Variabiidade pluviométrica em alagoa nova – paraíba, brasil e suas mudanças climáticas, Notas de estudo de Meteorologia

Baixe Variabiidade pluviométrica em alagoa nova – paraíba, brasil e suas mudanças climáticas e outras Notas de estudo em PDF para Meteorologia, somente na Docsity! VARIABIIDADE PLUVIOMÉTRICA EM ALAGOA NOVA – PARAÍBA, BRASIL E SUAS MUDANÇAS CLIMÁTICAS Biancca Correia de Medeiros1, Raimundo Mainar de Medeiros2, Valneli da Silva Melo3. 1,3Mestranda em Meteorologia, Programa de Pós-Graduação em Meteorologia - Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, Paraíba, Brasil. E-mail: biancca_medeiros@hotmail.com; valnelismello@hotmail.com. 2Doutorando em meteorologia do Departamento de Ciências Atmosféricas, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, Paraíba, Brasil. mainarmedeiros@gmail. R E S U M O: As variabilidades nas precipitações conjeturam visivelmente a dinâmica atmosférica da região ou da área em estudo, distinguida pelas intensas oscilações, onde se observa os meses de março a agosto como sendo os meses mais chuvosos, representando 75,24% da precipitação anual. Analisou-se a distribuição temporal e a tendência da precipitação pluvial para o município de Alagoa Nova - PB relacionado o estudo com regressão linear, medidas de tendência central e de dispersão dos índices pluviométricos mensais e anuais, usou-se analise de distribuição de probabilidade e teste de Kolmogorov- Smirnov (KS), para verificar a aderência do teste . Com base nos resultados verificou-se que a mediana é a medida de tendência central mais provável de ocorrer. As variações temporais no comportamento dos índices pluviométricos estão sendo analisadas e prognosticadas por vários autores no Nordeste do Brasil (NEB), estudaremos estas oscilações entre o período de 1911 a 2013 para o município de Alagoa Nova – Paraíba. A tendência de maior variabilidade da precipitação centra-se entre os meses de março a agosto, que possui elevados índices de chuva para o município e os menores índices pluviométricos centra-se entre os meses de outubro a dezembro, os quais têm baixos índices pluviométricos. Conclui-se que a mediana é a medida de tendência central mais provável de ocorrer. Possibilidade de ocorrências de eventos extremos pluviométricos com chuvas de altas magnitudes e com curto intervalo de tempo. Palavras - chaves: Precipitação. Tendência. Área Urbana. HIGH RAINFALL VARIABILITY IN ALAGOA NOVA - PARAÍBA, BRASIL AND CLIMATE CHANGE A B S T R A C T: The variability of rainfall visibly situation atmospheric dynamics of the region or the area under study, distinguished by intense fluctuations, where he observes the months from March to August as the rainiest months, representing 75.24% of the annual precipitation. Analyzed the temporal distribution and trend of rainfall for the city of Alagoa Nova - PB the study of linear regression, measures of central tendency and dispersion of the monthly and annual rainfall, used to probability distribution analysis and Kolmogorov-Smirnov (KS) test to verify the adhesion. Based on the results it was found that the median is the measure of central tendency most likely to occur. Temporal variations in the behavior of rainfall are being analyzed and prognosticadas by several authors in Northeastern Brazil (NEB) will study these fluctuations between the period 1911 to 2013 for the city of Alagoa Nova - Paraíba. The trend of increased rainfall variability focuses during the months from March to August, which has high rain rates for the municipality and the lowest rainfall is centered between the months October to December, which have low rainfall. It follows that the median is the measure of central tendency most likely to occur. Chance of precipitation extreme event occurrences with showers of high magnitude and short interval of time. Keywords: Precipitation.Tendency. Urban Area. INTRODUÇÃO A distribuição da precipitação pluvial no nordeste brasileiro é bastante irregular no tempo e no espaço, além disso, as estações chuvosas ocorrem de forma diferenciada, em quantidade, duração e distribuição, 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 de acordo com Sleiman e Silva (2008). A escassez hídrica é um dos principais problemas a ser enfrentado pela humanidade neste século. O uso sustentável da água não deve ser uma prioridade apenas do setor agrícola e das regiões onde já se observam a escassez de água, ele deve uma prioridade de todos os setores da economia e regiões em conformidade com Pedde et al., (2013). A distribuição da precipitação pluvial no nordeste brasileiro é bastante irregular no tempo e no espaço, além disso, as estações chuvosas ocorrem de forma diferenciada, em quantidade, duração e distribuição. Segundo Menezes et al, (2015) as variabilidades dos índices pluviométricos 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. Para entender como se definem os extremos climáticos, onde e por que ocorrem, é necessário um olhar para o clima global do planeta Terra. Um extremo climático não ocorre isoladamente num lugar, tem conexões com outros lugares e normalmente faz parte de um padrão global. As consequências para a região são vastas, passando pelas questões de consumo humano e animal, consumo industrial, agricultura e impactos na geração de energia hidroelétrica. Embora não existam respostas definitivas sobre o que causa determinado padrão de clima global que leve a extremos, existem muitos resultados de pesquisas indicando que há uma conexão entre eles conforme Grimm e Silva Dias (1995). Um extremo climático pode levar também a um favorecimento de certo tipo de evento, como tempestades severas, por exemplo. Em anos de El Figura 1. Mapa da região de Lagoa Nova. Fonte: CPRM (2006). Escala: 1:100.000 ASPECTOS FISIOGRÁFICOS O município de Alagoa Nova está inserido na unidade geoambiental do Planalto da Borborema, formada por maciços e outeiros altos, com altitude variando entre 650 a 1.000 metros. Ocupa uma área de arco que se estende do sul de Alagoas até o Rio Grande do Norte. O relevo é, geralmente, movimentado, com vales profundos e estreitos dissecados. No que diz respeito à fertilidade dos solos, é bastante variada, com certa predominância de média para alta. A área da unidade é recortada por rios perenes, porém de pequena vazão e o potencial de água subterrânea é baixo. A vegetação desta unidade é formada por Florestas Subcaducifólica e Caducifólica, próprias das áreas agrestes. Nas superfícies suaves onduladas a onduladas, ocorrem os Planossolos, medianamente profundos, fortemente drenados, ácidos a moderadamente ácidos e fertilidade natural média e ainda os Podzólicos, que são profundos, textura argilosa, e fertilidade natural média a alta. Nas elevações, ocorrem os solos Litólicos, rasos, textura argilosa e fertilidade natural média. Nos Vales dos rios e riachos, ocorrem os Planossolos, medianamente profundos, imperfeitamente drenados, textura média/argilosa, moderadamente ácidos, fertilidade natural alta e problemas de sais. Ocorrem ainda Afloramentos de rochas. Conforme a classificação climática de Köppen o clima é do tipo As Tropical Chuvoso, com verão seco. O período chuvoso se inicia em janeiro/fevereiro com chuvas de pré-estação e prolonga-se até o mês de setembro/outubro. Sendo seu quadrimestre mais chuvoso os meses de março, abril, maio e junho. O principal sistema causador de chuva na área municipal é a Zona de Convergência Intertropical (ITCZ), e suas contribuições das formações dos Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis, Formações de linhas de instabilidade, aglomerados convectivos e a contribuição dos ventos alísios de nordeste, fatores estes que transportam vapor e umidade e, consequentemente, aumenta a nebulosidade. Normalmente as chuvas têm intensidade moderada (de tempo regular e por volta de oito a dez horas de chuvas descontínuas diárias), seguidas de irregularidade devido ás falhas dos sistemas meteorológicos atuantes. Salienta-se que a ocorrência de períodos de veranicos (ocorrências de vários dias consecutivos sem chuva durante o período chuvoso) no quadrimestre mais chuvoso (abril a julho) é possível e variante de ano para ano. Sua magnitude é variada dependendo da época e dos fatores meteorológicos. Tem-se registrado ocorrências com períodos de veranicos superiores a dezessete (17) dias mensais no intervalo de tempo ocorrido dentro do quadrimestre em conformidade Medeiros (2014). O regime de precipitação que compreende o município de Alagoa Nova, localizado na parte norte do Estado da Paraíba, insere-se na faixa das isoietas (linha que une o mesmo valor de precipitação) de 1100 a 1300 mm/ano. A temperatura máxima anual e de 26,5ºC. A temperatura mínima anual é de 18,2ºC, Alagoa Nova tem uma temperatura média anual de 22,3ºC. A amplitude térmica anual é de 8,2ºC. A umidade relativa do ar anual é de 87%. A insolação total flui na faixa de 2.557,6 horas e décimos, A cobertura de nuvem anual é de 0,94 décimos. A direção predominante do vento é de Este-Sudeste com sua intensidade média anual de 3 ms -1, a evapotranspiração potencial e a evaporação real anual são de 1.776,1 e 1.422,7 mm respectivamente, superando a precipitação média que é de 1.238,4 mm em conformidade com Medeiros (2014). Para o desenvolvimento deste artigo utilizou-se de séries de dados mensais e anuais de precipitação referente ao período de 101 anos de dados observados (1911 - 2013), fornecido pela Agência Executiva de Gestão das Águas do Estado da Paraíba (AESA, 2014). RESULTADOS E DISCUSSÃO A figura 2 representa a distribuição temporal e análise de regressão linear da precipitação pluvial anual do período de 1911 a 2013 em Alagoa Nova – PB. No período compreendido entre 1911 a 1936 as variações nos índices pluviométricos foram temporalmente irregulares com maioria dos anos superando a precipitação histórica (1.238,4 mm). Observa-se que no período de 1937 a 1963 os totais pluviométricos fluíram abaixo dos 1.000 mm com exceção os anos de 1940, 1944, 1945 e 1960 que superaram o referido valor. A qual tem representação positiva no seu coeficiente angular e o seu nível de significância baixo. No período de 1964 a 1990 a superação da precipitação histórica foi bem visível com cota acima da precipitação histórica (1.238,4 mm), exceto para os anos de 1971, 1980, 1983, 1984 e de 1987 a 1990 que fluíram abaixo da precipitação histórica. Entre os anos 1991 a 2013 observam-se as maiores irregularidades registradas nos índices pluviométricos ocorrido na área em estudo com a maioria dos anos com precipitações abaixo da histórica, exceto os anos de 1994, 1996, 2006 e 2004 que ultrapassaram a média histórica. Estas variabilidades são decorrentes dos sistemas meteorológicos de grandes escalas atuantes nos referidos anos. Em Alagoa Nova não foram observada tendência de longo prazo, apenas verifica-se variabilidade interdecenal, com décadas mais secas precedidas de décadas mais chuvosas e vice-versa. No mês de março do ano de 1935 na década 1970 e 1980 registraram-se as maiores variabilidade pluviométrica. No mês de abril para o período de 1924 a 1927 e de 1963 a 1996 as flutuações pluviométricas foram alternadas. Em maio as maiores flutuabilidade ocorrem nos anos de 1935, 1972-1977. Nos meses de junho registraram-se as maiores oscilações pluviométricas nos anos de 1936, 1964-1971 e em anos alternados para a série em estudo. A maior concentração de índices pluviométricos com altas magnitudes ocorreu entre os anos de 1964-1979 exceto os anos de 1971-1973 para o mês de julho. Em agosto ocorreram as maiores irregularidades e em setembro as chuvas concentraram-se com intensidades moderadas entre os anos de 1962-2002. Os meses de outubro e novembro as maiores intensidades registradas ocorreram entre os anos de 1971-1986. Dezembro registrou as grandes flutuabilidades nos índices pluviométricos. Estas flutuabilidades estão correlacionadas aos efeitos locais, regionais e os transiente de largas escalas atuante do período estudado. (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (l) (m) Figura 4. Distribuição temporal da regressão linear das precipitações mensais de janeiro a dezembro no período de 1911 a 2013 para o município de Alagoa Nova – PB: (a) Janeiro, (b) Fevereiro, (c) Março, (d) Abril, (e) Maio, (f) Junho, (g) Julho, (h) Agosto, (i) Setembro, (j) Outubro, (l) Novembro, (m) Dezembro. TENDÊNCIA FUTURA ANUAL E MENSAL Na Tabela 1 observa-se que os melhores coeficientes de determinação da regressão (R2=0,0367 e 0,0151) para os meses de outubro e abril, os piores coeficientes de determinação da regressão foram para os meses de março e fevereiro respectivamente (R 2=0,0005 e 0,0007). Significando que quando o valor é maior, indica o grau de aproximação do modelo às médias, já quando o valor é menor indica o grau de distanciamento do modelo às médias. Tabela 1. Equação linear, coeficiente de determinação da regressão (R2), média histórica mensal da precipitação do período de 1911 a 2013 em Alagoa Nova - PB. Mês Equação linear R² Média Janeiro 0,1592x + 63,976 0,0044 71,7 Fevereiro 0,085x + 91,123 0,0007 95,5 Março -0,0665x + 149,55 0,0005 146,1 Abril 0,4308x + 139,01 0,0151 161,2 Maio -0,1838x + 171,38 0,0038 161,9 Junho 0,2221x + 175,87 0,0026 187,3 Julho 0,3815x + 141,17 0,0098 160,8 Agosto 0,1335x + 107,77 0,0014 114,6 Setembro 0,1698x + 42,445 0,0094 51,2 Outubro 0,1764x + 14,045 0,0367 23,1 Novembro 0,108x + 23,366 0,0106 28,9 Dezembro 0,0837x + 31,113 0,0043 35,4 A figura 5 tem-se a representação do histograma da pluviométrica histórica e tendência polinomial para o período de 1911 a 2013 em Alagoa Nova – PB . Na tendência polinomial tem- se o coeficiente angular negativo e R2 com significância regular demostrando que as informações pluviométricas anuais devem ocorrem entre a normalidade. No período compreendido entre 1911 a 1936 as variações nos índices pluviométricos foram temporalmente irregulares com maioria dos anos superando a precipitação histórica (1.238,4 mm). Observa-se que no período de 1937 a 1963 os totais pluviométricos fluíram abaixo dos 1.000 mm com exceção os anos de 1940, 1944, 1945 e 1960 que superaram o referido valor. No período de 1964 a 1990 a superação da precipitação histórica foi bem visível com cota acima da precipitação histórica (1.238,4 mm), exceto para os anos de 1971, 1980, 1983, 1984 e de 1987 a 1990 que fluíram abaixo da precipitação histórica. Entre os anos 1991 a 2013 observam-se as maiores irregularidades registradas nos índices pluviométricos ocorrido na área em estudo com a maioria dos anos com precipitações abaixo da histórica, exceto os anos de 1994, 1996, 2006 e 2004 que ultrapassaram a média histórica. Figura 5. Histograma da média pluviométrica histórica e tendência linear para o período de 1911 a 2013 em Alagoa Nova – PB. ANÁLISE ESTATÍSTICA Métodos de máxima verossimilhança foram utilizados para estimar os parâmetros das distribuições, conforme demonstrado na tabela 2. O teste Kolmogorov-Smirnov (KS) foi usado para comparar os ajuste e selecionar as melhores distribuições teóricas. Tabela 2. Distribuição de probabilidade e p-valor da precipitação anual de Alagoa Nova no período de 1911-2013. Distribuição p-valor Beta4 0,0304 Qui-quadrado < 0,0001 Exponencial < 0,0001 Gama (1) < 0,0001 Gama (2) 0,3851 GEV 0,3792 Gumbel < 0,0001 Log-normal 0,8269 Logística 0,3535 Normal 0,0279 Student < 0,0001 Weibull (1) < 0,0001 Weibull (2) 0,0972 Weibull (3) 0,2658 Analisando-se os resultados obtidos, concluiu-se que a distribuição Log-normal foi a que melhor se ajustou aos dados, fornecendo estimativas de precipitações anuais prováveis mais confiáveis para o município de Alagoa Nova. Baseado nestes resultados a precipitação pluvial anual tem-se o Figura 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AESA. Agência Executiva de Gestão das Águas do Estado da Paraíba. João Pessoa, 2011. Disponível em <http://geo.aesa.pb.gov.br>. Acesso: 20/11/2014. COSTA, M. N. M.; MEDEIROS, R. M.; GOMES FILHO, M. F. Diagnóstico e tendência da precipitação pluvial na Bacia hidrográfica do rio Uruçuí Preto – Piauí, Brasil. 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