Variabilidade da Precipitação Anual no Nordeste do Brasil: Estudo de Caso em Teresina, PI, Notas de estudo de Meteorologia

Baixe Variabilidade da Precipitação Anual no Nordeste do Brasil: Estudo de Caso em Teresina, PI e outras Notas de estudo em PDF para Meteorologia, somente na Docsity! 179 Recife-PE,27 a 29 de outubro de2015. DIAGNÓSTICO DA VARIABILIDADE DOS ÍNDICES PLUVIOMÉTRICOSEM TERESINA – PI, BRAZIL Hudson Ellen Alencar Menezes 1 ;Raimundo Mainar de Medeiros 2 ;Francisco de Assis da Costa Neto 3 ;Hamstrong Ellen Alencar Menezes 4 1 Doutor em Meteorologia, UFCG, Campina Grande – PB, Brasil, e-mail: hudson.ellen@ufcg.edu.br; 2 Doutorando em Meteorologia, UFCG, Campina Grande – PB,Brasil,email:mainarmedeiros@gmail.com; 3 Especialização em Engenharia Civil, UFCG, Campina Grande – PB, Brasil, e-mail: francisco.costa@ufcg.edu.br; 4 Engenheiro Florestal, UFCG, Patos – PB,Brasil, e-mail: hamstrong@bol.com.br R E S U M O As variabilidades espaço temporal no comportamento das chuvas tem sido analisadas e diagnosticadas por vários autoresno Nordeste do Brasil (NEB), portanto vamos estuda esta variabilidade entre o período de 1913 a 2010 para o município de Teresina. As variações nas precipitações refletem claramente a dinâmica atmosférica da região, marcada pela intensa variabilidade, onde se observa a atuação da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) com sua atuação entre os meses de janeiro a março, sendo esse período mais chuvoso. A análise do comportamento da precipitação nas cidades de grande e médio porte é de extrema importância para o gerenciamento dos recursos hídricos, uma vez que se trata de áreas densamente urbanizadas. Muitas vezes, sem uma estruturação urbana adequada, estas cidades se encaixam perfeitamente nesse contexto. Este trabalho tem por objetivo apresentar o diagnóstico da variabilidade dos índices pluviométricosno município de Teresina - PI. Foram utilizados dados mensais observados e anuais de precipitação pluviométrica no período de 1913 a 2010, com 97 anos de observações. Os resultados mostraram a recorrência de valores máximos de precipitação anual dentro de um intervalo de 18, 11 e8 anos. Na análise dos desvios-padrões, os resultados mostraram predominância dos desvios negativosem relação aos desvios positivos. Palavras - chave:udanças climáticas,sustentabilidade, previsibilidade DIAGNOSIS OF VARIABILITY IN RAINFALL INDEX IN TERESINA – PI, BRAZIL A B S T R A C T The timeline of rainfall variability in behavior has been analyzed and diagnosed by several authors in Northeast Brazil (NEB), so let's study this variability between the periods 1913 to 2010 of Teresina city. Variations in precipitation clearly reflect the atmospheric dynamics of the region, marked by intense variability, where we observe the performance of the Intertropical Convergence Zone (ITCZ) with his performance in the months of January-March, this being more rain tem period. The behavior of rainfall in cities large and medium sized is of utmost importance to the managerial of water resources, since it is densely urbanized areas. Often without adequate urban structures these cities fit perfectly in this context. This work aims to present the diagnosis of the variability of rainfall in Teresina – PI city. We used observed monthly and annual rainfall data for the period 1913-2010, 97 years of observations. The results showed recurrence of maximum values of annual precipitation an interval of 18, 11 and 8 years. In the analysis of standard deviations, the results showed a predominance of negative deviations from the positive deviations. Keywords: climate change, sustainability, predictability * E-mail para correspondência: hudson.ellen@ufcg.edu.br (Menezes, H. E. A.). 180 1. INTRODUÇÃO A pluviometria representa o atributo fundamental na análise dos climas tropicais, refletindo a atuação das principais correntes da circulação atmosférica. No município de Teresina – PIespecificamente, as chuvas são fundamentais para o bom desenvolvimento do regime dos rios perenes, córregos, riachos, níveis dos lagos e lagoas, bem como para a ocupação do solo, sendo imprescindível ao planejamento de qualquer atividade o conhecimento da sua dinâmica e uma aplicabilidade deste elemento ao setor agrícola e pecuário. Por ser um país de grande extensão territorial, o Brasil possui diferentes regimes de precipitação. De norte a sul encontra-se uma grande variedade de climas com distintas características regionais. Na Região Norte do país verifica-se um clima equatorial chuvoso, com chuvas na primavera, verão e outono, contudo na parte noroeste da região praticamente não se observa estação seca. No Nordeste a estação chuvosa do semiárido apresenta índices pluviométricos relativamente baixos, que se restringe a poucos meses, em geral três meses. As Regiões Sudeste e Centro-Oeste, no entanto, recebem influência tanto de sistemas tropicais quanto de sistemas de latitudes médias, com a estação seca bem definida no inverno e estação chuvosa na primavera-verão com chuvas convectivas, em geral, produzidas por frentes frias. O sul do Brasil, no entanto, devido à sua localização latitudinal é influenciado por sistemas baroclínicos de latitudes médias, sendo os sistemas frontais austrais os principais causadores de chuvas durante todo o ano (MENEZES, 2010). A grande variabilidade intra-anual e interanual da precipitação são características marcantes no NEB. Outra característica dessa Região é a distribuição espacial irregular com áreas que apresentam precipitação anual cerca de 350 mm, a exemplo do Cariri Paraibano, e outras com totais anuais superiores a 1700 mm como o litoral da Paraíba, o que produz um intenso gradiente de precipitação médio anual, pois, a distância entre estas duas áreas é de aproximadamente 100 km (MENEZES, 2006). A variabilidade climática de uma região exerce importante influência nas diversas atividades socioeconômicas, especialmente na produção agrícola. Sendo o clima constituído de um conjunto de elementos integrados, determinante para a vida, este adquire relevância, visto que sua configuração pode facilitar ou dificultar a fixação do homem e o desenvolvimento de suas atividades nas diversas regiões do planeta. Dentre os elementos climáticos, a precipitação tem papel preponderante no desenvolvimento das atividades humanas, produzindo resultados na economia (SLEIMAN; SILVA, 2008). 183 maio, há evidências de formação de intensos Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM) junto à costa leste do NEB, cujas gêneses e intensificações podem estar associadas a distúrbios ondulatórios de leste, que se propagam para oeste no Atlântico Tropical Sul (ALVES et al., 2001). Porém, estes CCM também podem estar relacionados com a ZCSAS. Com o objetivo de analisar as mudanças climáticas sobre o Nordeste do Brasil, é importante conceituar os processos que influenciam o padrão das distribuições pluviométricas, tanto espacial quanto temporal. Nesse contexto, um fator relevante a ser destacado é a irregularidade na distri- buição dos índices pluviométricos, associado à alta variabilidade interanual da precipitação na região tropical, com alguns anos secos e outros chuvosos. Diversos fatores podem contribuir para explicar a alta variabilidade da precipitação sobre o NEB, dentre os quais podem ser citados a flutuação nos valores de Temperatura da Superfície do Mar (TSM) do Oceano Pacífico Tropical Sul e do Atlântico Sul. No geral, os valores das anomalias das TSMs, do Pacífico Tropical e Atlântico estão associados a mudanças no padrão da circulação geral da atmosfera e consequentes variações na precipitação do Nordeste do Brasil (ARAÚJO, 2009). A previsão climática sazonal tem se revelado como o mais viável método de previsão da precipitação associada à ZCIT. Porém, os resultados produzidos por modelos numéricos são dependentes da sua destreza em representar as características físicas dos sistemas meteorológicos e da sua sensibilidade em relação às condições de contorno e iniciais (NOBRE, 1996). A maioria dos estudos sobre precipitação pluviométrica utiliza como método geral a definição de tendências pluviométricas em longos períodos de tempo, para que se possa analisar a variabilidade real dos valores médios (FIGUEIRÓ; COELHO NETTO, 2004). Com efeito, Ayoade (1983) destacou que os totais de precipitação são normalmente distribuídos, o que permite uma análise mais confiável, exceto em áreas onde a precipitação pluvial anual média seja inferior a 750 mm. Nesse sentido, a grande dificuldade de proceder a tal análise residiria na escassez de dados climáticos confiáveis, principalmente em um longo período de tempo. Reconhecidamente, áreas improdutivas ao produtor agrícola no passado, são hojeconsideradas produtivas e lucrativas, graçasao conhecimento atual mais aprofundado decertas variáveis meteorológicas, permitindo o encorajamento e desenvolvimento de projetosaté mesmo mais ambiciosos por parte do nossoprodutor rural. Dada a importância da precipitação como elemento climático mais variável, vários pesquisadores tem destacado em seus trabalhos aspectos da variabilidade daprecipitação na Região Nordeste do Brasil, a exemplos de Kouskye Cavalcanti (1984), Diniz (1998) e de Anjos e Moreira (2000) entre outros, por outro lado são poucas as referências bibliográficas que tratam do comportamento da insolação em nosso país. Se por um lado 184 altas taxas de brilho solar é imprescindível na utilização da radiação solar como fonte de energia alternativa, por outro lado, as precipitações observadas em patamares bem abaixo da média histórica durante a estação chuvosa, ou mesmo, fora da época normal, são responsáveis por transtornos dos mais variados à economia de uma região, culminando em alguns casos com decretação de uma situação de seca, comuns no semiárido da Região Nordeste do Brasil (ANJOS, 2002). A agricultura apresenta grande dependência das condiçõesclimáticas, notadamente da precipitação pluviométrica daregião. Por isso, é fundamental estudar-se a influência das suasvariações sobre as diferentes estratégias de uso do sistemaagrícola, de modo a apresentar subsídios para o processode tomada de decisão, visando otimizar o planejamentodas atividades agrícolas, porém os estudos dessa naturezasão bastante dificultados devido as séries históricas deprecipitações pluviométricas disponíveis serem, na maioriados casos, muito pequenas para efetuá-los (ANDRADE JÚNIOR et al., 2001) Na região semi-árida, mesmo com as distribuições e ocorrências das chuvas irregulares e com atuações dos fatores meteorológicos sofrendo bloqueios que impedem as regularidades, existem condições necessária e suficiente de armazenamento, bastando para isto: não só um bom planejamento, como também um adequado monitoramento da qualidade de água (TENENBAUM; MEDEIROS, 2005). O objetivo deste estudo foidiagnosticar a variabilidade dos índices pluviométricos em Teresina – PI no período de 1913 a 2010. Estediagnóstico é muito relevante, uma vez que a área estudada se caracteriza por possuir uma variabilidade das chuvas e uma diversidade nos padrões de ocupação do solo, onde os impactos das precipitações têm grande significado nas áreas urbanas, devido ao fato de serem relacionados a eventos de enchentes, alagamentos. 2. MATERIAL E MÉTODOS A área de estudo compreende a região do município de Teresina, com uma latitude de 05°05'20 ao sul e longitude de 42°48'07 ao oeste, localiza-se próximo à divisa com o Maranhão, ao oeste do estado, tem uma altitude de 72 metros, em média. Atualmente, devido ao aumento do efeito estufa, Teresina tem sofrido mudanças em seu clima, pois em anos em que ocorre o fenômeno El Niño, a sua temperatura tende a aumentar e assim também a sensação térmica sendo superior aos 40ºC, além de levar os dias chuvosos para os meses de março a maio. O fenômeno La Niña ao contrário, provoca maior alívio para a cidade, pois os 185 efeitos são de aumento de incidência das chuvas e queda das temperaturas. Geralmente quando da ocorrência desse fenômeno tem-se período chuvoso de dezembro a junho. (Figura 1). O centro da cidade localiza-se em uma depressão, e na maior parte da área do município, o relevo é bastante plano, com destaque para a região do bairro Monte Castelo (zona Sul), onde se verificam as maiores altitudes, e as adjacências dos bairros Satélite e Vila Bandeirante (ambos na zona Leste), onde existem muitos morros. Teresina está inserido no caráter mesotérmico, com uma temperatura média mensal oscilando entre 26,9 ºC e 30,1ºC e com valor anual de 28,1ºC, com elevada amplitude térmica oscilando entre 6,0ºC e 19,5ºC. A temperatura máxima anual é 33,8 ºC, com oscilações mensais 31,8 ºC a 37,1ºC, a temperatura mínima anual é em torno de 22,4 o C e suas variações mensais oscilam entre 20,7 ºC a 23,8ºC. A umidade relativa do ar na área urbana varia entre 75 a 83%(MEDEIROS, 2013). O clima local apresenta uma temperatura do ar média anual em torno de 29,6°C e umidade relativa d ar de 67,7% (MEDEIROS, 2013). A precipitação média anual é de 1.378 mm, e a evaporação média anual é de 2.149 mm e a insolação média anual de 3.194 horas, sendo os meses mais secos de maior insolação. O clima de Teresina, de acordo com a classificação de Köppen é Aw’, caracterizado por apresentar o mês mais frio com mais de 18°C e o mês mais seco com menos de 60 mm, com chuvas atrasando para o outono (EMBRAPA, 1986). De acordo com as análises dos dados, a região de Teresina apresenta um clima do tipo C1W2S2A', Subúmido Seco com vegetação associada à cerradão e com precipitação insuficiente em todas as estações segundo a classificação climática de W. C. Thornthwaite, que está baseado numa série de índices térmicos utilizando-se o balanço hídrico da região. 188 Figura 2. Distribuição temporal da precipitação anual no município de Teresina – PI no período de 1913 a 2010. O Diagnóstico da variabilidade dos índices pluviométricos em Teresina indica uma leve tendênciade aumento desses totais anuais ao longo dos 97 anos, com um acréscimo de 0,03 mm. ano-1, totalizando 11,0mmem toda a série. Contudo, não é possível afirmar que se trata de alguma mudança climática, pois, como já se mencionou anteriormente, a variabilidade pluviométrica pode alterar essa tendência nos próximos anos. A expressiva variabilidade pluviométrica que ocorre em Teresinaprocede em observáveis desvios anuais. Como se observa na Figura 3, durante os 97 anos, o que apresentou o maior índice anual foram os anos de 1947, 1949, 1950 e 1985 resultando em uma variação positiva em relação à normal superior aos 80% apresentando desvio percentual de 184; 111; 191 e 86% respectivamente. Os anos de 1913 (-76%), 1958 com -91% e o ano de 1976 com -49% e em 1992 com -40% foramos mais secos registrados em toda a série. O fenômeno El Niño, que ocorreu nos anos de 1997/1998, influenciou na redução considerável das chuvas nesses anos, uma vez que, em anos de El Niño, se observa uma diminuição dos totais pluviométricos na região Nordeste, provocando, em alguns anos, secas severas. De acordo com Oliveira (2001), as intensidades dos eventos variam bastante de caso a caso, sendo o El Niñomais intenso desde as observações de TSM, os de 1982/1983, 1993 e 1997/1998. 189 Figura 3. Desvio percentual anual da precipitação em relação à média histórica. Na Tabela 1 estão descritos os valores da precipitação total anual, as médias históricas do período de 1913 a 2010junto com o desvio percentual e sua respectiva classificação. A variabilidade também foi expressa na caracterização do ano normal, seco, chuvoso, muito seco, muito chuvoso, extremamente seco e extremamente chuvoso de acordo com o desvio em relação à média, como ob- servado na Tabela abaixo. No total dos 97 anos observados, tem-se que 55 anos foram classificados como normais, 11 anos como seco, 14 anos como chuvoso, 8 anos como muito seco, 2 anos como extremamente seco e seis anos como extremamente chuvoso. Em todas as décadas prevaleceram anos normais, com maiores predominância de períodos normalizados nas décadas de 1960, 1970, 1990 e 2000. Essa década de 1991 a 2000 foi a que mais apresentaram anos muitos secos dentre as demais, somando-se três anos, que foram justamente os anos classificados como de El Niñofortes (CPTEC/INPE, 2012). Entre os anos de 1996 a 2008, os totais pluviométricos anuais forma dentro da normalidade. O ano de 2009 e 2010 foi classificado como chuvoso e seco. A precipitação se mostrou bastante variável, entre os anos de 1990 a 1995 com sua classificação variando de muito seco a chuvoso. As chuvas entre as décadas de 1960 e 1970 foram classificadas como normais exceto os anos de 1967 classificados como chuvoso e o ano de 1976 classificados como seco. Década de 1980 considerada como uma anomalia tendo sua variabilidade pluviométrica oscilando entre seco (1983) a extremamente chuvoso (1985). 190 Os anos de 1942 a 1946 foram classificados como muito secos, e os anos de 1947, 1949 e 1950 classificados como extremamente chuvoso ao passo que o ano de 1958 considerado extremamente seco. Os anos extremamente chuvosos foram 1924, 1929, 1949, 1950 e 1985. Entretanto, os anos mais secos, ocorreram nos anos de 1913, 1932, 1942 e 1958 sendo os asnos mais acentuados, devido à atuação do fenômeno de El Niñoforte. A análise da distribuição das chuvas no município de Teresina - PI demonstrou ligeira tendência de diminuição desses totais anuais ao longo dos 97 anos estudados. Tabela 1.Índices pluviométricos anuais do período (1913-2010). Classificação anual, segundo método proposto por Meiset al. (1981).Ext. Seco = Extremamente seco,Ext. Chuvoso = Extremamente chuvoso. Anos Precipitação Anual(mm) Precipitação Histórica(mm) DesvioPercentual (mm) Classificação 1913 324,1 1377,9 -76,5 Ext. Seco 1914 1086,8 1377,9 -21,1 Normal 1915 845,2 1377,9 -38,7 Seco 1916 1260,7 1377,9 -8,5 Normal 1917 1866 1377,9 35,4 Chuvoso 1918 1382,7 1377,9 0,3 Normal 1919 766,3 1377,9 -44,4 Seco 1920 1531,4 1377,9 11,1 Normal 1921 1850,2 1377,9 34,3 Chuvoso 1922 1730,9 1377,9 25,6 Chuvoso 1923 1539,4 1377,9 11,7 Normal 1924 2599,9 1377,9 88,7 Ext Chuvoso 1925 1710,2 1377,9 24,1 Normal 1926 1239,5 1377,9 -10,0 Normal 1927 1235 1377,9 -10,4 Normal 1928 1217,8 1377,9 -11,6 Normal 1929 2443,7 1377,9 77,3 Ext Chuvoso 1930 1043 1377,9 -24,3 Normal 1931 1108,7 1377,9 -19,5 Normal 1932 508,9 1377,9 -63,1 Muito Seco 1933 1630,3 1377,9 18,3 Normal 1934 1440,4 1377,9 4,5 Normal 1935 1514,2 1377,9 9,9 Normal 1936 920,7 1377,9 -33,2 Seco 1937 1072,9 1377,9 -22,1 Normal 1938 823,6 1377,9 -40,2 Seco 1939 1088,1 1377,9 -21,0 Normal 1940 1404,3 1377,9 1,9 Normal 1941 808,6 1377,9 -41,3 Seco 1942 623,8 1377,9 -54,7 Muito Seco 1943 591,8 1377,9 -57,1 Muito Seco 1944 506,6 1377,9 -63,2 Muito Seco 1945 621,6 1377,9 -54,9 Muito Seco 1946 574 1377,9 -58,3 Muito Seco 1947 3913,2 1377,9 184,0 Ext Chuvoso 1948 1828,7 1377,9 32,7 Chuvoso 1949 2903,4 1377,9 110,7 Ext.Chuvoso 193 Nordeste do Brasil. 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