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Mudanças climáticas afetam o ciclo hidrológico e influenciam significativamente o uso dos recursos hídricos. O grande número de eventos extremos e a extensão prolongada no espaço e no tempo destes são indicativos de que as mudanças climáticas estão se intensificando nas últimas décadas. Eventos de inundações e secas estão sendo registrados periodicamente, e eventos em que uma seca ocorre após uma inundação ou uma inundação ocorre após uma seca prolongada têm sido mais frequentes. Logo, estudos considerando abordagens distintas sobre secas e inundações podem subestimar o risco de desastres se considerados independentemente. Este estudo investiga os impactos das mudanças climáticas nos eventos extremos de inundações e secas na bacia do Itajaí, considerando o uso de projeções regionais, teste de tendência e índices padronizados. A região do Vale do Itajaí, no estado de Santa Catarina, Brasil, é uma das regiões que se singulariza por desastres relacionados ao clima que causaram grandes perdas econômicas e sociais nos municípios que fazem parte da bacia, porém, nos últimos anos também vêm passando por períodos de estiagens que afetaram a região. Suas atividades econômicas concentram-se no setor agropecuário, o que torna a região suscetível aos impactos de desastres associados, principalmente, aos extremos hidrológicos. O método de avaliação incluiu o cálculo das tendências pelo teste de Mann-Kendall e o estimador de Sens e os índices SPI (Índice Padronizado de Precipitação) e SSFI (Índice Padronizado de Vazão) para o período atual de 1989 a 2020 (32 anos) e para cenários futuros de mudanças climáticas. Foram utilizados dois modelos climáticos globais, HadGEM2-ES e MIROC5, com downscaling pelo Modelo Regional Eta, com 20 km de resolução, para os períodos 2011-2040, 2041-2070 e 2071-2099. Essas projeções adotaram dois cenários de emissão, o RCP 4.5 e o RCP 8.5. No teste de tendência para os dois cenários de RCP 4,5 e 8,5 o ETA/HadGEM2-ES no geral mostrou que a bacia do Itajaí no curto prazo está propícia a eventos mais frequentes de inundações, e no médio-prazo e longo-prazo os eventos de seca poderão ser mais frequentes. O modelo ETA/MIROC5 nos cenários de RCP 4,5 e 8,5, nos três períodos, indicou aumento da precipitação e do escoamento na bacia do Itajaí, ou seja, a região estaria mais propicia a frequência de eventos de inundações. Quando analisados os índices SPI e SSFI os dois modelos ETA/HadGEM2-ES e ET/MIROC5 e nos dois cenários de RCP 4,5 e 8,5 mostraram que nos três períodos, 2011-2040, 2041-2070 e 2071-2099, a bacia do Itajaí está propícia a eventos extremos de inundações e secas, comprovado pelos valores do SPI e SSFI acima de 2 e menor que -2, os quais indicam períodos extremamente úmidos e secos, respectivamente. Portanto, as mudanças projetadas para essa região podem desencadear a ocorrência de desastres relacionados a eventos extremos, associados a inundações e secas, e que podem aumentar a vulnerabilidade das pessoas que vivem em áreas de risco. Assim, é imprescindível considerar o clima futuro para a adoção de medidas de mitigação e adaptação aos impactos das mudanças climáticas, bem como para um melhor planejamento e gestão dos recursos hídricos na bacia do Itajaí.