Diversos estudos sugerem uma alta correlação entre a temperatura da superfície do mar (TSM), e índices derivados, com a variabilidade de deflúvios naturais na escala mensal e sazonal, cabe reforçar que apesar da descrição de estudos de diferentes escalas temporais este projeto de tese tem como foco a escala mensal.
Dentre tais estudos pode-se citar os realizados em escala global de Dettinger & Diaz (2001), o de Amarasekera et al. (1997) realizado na zona tropical da América do Sul e África, e o de Stuck et al. (2006) e Garcia & Mechoso (2005) na América do sul. Os estudos de Carriello et al. (2005), Soares et al. (2006) e Kim & Vissotto (2003) analisam a relação entre a TSM e a hidrografia do Brasil como um todo. Em termos de bacias específicas os trabalhos de Cardoso & Sousa Dias (2006), Berri et al. (2002), Mechoso & Iribarren (1992) analisando bacias do sudeste brasileiro; Foley et al. (2002) e Barros et al. (2004) analisando bacias do noroeste brasileiro; Galvíncio & Sousa (2002) e Silva & Molion (2004) analisando bacias nordeste brasileiro; mostram a boa capacidade representativa da TSM para com variabilidade dos deflúvios da hidrografia território brasileiro.
Dettinger & Diaz (2001) realizaram um estudo em escala global analisando a correlação da TSM – Índice de Oscilação Sul (SOI), Pacífico Norte (NP), Oscilação do Atlântico Norte (NAO) e El Niño – com as vazões mensais de 1.345 estações fluviométricas localizadas nos cinco continentes. A variabilidade nas séries de vazões foi representada pela sazonalidade intranual, variabilidade vazão anual, mês de maior vazão, diferença em meses entre o mês de maior vazão e o de maior precipitação, relação entre vazão do mês de pico e a respectiva precipitação efetiva (precipitação-evaporação), vazão média anual por unidade de área, eficiência da vazão média (relação média anual entre vazão e precipitação), coeficiente de variação anual das vazões e das precipitações. As precipitações (5.328 estações) e vazões (1.345 estações) foram analisadas com valores médios em células de 5°x 5°. As evaporações foram obtidas através do NCEP-NCAR em grid de 2,5°x 2,5°.
O trabalho de Dettinger & Diaz (2001) apresenta como conclusões que as estimativas de correlações entre as vazões totais anuais e os índices climáticos, tais como o
SOI e NAO ilustram bem as teleconexões responsáveis pelos deflúvios em termos globais. Em termos sazonais o SOI se mostrou correlacionado com a variabilidade das vazões nas Américas, Europa e Austrália. As diferenças de escoamento médio em anos de El Niño em relação a média geral dos deflúvios é cerca de cinco vezes maior que as diferenças correspondentes a precipitação. Em geral, os deflúvios médios anuais em rios tropicais são menores durante os anos de El Niño, já em regiões extratropicais a dependência é bem menor variando de região para região. As previsões de longo termo no oeste norte-americano, na América do Sul e Austrália são melhores representadas pelo SOI. As vazões anuais na maior parte da América do Norte, bem como na Europa e na zona tropical apresenta-se bem correlacionada com NP. A variabilidade sazonal de NAO é refletida na variabilidade das vazões nas regiões do leste dos Estados Unidos, Europa, zona tropical Sul-Americana e África.
Em termos regionais, Amarasekera et al. (1997) realizaram análises da correlação da TSM, mais especificamente o índice El Niño-Oscilação Sul (ENSO), e a variabilidade natural das vazões dos quatro maiores rios tropicais. Neste estudo foi constatado que as vazões anuais dos rios da bacia Amazônica (América do Sul), Congo e Nilo (África) são negativamente correlacionados com valores do ENSO e a bacia do rio Paraná (América do Sul) apresentou uma relação positiva. Citando trabalhos anteriores foi feito, nesse mesmo estudo, um resumo de causa e efeito entre as vazões e precipitações sazonais e a fase quente do ENSO. Na América do Sul os rios Amazonas e Trombetas ocorrem uma redução nos deflúvios, redução da precipitação no Nordeste brasileiro, e aumento dos deflúvios no rio Paraná. Nos rios africanos a fase quente do ENSO gera uma redução das vazões dos rios Nilo e Congo e na precipitação no sudeste do continente. Produz também uma redução nas precipitações indianas e nas vazões dos rios australianos Murray-Darling.
Stuck et al. (2006) analisaram a capacidade dos dados mensais da região do fenômeno ENSO explicarem a variabilidade do regime hidrológico dos rios da América do Sul. Como variáveis climatológicas os autores utilizaram dados do índice Nino3.4, entre 1903
e 1994. Para os dados de vazões mensais foram utilizadas técnicas multivariadas de análise de corelação canônica (ACC) de série de dados de vazões mensais, e 12 anos de vazões sob o efeito de El Niño e outros 12 anos sob efeito de La Niña. Para análise de correlação os autores utilizaram os índices climáticos com defasagem (lag) de 1 a 12 meses. Os autores verificaram significante correlação entre as vazões e a variabilidade de ENSO na maior parte da América
do Sul; nos meses de janeiro e fevereiro, 70% da variância pode ser explicada no nordeste brasileiro sob a influência de ENSO e 45% em anos normais; para a costa do Equador e norte do Peru, 60% da variância das vazões podem ser explicadas em anos de ENSO em contrates tais locais apresente valores muito baixos de correlação em anos normais.
Carriello et al. (2005) e Soares et al. (2006) definiram a relação entre a resposta hidrológica observada (relação entre vazão específica e a precipitação) e os valores do índice El Niño-Oscilação Sul (ENSO) nas diferentes regiões do território Brasileiro a partir de uma malha de referência de 0,5° x 0,5°. No cálculo da Resposta Hidrológica Observada (RHO) foram utilizados: i) dados de vazão definidos a partir do inventário de estações fluviométricas da Agência Nacional de Águas (ANA) com dados entre 1970 e 2000; e ii) Dados observados de precipitação de três institutos de pesquisa, Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Unidade de Pesquisa Climática (CRU) e da Agência Meteorológica Mundial (WMO). Cabe observar que neste estudo foi utilizado um espaço de tempo de dois meses na relação de causa e efeito entre a precipitação e a vazão. Analisando a RHO para o período de 1970 e 2000, 1974-1975 (período de La Niña) e 1982-1983 (período de El Niño); os autores concluem ser possível delimitar espacialmente o comportamento da RHO, onde: a região Norte apresenta respostas médias a altas, a região Nordeste respostas baixas, as regiões Centro-Oeste e Sudeste respostas médias, e a região Sul respostas altas. No entanto, este padrão apresenta variações significativas em anos associados à presença do fenômeno El Niño/La Niña. O ENSO exerce uma influência distinta nas regiões do Brasil: o El Niño provoca um aumento da RHO nas zonas noroeste e sudeste da bacia da região Norte do Brasil (bacia do rio Amazonas), nas zonas sul e leste da região Sudeste do Brasil, na região Sul do Brasil, inundações severas podem ser causadas em alguns anos nas regiões Sul e Sudeste (bacias dos rios Paraná, Paraguai e Uruguai); o mesmo produz uma diminuição da RHO nas zonas do extremo norte, leste e sul da região Norte do Brasil (bacia do rio Amazonas), na região Nordeste do Brasil como um todo (bacias Norte e Nordeste do Atlântico, bacia do alto e médio São Francisco, e norte das bacias do leste do Atlântico) causando inclusive secas severas em determinados anos. De uma forma geral o fenômeno La Niña provoca efeitos inversos nas regiões.
Entre os estudos realizados em bacias hidrográficas brasileiras específicas, cabe destaque o estudo realizado por Cardoso & Silva Dias (2006) utilizam técnicas de análise multivariadas (Componentes Principais e Correlação Canônica), para a série mensal de 1950 a
2001 das vazões naturais afluentes ao reservatório Posadas localizado na bacia do rio Paraná. Tal estudo avalia a relação entre o regime fluviométrico e a TSM mensal do oceano Atlântico (OA) e oceano Pacífico (OP) com resolução espacial de 1,0° x 1,0°. Os autores observaram as vazões naturais apresentam correlação significante com a TSM de OP na região do ENSO, portanto eles utilizaram ACP e ACC para essa região. A CP1 cobre 34% da variância total das vazões enquanto a CP2 explica 11%. A CP1 representa a influência do índice Nino3 e a CP2
Nino1e2. O primeiro componente canônico (CC1) indica correlação positiva com a zona
tropical de OP e um dipolo Norte-Sul de OA, tal estudo mostra que o CC1 tem boa correlação com as vazões estudadas e 80% de correlação com ENSO, no entanto, não se mostrou um indicador tão eficiente da variabilidade das vazões estudadas como as componentes da ACP.