ENG    THE IMPACTS OF THE SPATIAL VARIATION OF SOUTH ATLANTIC CONVERGENCE ZONE ON RAINFALL, FLOW AND WATER QUALITY IN RIVER DOCE, BRAZIL

Nelson António Mateus; Diego Pujoni; Ricardo Amorim; Anacleto Diogo; Ana Cunha; Sónia  Ribeiro

doi:10.26848/rbgf.v18.1.p038-060.

Authors

Nelson António Mateus Universidade Federal de Minas Gerais
Diego Pujoni UFMG https://orcid.org/0000-0002-1825-0097
Ricardo Amorim UFAL https://orcid.org/0000-0002-1825-0097
Anacleto Diogo UFMG https://orcid.org/0000-0002-1825-0097
Ana Cunha Possui graduação em em Física pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2004). Mestrado em Meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2007) na área de micrometeorologia com enfoque em calibração de modelo de superfície para área de caatinga. Doutorado em meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2013) nas áreas de agrometeorologia, micrometeorologia e climatologia com enfoque em impactos climáticos das mudanças dos usos e cobertura para a região semiárida. Tem experiência em modelagem de processos de superfície, aplicação de dados de Sensoriamento Remoto em modelos de interação biosfera-atmosfera e calibração e validação de modelos de superfície. Atualmente é Pesquisadora no Centro Nacional de Monitoramento e Alerta de Desastres Naturais (CEMADEN), onde desenvolve metodologias para o monitoramento e avaliação de impactos das secas em todo o Brasil. Desde 2015, auxilia o Programa Garantia-Safra do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), na verificação de perdas agrícolas em razão da seca, sendo também membro do Comitê Gestor do referido Programa. Desde 2019, é Docente no Programa de Pós-Graduação em Desastres (ICT/Unesp - Cemaden/MCTIC). https://orcid.org/0000-0002-1825-0097
Sónia Ribeiro UFMG https://orcid.org/0000-0002-1825-0097

DOI:

https://doi.org/10.26848/rbgf.v18.1.p038-060.

Keywords:

SACZ, Extreme Events, Water Quality, Governance

Abstract

This study focuses on the Rio Doce basin in Minas Gerais, Brazil, analyzing the impact of geographic positions (patterns) of the South Atlantic Convergence Zone (SACZ) on the variability of precipitation, river flow, floods, and water quality. Despite its significance, the lack of studies considering different SACZ positions in defining precipitation thresholds for early warning in flood events and water quality parameters persists. The results highlight that distinct SACZ positions are associated with variations in the distribution of precipitation, river flow, and water quality. The Northern Pattern (NP) and Central Pattern (CP) contribute to higher accumulations of rainfall (≥18 mm/day) and river flow (80-800 m^3/s) in the basin. The Piracicaba and Santo António sub-basins record the highest number of extreme rainfall events, with 168 and 127, respectively. Most floods occur in the NP pattern, totaling 54 cases (28.63% causing substantial harm to the population). We identified that precipitation levels ≥43 mm/day are linked to floods in both NP and CP patterns, serving as a threshold for watershed committee decisions. Trend analysis indicates a decrease in rainfall and river flow across all patterns. Regarding water quality, the presence of SACZ primarily increases parameters such as turbidity and total suspended solids. This work contributes to integrating water-related criteria into policies and decisions, especially relevant in the Rio Doce basin following an environmental disaster caused by the rupture of a mining dam.

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Author Biographies

Diego Pujoni, UFMG

Biólogo (2007) e Estatístico (2018) formado pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Mestre (2010) e Doutor (2015) em Ecologia, Conservação e Manejo da Vida Silvestre pela UFMG com ênfase em Ecologia Teórica e Numérica, Análise de Dados Biológicos, Limnologia e Modelagem Matemática. Pós-doutoramento no Laboratório de Limnologia, Ecotoxicologia e Ecologia Aquática (UFMG). Gestor de dados do Programa de Pesquisas Ecológicas de Longa Duração (PELD-site 4). Técnico em Química formado pelo Colégio Técnico da UFMG (2004). Professor substituto do Departamento de Genética, Ecologia e Evolução (UFMG 2020-2023). Docente temporário e Chefe do Departamento de Ciências Exatas na Universidade Estadual de Minas Gerais (UEMG 2015-2016 e 2019). Trabalhei durante seis meses na Universidade de Wageningen (Holanda), estudando modelagem matemática de sistemas biológicos. Minha pesquisa foca na construção de modelos estocásticos e determinísticos a fim de testar hipóteses sobre o funcionamento dos ecossistemas e comunidades biológicas numa perspectiva espaço-temporal. Tenho experiência na análise multivariada de dados biológicos utilizando linguagem R. Sou consultor de estatística para projetos de investigação e leciono cursos de estatística.

Ricardo Amorim, UFAL

Professor e Pesquisador da Universidade Federal de Alagoas

Anacleto Diogo, UFMG

Aluno de doutorado da UFMG

Ana Cunha, Possui graduação em em Física pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2004). Mestrado em Meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2007) na área de micrometeorologia com enfoque em calibração de modelo de superfície para área de caatinga. Doutorado em meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2013) nas áreas de agrometeorologia, micrometeorologia e climatologia com enfoque em impactos climáticos das mudanças dos usos e cobertura para a região semiárida. Tem experiência em modelagem de processos de superfície, aplicação de dados de Sensoriamento Remoto em modelos de interação biosfera-atmosfera e calibração e validação de modelos de superfície. Atualmente é Pesquisadora no Centro Nacional de Monitoramento e Alerta de Desastres Naturais (CEMADEN), onde desenvolve metodologias para o monitoramento e avaliação de impactos das secas em todo o Brasil. Desde 2015, auxilia o Programa Garantia-Safra do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), na verificação de perdas agrícolas em razão da seca, sendo também membro do Comitê Gestor do referido Programa. Desde 2019, é Docente no Programa de Pós-Graduação em Desastres (ICT/Unesp - Cemaden/MCTIC).

Possui graduação em em Física pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2004). Mestrado em Meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2007) na área de micrometeorologia com enfoque em calibração de modelo de superfície para área de caatinga. Doutorado em meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2013) nas áreas de agrometeorologia, micrometeorologia e climatologia com enfoque em impactos climáticos das mudanças dos usos e cobertura para a região semiárida. Tem experiência em modelagem de processos de superfície, aplicação de dados de Sensoriamento Remoto em modelos de interação biosfera-atmosfera e calibração e validação de modelos de superfície. Atualmente é Pesquisadora no Centro Nacional de Monitoramento e Alerta de Desastres Naturais (CEMADEN), onde desenvolve metodologias para o monitoramento e avaliação de impactos das secas em todo o Brasil. Desde 2015, auxilia o Programa Garantia-Safra do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), na verificação de perdas agrícolas em razão da seca, sendo também membro do Comitê Gestor do referido Programa. Desde 2019, é Docente no Programa de Pós-Graduação em Desastres (ICT/Unesp - Cemaden/MCTIC).

Sónia Ribeiro , UFMG

Professor at the Department of Cartography at the Federal University of Minas Gerais, Coordinator of the Postgraduate Program in Analysis and Modeling of Environmental Systems, Research Productivity Scholarship at level 1D. Participate in the Assessment on Sustainable Use of Wild Species

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