias consecutivos com dez anos de tempo de retorno; base da outorga em vários estados.
Aridez (φ)
Razão entre evapotranspiração de referência e chuva anuais; úmido abaixo de 0,8, semiárido acima de 2,0.
Ponte de Budyko
A rotina que recebe a mudança de chuva e evaporação (ou só a da vazão média) de uma ottobacia e devolve a mudança de cada vazão de referência com faixa e confiança.
Projeção e cenário
Segundo o IPCC, projeção é a resposta simulada a um cenário; cenário é uma descrição plausível de um futuro possível, não uma previsão. Os cenários deste estudo são perturbações controladas, não previsões de clima.

Translation notes译文说明

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