Aridez

Aridez é uma característica do clima que resulta do déficit hídrico gerado pela insuficiência da precipitação média e face à evapotranspiração potencial numa dada região. Assim, o grau de aridez depende da diferença entre a quantidade de água proveniente da precipitação e a perda máxima possível de água através da evaporação e transpiração (a evapotranspiração potencial). Quando a evapotranspiração potencial excede a precipitação, o consequente deficit hídrico conduz a uma crescente falta de água disponível, que no limite se traduz numa insuficiência de precipitação que limita ou impede o crescimento e desenvolvimento da vida vegetal e animal.^[2][3] Ambientes sujeitos a elevada aridez tendem a ter vegetação esparsa ou mesmo ausente, sendo em geral designados por regiões de clima árido ou desértico. Cerca de 30% da superfície emersa da Terra é ocupada por regiões consideradas como de elevada aridez.^[4]

A aridez é um fenómeno climático resultante de uma baixa precipitação face à capacidade evaportiva resultante da temperatura do ar e da humidade relativa prevalecentes na região, fatores que se traduzem no evapotranspirativo do ambiente local. Nas chamadas regiões áridas, a precipitação é persistentemente inferior à evapotranspiração potencial (denominada ETP), ou seja o potencial evapotranspirativo é superior ao aporte hídrico trazido pela precipitação.

A aridez, em diversos graus, está presente em quase 30% das terras emersas,^[5] distribuindo-se por várias latitudes, embora as regiões mais afetadas se concentrem em zonas áridas próximas dos trópicos devido à presença nessas regiões da parte descendente das células de Hadley.

As zonas áridas são caracterizadas por um déficit crónico de precipitação e a aridez é tradicionalmente caracterizado pela seca, especialmente quando esta limita severamente o crescimento vegetal ou faz com que as plantas morram.^[6] O aquecimento global, e as consequentes mudanças climáticas ameaçam vastas regiões do planeta com uma crescente aridificação, aqui entendida como uma mudança gradual ou repentina no clima levando a uma situação de crescente aridez.

Sendo a aridez uma noção espacial, uma região pode ser qualificada como árida, mas o conceito não deve ser aplicado a períodos de tempo, embora seja frequente o uso, incorreto, de expressões como «mês de maior aridez» ou «verão árido».

Apesar das diferentes classificações climáticas em uso, existem três graus comuns em quase todos os índices de aridez:

• hiper-árido — precipitação média anual de 10 a 15 mm;
• árido — precipitação média anual de 50 a 150 mm na zona tropical, distribuída em chuvas sazonais;
• semi-árido — precipitação média anual até 500 mm, com sazonalidade acentuada.

A aridez é causada principalmente pela crista subtropical, um cinturão de anticiclones subtropicais semi-permanentes (gerando os desertos zonais e costeiros). Também pode ser devido à ocorrência de subsidência do ar atrás de um obstáculo no relevo favorecendo o efeito foehn no caso de desertos resultantes de sombra orográfica, ou mesmo ao afastamento da região em relação às costa, o que limita a chegada da humidade proveniente do oceano.

Quanto maior o albedo (refletividade), menor a absorção e a radiação é refletida de volta para o espaço. No caso de um domínio árido, o albedo é muito alto e muita energia solar é refletida, privando a vegetação de potencial de desenvolvimento ao mesmo tempo que serve para aquecer o ar que promove a evapotranspiração e a aridificação.

Ao nível do solo, a aridez leva a uma rarefação dos seres vivos e a uma adaptação destes a essas condições xéricas. Causa lacunas hidrológicas: chuvas baixas e irregulares, poucas redes hidrográficas ou redes hidrográficas pouco desenvolvidas. Por fim, há um processo de erosão pelo vento e acúmulo acelerado de areias acompanhado de esgotamento do solo e falta de água.

Uma região é árida quando é caracterizada por uma grave falta de água disponível, a ponto de dificultar ou impedir o crescimento e desenvolvimento da vida vegetal e animal. Ambientes sujeitos a climas áridos tendem a carecer de vegetação e são chamados de xéricos ou desérticos. A maioria dos climas considerados áridos localizam-se próximo nos trópicos, em regiões que ocupam parte substancial da África, Ásia, América do Sul, América do Norte e Austrália.^[7]

As regiões de clima árido agrupam-se em duas grandes categorias:

• Desertos e regiões áridas zonais, resultantes do ramo descendente das células de Hadley, localizados ao longo dos trópicos:
  • Ao longo do Trópico de Câncer: Mojave (Estados Unidos) e mexicano, Saara, Deserto da Arábia, Irão, Deserto de Thar . O nome do estado de Arizona significa zona árida.
  • Ao longo do Trópico de Capricórnio: Deserto do Atacama, Calaári, desertos australianos.
• Desertos e regiões áridas não zonais, com diferente génese:
  • zonas de sombra a jusante da cordilheiras: desertos americanos da Grande Bacia, da Argentina;
  • interior dos continentes: desertos da Ásia Central;
  • devido às correntes marinhas frias das costas ocidentais dos continentes: desertos chileno-peruanos, Baja California, Namibe, Río de Oro.

O Manto de Gelo Antártico (o inlandsis antártico), bem como algumas áreas do Ártico, apresentam pouca precipitação e estão tecnicamente entre as regiões mais áridas do mundo. No entanto, estes não são ambientes onde a água esteja ausente, pois está presente na forma de gelo. A ausência de cobertura vegetal devido ao frio, mais do que a ausência de água, significa que não associamos necessariamente o clima dos mantos de gelo (ou inlandsis) ao discurso habitualmente dedicado à problemática da aridez.^[8]

Um índice de aridez (I_A) é um indicador numérico do grau de secura do clima em uma determinada região. Desde os anos finais do século XIX que vários índices de aridez foram sendo propostos, com usos diferentes e períodos de maior ou menor intensidade de utilização. Esses indicadores servem para identificar, localizar ou delimitar regiões com variável déficit de água disponível, condição que pode afetar severamente o uso efetivo da terra para atividades como agricultura ou pecuária.^[9]

O cálculo de um índice de aridez, assim como a classificação dos climas, sempre foi objeto de investigação em climatologia. Há uma infinidade de índices e fórmulas, alguns baseados em critérios climatológicos, outros biogeográficos.

Entre os índices de aridez mais conhecidos contam-se os de Köppen/Geiger, de Martonne (1926 a 1941), de Thornthwaite (1948), de Budyko e o de Bagnouls/Gaussen (1953 a 1957), índices de que adiante se dá uma breve descrição.

Nos anos iniciais do século XX, Wladimir Köppen e Rudolf Geiger desenvolveram um conceito de classificação climática na qual as regiões áridas são definidas como aqueles locais onde em média a precipitação total anual (em centímetros) é menor que ${\displaystyle R/2}$, onde:

• ${\displaystyle R=2\times T}$ — se a precipitação ocorrer principalmente na estação fria;
• ${\displaystyle R=2\times T+14}$ — se a precipitação for uniformemente distribuída ao longo do ano;
• ${\displaystyle R=2\times T+28}$ — se a precipitação ocorrer principalmente na estação quente.

onde ${\displaystyle T}$ é a temperatura do ar média anual em graus Celsius.

Esta foi uma das primeiras tentativas de definir um índice de aridez capaz de reflectir os efeitos do regime térmico e da quantidade e distribuição da precipitação na determinação da vegetação natural possível numa região. O índice reconhece a importância da temperatura em permitir que lugares mais frios, como o norte Canadá sejam vistos como húmidos com o mesmo nível de precipitação que alguns desertos tropicais, devido aos níveis mais baixos de evapotranspiração potencial nos lugares mais frios. Nos subtrópicos, a consideração da distribuição da precipitação entre as estações quentes e frias reconhece que as chuvas de inverno são mais eficazes para o crescimento das plantas que podem florescer no inverno e ficar dormentes no verão do que a mesma quantidade de chuva de verão durante a estação quente. Assim, um lugar como Atenas, na Grécia que recebe a maior parte de suas chuvas no inverno pode ser considerado como tendo um clima húmido (como atestado pela vegetação) com aproximadamente a mesma quantidade de chuva que impõe condições semidesérticas em Midland, Texas, onde as chuvas ocorrem em grande parte no verão.

O índice de aridez de Bagnouls/Gaussen (AI_BG), frequentemente designado apenas por índice de aridez de Gaussen, foi desenvolvido por François Bagnouls e Henri Gaussen, sendo calculado mês a mês, considerando-se que um determinado mês é árido quando se verifica a seguinte condição:^[10][11][12]

${\displaystyle P<{2\times T}}$

onde ${\displaystyle P}$ é a precipitação total (em mm) no mês; e ${\displaystyle T}$ é a temperatura média mensal do ar (°C) no mesmo mês.

Este índice de aridez é útil quando utilizado na construção de um diagrama ombrotérmico, em geral construídos recorrendo à escala 1 °C = milímetro.

O índice de aridez de Martone (AI_M), desenvolvido pelo geógrafo e climatologista Emmanuel de Martonne, permite determinar o grau de aridez de uma região com base na precipitação e na temperatura do ar. Para o calcular o índice de aridez anual é utilizada a fórmula:

${\displaystyle AI_{M}={\frac {P}{T+10}}}$

onde ${\displaystyle P}$ designa a precipitação total anual e ${\displaystyle T}$ a temperatura média anual do ar (ºC). Quando calculada para um determinado mês, a fórmula assume a forma:

${\displaystyle I={\frac {12p}{t+10}}}$

onde ${\displaystyle p}$ designa a precipitação total no mês e ${\displaystyle t}$ a temperatura média no mês.

Quando calculado na base anual, os limites que definem vários graus de aridez e as áreas aproximadas envolvidas são os seguintes:

${\displaystyle I=0}$
Regiões hiper-áridas Déserts absolus	(Atacama (Chile) Pavimento desértico de Tanezrufte (Saara) Vale da Morte)
${\displaystyle I=5}$
Regiões áridas Regiões desérticas	Saara Os desertos do Arizona e de Sonora Deserto de Cavir (Irão) Deserto de Thar (Índia) Deserto de Tabernas (próximo de Almería)
${\displaystyle I=10}$
Regiões semi-áridas	Sahel Calaári Chaco (Argentina) Nordeste (Brasil)
${\displaystyle I=20}$
Regiões semi-húmidas
${\displaystyle I=30}$
Regiões húmidas
${\displaystyle I=55}$

Em 1948, C. W. Thornthwaite propôs um índice de aridez (AI_T) definido como:

${\displaystyle AI_{T}=100\times {\frac {d}{n}}}$

em que a deficiência hídrica ${\displaystyle d}$ é calculada como a soma das diferenças mensais entre a precipitação e a evapotranspiração potencial para os meses em que a precipitação normal é inferior à evapotranspiração normal; e onde ${\displaystyle n}$ representa a soma dos valores mensais da evapotranspiração potencial para os meses deficientes.^[13] Este índice de aridez foi posteriormente usada para delinear as zonas áridas do mundo no contexto do programa de inventarieação de zonas áridas da UNESCO (UNESCO Arid Zone Research).^[14]

Nos preparativos para a Conferência das Nações Unidas sobre Desertificação (UNCOD), o Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (UNEP) emitiu um mapa da distribuição global da aridez baseado num índice de aridez (AI_B) proposto originalmente em 1958 por Mikhail Ivanovich Budyko e definido da seguinte forma:^[15]

${\displaystyle AI_{B}=100\times {\frac {R}{LP}}}$

onde ${\displaystyle R}$ é a radiação solar líquida média anual (também conhecida como balanço de radiação líquida), ${\displaystyle P}$ é a precipitação média anual e ${\displaystyle L}$ é a calor latente de evaporação da água. Este índice é adimensional e as variáveis ${\displaystyle R}$, ${\displaystyle L}$ e ${\displaystyle P}$ podem ser expressas em qualquer sistema de unidades que seja autoconsistente.

Mais recentemente, o UNEP (ou PNUMA) adotou um índice de aridez (AI_U), definido como:^[16]

${\displaystyle AI_{U}={\frac {P}{PET}}}$

onde ${\displaystyle PET}$ é a evapotranspiração potencial e ${\displaystyle P}$ é a precipitação anual média.^[16] Nesta formulação, ${\displaystyle PET}$ e ${\displaystyle P}$ devem ser expressos nas mesmas unidades, por exemplo, em milímetros. Neste último caso, os limites que definem vários graus de aridez e as áreas aproximadas envolvidas são os seguintes:

Classificação	Índice de aridez	% área emersa global
Hiperárido	AI < 0.05	7.5%
Árido	0.05 < AI < 0.20	12.1%
Semi-árido	0.20 < AI < 0.50	17.7%
Sub-húmido seco	0.50 < AI < 0.65	9.9%

A distribuição da aridez observada em qualquer ponto no tempo é em grande parte o resultado da circulação geral da atmosfera. Esta última muda significativamente ao longo do tempo em resultado das mudanças climáticas. Por exemplo, o aumento da temperatura (de 1,5 a 2,1%) em toda a Bacia do Nilo nos próximos 30 a 40 anos pode mudar a região de semi-árida para árida, resultando numa redução significativa das terras agrícolas disponíveis naquela região.^[17][18] Além disso, mudanças no uso da terra podem resultar em maiores consumos da água do solo e induzir um maior grau de aridez.^[19]

Referências

• Budyko, M. I. (1958) The Heat Balance of the Earth's Surface, trs. Nina A. Stepanova, US Department of Commerce, Washington, D.D., 259 p.
• Huschke, Ralph E. (1959) Glossary of Meteorology, American Meteorological Society, Boston, Second printing-1970.
• McIntosh, D. H. (1972) Meteorological Glossary, Her Majesty's Stationery Office, Met. O. 842, A.P. 897, 319 p.
• Meigs, P. (1961) 'Map of arid zone', in L. D. Stamp (Editor) A History of Land Use in Arid Regions, UNESCO Arid Zone Research, Publication XVII, Paris, 388 p.
• UNCOD Secretariat (1977) Desertification: Its causes and consequences, Pergamon Press, 448 p.
• UNEP (1992) World Atlas of Desertification.
• Griffiths, J. F. (1985) 'Climatology', Chapter 2 in Handbook of Applied Meteorology, Edited by David D. Houghton, John Wiley and Sons, ISBN 0-471-08404-2.
• Durrenberger, R. W. (1987) 'Arid Climates', article in The Encyclopedia of Climatology, p. 92-101, Edited by J. E. Oliver and R. W. Fairbridge, Van Nostrand Reinhold Company, New York, ISBN 0-87933-009-0.
• Stadler, S. J (1987) 'Aridity Indexes', article in The Encyclopedia of Climatology, p. 102-107, Edited by J. E. Oliver and R. W. Fairbridge, Van Nostrand Reinhold Company, New York, ISBN 0-87933-009-0.
• Blue Peace for the Nile Report, 2009, Strategic Foresight Group

• Arid Forest Research Institute (AFRI)
• Aridificação
• Classificação climática
• Clima desértico
• Desertificação
• Humidade relativa
• Índice de aridez
• Pressão de vapor
• Seca
• Tolerância à dessecação

• ScienceDirect Topics: Aridity - an overview
• World Atlas of Desertification