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O presente estudo tem por objetivo analisar as séries temporais de chuva e vazão dos postos hidrometeorológicos da Agência Nacional de Águas (ANA) no período de 1930 a 2017 localizados na bacia do Paraíba do Sul cuja finalidade é identificar a existência tendências em diferentes escalas temporais (mensal, sazonal e anual). Por meio do teste não paramétrico de Mann-Kendall foi possível identificar que as estações apresentam tendências positivas e negativas de precipitação, porém, as negativas demonstram ser mais significativas. Além da análise observacional, faz-se também análises das projeções de mudanças baseadas no Modelo Climático Regional RegCM4. Em relação as projeções futuras, para a escala anual, os resultados para a precipitação revelam redução da precipitação em até 10% dos totais anuais até 2100 em relação ao período base; no verão, projeta-se uma redução até meados de 2040, todavia para o final do século os modelos projeta-se um aumento de até 20%, revelando dessa forma as incertezas nas projeções. Em relação as projeções de temperatura, os resultados indicam um aumento gradativo ao longo do século XXI com aumento de até 5°C no final do século. Os resultados têm potencial de auxiliar os gestores no planejamento dos recursos hídricos da bacia considerando as observações recentes e os diferentes cenários de mudanças climáticas.