Estudo agroclimático do Município de Cabaceiras-PB, Notas de estudo de Meteorologia

Baixe Estudo agroclimático do Município de Cabaceiras-PB e outras Notas de estudo em PDF para Meteorologia, somente na Docsity! A Raimundo Mainar de Medeiros Paulo Roberto Megna Francisco Valneli da Silva Melo orpunisnvorse  Estudo Agroclimático do Município de Cabaceiras-PB AGRADECIMENTOS Os organizadores externam seus agradecimentos a todos os autores, em especial à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela concessão de bolsa de estudo e ao Departamento de Ciências Atmosféricas da Universidade Federal de Campina Grande – PB. APRESENTAÇÃO O clima e suas variações temporais exercem grandes influencias sobre a sociedade e a natureza, podendo ser positiva ou negativa. Sendo o ser humano e a sociedade vulnerável as variações climáticas, as atividades do homem são essencialmente voltadas para a agropecuária e o armazenamento de água e sua distribuição para a sobrevivência. A pergunta que fica atual- mente é se o clima global é vulnerável ao homem. A coleta de informações espaço-temporal dos recursos climáticos é fundamental em di- versas áreas (Agronomia, Floresta, Agrícola, Recursos Hídricos) dentre outros gamas de usuá- rios e técnicos. O nosso trabalho Estudo Agroclimático do município de Cabaceiras-PB trata de temáticas atuais e das inquietações futuras acerca de aspectos climáticos e socioambientais desse município paraibano. Sendo uma coletânea de artigos que trata da produtividade de vários aspectos climáticos do município de Cabaceiras – PB, Brasil, visando alcançar aos setores competentes de tomadas de decisões em caso de eventos extremos (chuva, seca, desmoronamento queimadas, irrigação, alagamentos, enchentes, dentre outras catástrofes), além de auxiliar os setores da agropecuária e também a parte socioeconômica. O trabalho é destinado também aos técnicos e engenheiros que tratam dos recursos na- turais, energia, comunicações, planejamentos urbanos, rurais, regionais e recursos hídricos como forma de armazenamento e abastecimento de água aos seres vivos, como fonte de pes- quisa que poderá auxiliar nas tomadas de decisões. Os organizadores e os autores oferecem aos estudiosos do tema e ao público em geral a oportunidade de conhecer as variabilidades climáticas de um município do semiárido parai- bano. Essa temática está sempre sujeita a críticas ainda mais quando a região de estudo en- frenta problemas históricos relacionados às mudanças climáticas. Vicente de Paulo Rodrigues da Silva Prof. Dr. UACA/CTRN/DCA/UFCG. SUMÁRIO Capítulo 1......................................................................................................................................................9 Descrição da área de estudo Capítulo 2...................................................................................................................................................11 Flutuações climáticas e confusões ambientais no mecanismo da desertificação Capítulo 3...................................................................................................................................................20 Balanço hídrico a erosividade e seu planejamento agropecuário Capítulo 4....................................................................................................................................................32 Variações do balanço hídrico nas últimas três décadas Capítulo 5....................................................................................................................................................37 Diagnóstico e tendência da precipitação Capítulo 6....................................................................................................................................................43 Flutuações climatológicas pluviométricas Capítulo 7....................................................................................................................................................50 Variabilidade anual da precipitação e condições de captação e armazenamento de água Capítulo 8....................................................................................................................................................56 Mudanças da precipitação e da temperatura máxima, mínima, média do ar mensal e anual Capítulo 9....................................................................................................................................................63 Eventos de precipitação extrema Capítulo10..................................................................................................................................................67 Análise hidroclimática Capítulo11..................................................................................................................................................78 Avaliação hídrica por meio de mudanças climáticas Capítulo 12.................................................................................................................................................85 Alteração climática tendo em vista o armazenamento de água Capítulo 13.................................................................................................................................................88 Avaliação da erosividade pluviométrica Capítulo 14.................................................................................................................................................91 Zoneamento, classificação e aptidão agroclimático de culturas Capítulo 15...............................................................................................................................................100 Teoria da entropia da precipitação pluvial Capítulo 16...............................................................................................................................................109 Uso do sensoriamento remoto e sig aplicado ao estudo da desertificação Capítulo 17...............................................................................................................................................113 Variabilidades mensais, anuais e decadal das temperaturas máximas, mínimas e médias do ar Capítulo 18...............................................................................................................................................121 Comparativo dos índices evaporativos das décadas de 1980,1990 e 2000 com a média histórica e as variabilidades da evapotranspiração mensal e anual pelo método de Thornthwaite Capítulo 19...............................................................................................................................................126 Oscilações mensais, anuais e decadal das temperaturas máximas e mínimas do ar e as variabi- lidade mensal e anual da temperatura média do ar Capítulo 20...............................................................................................................................................132 Variação média mensal e anual da umidade relativa do ar Capítulo 21...............................................................................................................................................136 Contribuição meteorológica à festa turística do Bode Rei Referências bibliográficas..................................................................................................................144 Curriculum dos Autores......................................................................................................................156 10 uniforme das massas atlânticas de sudeste, propiciando temperaturas amenas (<260C), e uma maior amplitude térmica diária. Nas áreas com relevo mais deprimido a precipitação média anual é inferior a 400 mm, aumentando com a altitude no sentido dos divisores da drenagem. Os solos mais representativos é o Luvissolo Crômico Vértico fase pedregosa relevo suave ondulado, predominante em grande parte da região; os Vertissolos relevo suave ondulado e ondulado predominam nas partes mais baixa, no entorno do açude de Boqueirão e os Planos- solos Nátricos relevo plano e suave ondulado, ao norte. Nas áreas mais acidentadas, ocorrem os Neossolos Litólicos Eutróficos fase pedregosa substrato gnaisse e granito. Em toda a área, a vegetação é do tipo caatinga hiperxerófila (Figura 2). É uma região tra- dicionalmente pastoril, onde tem predominando a criação de caprinos. Outrora com produção expressiva de algodão e na atualidade cultiva palma e culturas alimentares em conformidade com Francisco (2010). Figura 2. Mapa de solos do município de Cabaceiras. Fonte: Adaptado de Paraíba (2006). De acordo com a classificação de Köppen, o clima da área e do tipo Bsh - Semiárido quente, precipitação predominantemente, abaixo de 600 mm.ano-1 e temperatura mais baixa, devido ao efeito da altitude. As chuvas da região sofrem influência das massas Atlânticas de sudeste e do norte segundo Francisco et al, (2011). 11 Capítulo 2 FLUTUAÇÕES CLIMÁTICAS E CONFUSÕES AMBIENTAIS NO ME- CANISMO DA DESERTIFICAÇÃO Raimundo Mainar de Medeiros Valneli da Silva Melo Introdução A influência do clima é essencial no meio ambiente, o mesmo é responsável por todas as interações biogeoquímicas entre os componentes bióticos e abióticos dentro do ecossistema e de acordo com o resultado da percepção atual das complexas relações entre o meio ambiente e a sociedade passa necessariamente pelo diagnóstico de como o clima e seus elementos interfe- rem. O clima de toda e qualquer região, situada nas mais diversas latitudes do globo, não se apresenta com as mesmas características em cada ano em conformidade com Soriano (1997). Para Monteiro (1976), o clima é como algo dinâmico e interativo em caráter de conjunto, de síntese e de dinamismo (variabilidade e ritmo) e a análise dinâmica é extremamente impor- tante para a definição em mesoescala dos sistemas morfológicos, para a interpretação da dinâ- mica dos processos erosivos do meio ambiente e de outros aspectos. Nesse contexto, a desertificação constitui um dos mais graves problemas ambientais en- frentados na atualidade, a mesma está associada à redução da produtividade biológica ou eco- nômica das terras, caracterizada pela fragilidade ambiental, social ou econômica. A desertifica- ção pode ser compreendida como a deterioração do quadro natural, com a progressiva redução da biomassa, o ressecamento marcante do ambiente, a elevação acentuada da temperatura mé- dia e intensificação dos processos erosivos, inclusive os eólicos, que diante disso, são vários os fatores que colaboram para esse mosaico de domínios naturais: a dinâmica atmosférica regio- nal, as influências orográficas de média escala e as características oceânicas, principalmente as temperaturas das águas superficiais, nessa conjuntura a desertificação tanto pode ter origem em causas naturais ou desencadeadas pela ação antropogênicas (Conti, 2008). Aubreville (1949), um dos primeiros estudiosos sobre o tema, salienta dois efeitos prin- cipais da desertificação: a) a erosão dos solos, seja pelo processo laminar, seja pelo ravina- mento, processos que se instalariam como consequências da retirada da vegetação; b) agrava- mento do déficit hídrico dos solos, em virtude da maior exposição dos mesmos à radiação solar e a ação dos ventos secos. Silva et al, (2011) afirma que o processo da desertificação, de uma maneira geral, ocorre em áreas em que a razão entre precipitação e evapotranspiração poten- cial anual é inferior a 0,65, isto corresponde a áreas áridas, semiáridas e sub úmidas secas, na qual uma combinação dos fatores antrópicos e naturais agem de forma a acelerar ou não neste processo. Com base nas definições propostas ao longo dos anos, adotou-se como definição de deser- tificação a degradação das terras nas zonas áridas, semiáridas e sub úmidas secas, resultante das variações climáticas, em maior ou menor grau. Sales (1996) afirma que o município de Ca- baceiras, que está localizado na região do Seridó Oriental Paraibano, apresenta um forte com- prometimento da economia e do meio ambiente devido à intensidade da degradação do solo, e constitui um dos quatro núcleos de Desertificação do Brasil. Silva et al., (2010) observa que as altas incidências de raios solares, com consequentes altas de temperaturas aumentam os índices de evapotranspiração, variabilidade climática, as- sim como os períodos de seca, a intensidade das chuvas, a erodibilidade dos solos, o escoamento superficial e a derivação antropogênica como o desmatamento indiscriminado, as queimadas e 12 o pastoreio da ovinocaprinocultura acima da capacidade de suporte do ambiente, foram os fa- tores que aceleram e agravam o processo de desertificação na região do município de Cabacei- ras. A extensão e a intensidade da degradação verificada em Cabaceiras são de grande magni- tude, sobretudo ao atravessar o período seco à erosão eólica contribui para a mobilização do material, inserindo na paisagem numa fisionomia semelhante à de desertos segundo Cavalcante et al, (2005). Em virtude da gravidade do problema, tornam-se necessários estudos e medidas práticas a serem adotadas no município de Cabaceiras, caso contrário, este espaço pode trans- formar-se num deserto atípico, com características ecológicas de deserto de acordo com Silva et al, (2011). No contexto geográfico, percebe-se que a apropriação do solo, do relevo, como suporte ou recurso, origina transformações que começam com a subtração da cobertura vegetal expondo o solo aos impactos pluvierosivos. Todavia, ocorrem alterações nas relações processuais, como as mudanças no jogo dos componentes de perpendicular, correspondente à infiltração, a para- lela, assoreamento, agentes externos, escoamento superficial ou fluxo de terra em conformi- dade com Casseti (1994). Os estudos sobre este processo de degradação são de suma importância porque compro- metem fortemente a economia e o meio ambiente e afeta tanto a população urbana e rural, do município e expande-se nas circunvizinhanças, com muita rapidez pelos domínios morfoclimá- ticos da Caatinga (CPRM, 1972). O processo de avaliação do impacto ambiental é uma tarefa complexa, pela diversidade de fatores sociais, físicos e biológicos, e também por não ser um conhecimento exato das relações entre os ambientes sociais e físicos. Muitos dos conflitos soci- oambientais estão associados a grandes riscos, tantos naturais (desastres, extinção de espécies, deslizamentos etc.) como sociais (perigo à saúde, deterioração da qualidade de vida, direitos humanos, sobrevivência econômica, etc.) conforme Vargas (1997). O objetivo deste estudo é caracterizar a desertificação dentro de uma metodologia siste- mática, referente aos aspectos geoambientais, na perspectiva de analisar a influencia dos fato- res físicos naturais, procurando situá-los no contexto dos riscos mais amplos e da degradação ambiental, cuja incidência tem grande expressão nas baixas latitudes. Materiais e métodos Na metodologia foram utilizados dados de precipitações climatológicas médias mensais e anuais adquiridos do banco de dados da Superintendência de Desenvolvimento do Nordeste (SUDENE) e Agência Executiva de Gestão das Águas do Estado da Paraíba (AESA) para o período de 1926 a 2014. Utilizou-se da estatística básica para realização dos cálculos da média; moda; mediana; desvio padrão em relação à média; coeficiente de variância; máximos e mínimos valores. A estimativa da temperatura média do ar foi realizado pelo software denominado “Estima_T” (Cavalcanti et al., 1994, 2006), desenvolvido pelo Núcleo de Meteorologia Aplicada da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). O Estima_T é um software para fazer es- timativas de temperaturas do ar na região NEB. A região foi dividida em três áreas: 1 - Mara- nhão e Piauí; 2 - Ceará, Rio Grande do Norte, Paraíba e Pernambuco e 3 - Alagoas; Sergipe e Bahia. Para cada uma das regiões se determinaram os coeficientes da função quadrática para as temperaturas média, máxima e mínima mensal, em função das coordenadas locais: longitude, latitude e altitude (Cavalcanti et al. 2006). O modelo empírico de estimativa da temperatura do ar é uma superfície quadrática, dada por: T = C0 + C1 λ + C2Ø + C3h + C4 λ2 + C5 Ø2 + C6h2 + C7 λ Ø + C8 λ h + C9 Øh + ATSMij Onde: 15 Resultados e discussão O processo de desertificação no município de Cabaceiras é causado por uma interação complexa de fatores físicos. As consequências ambientais da degradação do solo são bastante graves, os aspectos mais maléficos são; a redução da capacidade de produção das terras, abati- mento da produção agropecuária, mudanças no macro e microclima, estabilidade nos índices pluviométricos e do não essencial fornecimento de água no solo, perda de microrganismos e nutrientes no solo, mudanças no padrão de drenagem, risco de extinção de espécies, redução da biodiversidade (vegetal, animal e da paisagem), desmatamento desproporcional com a fina- lidade de vender a lenha para panificadoras assoreamento de rios, riachos, córregos, lagos e lagoas de regime intermitente, empobrecimento da população, abandono de terras, êxodo ru- ral, e ressecamento dos brejos e dos olhos da água que fornecem água em diversas atividades desenvolvidas para os seres humanos, vegetal e animal do município de Cabaceiras, são situa- ções que comprometem fortemente a economia e o meio ambiente estudado. O panorama da degradação ambiental em Cabaceiras tem ampla magnitude, não apenas pela sua expansão, mas principalmente pelo rápido processo de degradação. As erosões têm causado sérios efeitos negativos tanto nas zonas urbana e rural, agredindo rodovias, estradas, vegetação e o solo por meio do processo erosivo, culminando com o assoreamento de baixios, de grotas, riachos, rios, lagos, lagoas, córregos, açudes e barragens. As observações foram realizadas nos meses de janeiro a junho, que coincidindo com o período chuvoso, o processo se agrava, devido à ação erosiva da chuva causada pelo impacto das gotas no solo. A ação erosiva depende do volume e da velocidade da chuva, e ainda com a declividade do terreno e capacidade de absorção do solo. A intensidade das chuvas é o fator mais importante, e quanto maior a intensidade, maior é a perda por erosão. Nesse sentido, as áreas susceptíveis à desertificação em Cabaceiras, ca- racterizam-se por longos períodos de seca, seguidos por outro de intensa chuva. Ambos os pro- cessos, seco e/ou chuvoso, costumam provocar expressivos prejuízos ambientais, econômicos e sociais, afetados pela variabilidade climática do município e da região. A variabilidade espacial e temporal dos índices pluviométricos e dos desvios anuais das precipitações, solos Litólicos, com reduzida capacidade de retenção de água, ventos quentes e secos, altas taxas de insolação total diretamente a superfície, baixa cobertura de nuvens provo- cando os estímulos das taxas de evaporação e da evapotranspiração, a variabilidade diurna da umidade relativa do ar e as flutuações das temperaturas, as altas taxas de queimadas provocam condições favoráveis e acentuam o processo da desertificação. Desta forma, o relevo está sendo completamente arrasado (Figura 1), levando consigo a cobertura vegetal e deixando o campo nu. Figura 1. Área em processo de desertificação. Fonte: diversificada. Todavia, os aspectos morfológicos, bem como as variações climáticas associadas à forte erosividade das chuvas locais e da erodibilidade de seus solos assumem maior expressividade nos condicionantes da desertificação, resultando em grave quadro de erosão em sulco, como se observa em Cabaceiras. 16 Nesta acepção, o clima é algo de extremo valor, um patrimônio para a humanidade, con- siderado como um importante recurso natural. Em outras palavras o Clima é, na realidade, um insumo natural extremamente vinculado aos processos físicos e econômicos. Desta forma, a re- lação entre o clima e a organização do espaço depende do grau de desenvolvimento econômico e tecnológico de cada sociedade, em particular, e de quais atributos climáticos são mais rele- vantes em cada região ou local. Desta forma, as questões ambientais vinculadas direta ou indiretamente ao clima de- monstram a intensa vulnerabilidade da sociedade contemporânea em relação aos fenômenos da natureza, segundo Mendonça (2007). Segundo Nicholson (1999), a expansão dos núcleos de desertificação é um dos maiores problemas causados pelas estiagens nas regiões semiáridas, pois os fenômenos meteorológicos que contribuem para a desertificação são, por ordem de importância, as secas, as avalanches, a erosão do vento e a variabilidade climática. A posição geográfica em baixa latitude expõe ao município de Cabaceiras uma intensa ra- diação solar, que esgota as reservas de água superficiais, ameaçando o equilíbrio da biosfera. A amputação da cobertura vegetal expõe o solo à erosão e a uma elevada refletância, onde pro- voca uma desestabilização no balanço da energia no solo de acordo com Galvão (1994). Em equidade da redução ou dissipação da cobertura vegetal, o balanço térmico desequi- libra-se, com o aumento da refletividade da radiação solar, ou seja, do albedo ao nível da super- fície. Este, por sua vez, intensifica a subsidência atmosférica, conduzindo, para a superfície, o ar seco da alta troposfera, inibindo a formação de nuvens e reduzindo a probabilidade de chuvas. Da mesma forma, o solo desprotegido e exposto diretamente à radiação solar tem sua capaci- dade de retenção de água muito reduzida conforme Silva et al, (2010). Segundo o autor a in- tensa degradação da área é consequência dos processos de erosão hídrica pela ação das águas sobre solos extremamente friáveis. As irregularidades climáticas têm forte influência sobre o processo da desertificação. O problema é afrontado tanto no período chuvoso (as chuvas arrastam grandes quantida- des de terra), quanto no período seco, época em que os solos ficam demasiadamente secos e a ação do vento acentuam ainda mais o processo erosivo. Os brejos e leitos dos rios estão sendo soterrados pelos solos erodidos. Salienta-se ainda que, as mudanças climáticas determinadas por causas naturais são, re- gra geral, lentas, ocorrendo na escala de milhares de anos, ao passo que, as alterações produzi- das pela ação antrópica manifestam-se em poucas décadas em conformidade com Casseti (1994). Todavia, Mendonça (2007) elucida que o sistema climático é formado por um conjunto de elementos altamente dinâmicos que interagem com os fatores geográficos do clima, existindo assim uma permanente troca de energia e interdependência. Nesse sentido, os estudos do clima no campo da geografia estão direcionados para a espacialização dos elementos e fenômenos atmosféricos, buscando explicar sua dinâmica processual. Desta maneira, tanto a meteorologia como a geografia, visam integrar as diferentes cama- das terrestres para a compreensão da produção e da organização do espaço, no estudo do tempo e clima, tem um vetor de grande relevância no espectro de suas análises espaciais e tem- porais de acordo com Silva et al, (2010). De qualquer forma, há vários outros critério para se avaliar o processo de desertificação, como, por exemplo, a variabilidade interanual da precipitação, por meio de fórmulas que levem em conta o desvio-padrão anual do fenômeno, além da realização de análises espectrais de sé- ries temporais de precipitação, a fim de detectar ciclicidades, periodicidades e tendências con- forme Silva et al, 2010). 17 Vulnerabilidade dos domínios morfoclimáticos Ab’Sáber (1970) define seis domínios morfoclimáticos para o Brasil, entre eles a Paraíba está inserida no Domínio das Caatingas – região nordestina de formações cristalinas, área de- pressiva inter montanhas e de clima semiárido, de acordo com o clima o solo tem características semelhantes como: rasos e pedregosos, com muita intensidade de intemperismo físico nos la- tossolos e pouca erosão nos Litólicos e com presença de sais no solo, como: Solonetz, Solodi- zado, Planossolo, solódicos e solonchacks. A vegetação é caracterizada como herbácea tortuosa, tendo como espécies as cactáceas, o mandacaru, o xique-xique, vegetações que sobrevivem a épocas de extrema estiagem e em razão disso possuem adaptações, como a casca dura e seca, conservando a umidade em seu interior. No que diz respeito à vegetação, a caatinga apresenta-se amplamente diversificada, tanto na sua fitofisionomia, como na composição florística, em função da diversidade de ambientes que compõem o semiárido brasileiro, comandada pelas alterações locais dos elementos do clima, especialmente no que se refere à quantidade e à distribuição da chuva. Vários autores, reconhecendo essa diversidade, classificam a caatinga de forma plural em diferentes subsiste- mas o que leva a conceba-la como o Bioma das Caatingas segundo Cavalcanti et al, (2007). A desertificação biológica ocorre quando os ecossistemas perdem sua capacidade de re- generação, verificando-se rarefação da fauna e redução da cobertura vegetal, seguidas de em- pobrecimento dos solos e da salinização. Diante disso, em qualquer domínio morfoclimático, no caso de Cabaceiras e alguns enclaves da Caatinga, as configurações espaciais determinadas pela compartimentação topográfica, cobertura natural, rede de drenagem, altitude, dentre outros aspectos meteorológicos e geográficos, interagem de forma significativa com os padrões climá- ticos regionais (CONTI, 2008). Impactos ambientais na hidrografia Do ponto de vista hídrico, o semiárido é conhecido por sua média pluviométrica de 800 mm por ano, existindo em pequena parcela desse espaço uma média anual inferior a 400 mm. Os anos mais secos dificilmente são inferiores a 200 mm, não chegando a existir um ano sem chuvas. O que explica o déficit hídrico é o elevado potencial de perda de água por evapotrans- piração (lembrando que o semiárido brasileiro está totalmente situado na zona tropical); má distribuição das chuvas no tempo e no espaço; a quase inexistência de rios perenes que possam garantir a qualidade e a quantidade da água sequer minimamente necessária para as popula- ções locais; baixo nível de aproveitamento das águas de chuva; opção pela tecnologia dos gran- des açudes, com grandes espelhos de água que facilitam a evaporação conforme Cavalcanti et al, (2007). O padrão de drenagem predominante é o dendrítico, isoladamente tendendo a pinado (CPRM, 1972). No tocante ao quadro natural, as características edafoclimáticas da região como, as fortes chuvas que transportam grande quantidade de sedimentos para a drenagem da região (lagoas, lago, córregos, grotas, riachos, rios, açudes, barragens), ocorrendo o intenso processo de assoreamento destes cursos da água de regime intermitente ou perene. O processo de asso- reamento dos rios da região é bastante comum, por sedimentos oriundos do processo erosivo corrente na área, segundo Galvão (1994). A deposição de sedimentos nos rios acaba por alterar os cursos da água, gerando feições denominadas meandros abandonados. A Meteorologia, nas últimas décadas, tem apresentado novas técnicas metodológicas com uma roupagem atualizada dos parâmetros conceituais e uma base tecnológica apoiada nas fer- ramentas informatizadas. Desse modo, objetiva-se a aplicação do conhecimento geográfico, es- pecificamente aos aspectos físicos, de forma eficaz aos estudos e manejos dos impactos ambi- entais conforme Silva et al, (2010). 20 Capítulo 3 BALANÇO HÍDRICO A EROSIVIDADE E SEU PLANEJAMENTO AGROPECUÁRIO Raimundo Mainar de Medeiros Rigoberto Moreira de Matos Patrícia Ferreira da Silva Luciano Marcelo Fallé Saboya Maria da Conceição Patrício Victor Herbert de Alcântara Ribeiro Introdução As informações das condições climáticas de uma determinada região são necessárias para que se possam instituir estratégias, que visem o manejo mais adequado dos recursos naturais, planejando dessa forma a busca por um desenvolvimento sustentável e a implementação de práticas agropecuárias viáveis e seguras para o meio ambiente. A contabilização da água contida no solo, e a forma de medir a quantidade de água que entra e sai deste solo é dada pelo balanço hídrico. Sendo as entradas representadas pela preci- pitação, irrigação, orvalho, escorrimento superficial, drenagem lateral e ascensão capilar, e as saídas ou perdas são representadas pela evapotranspiração, escorrimento superficial, drena- gem lateral e drenagem profunda (Sentelha, apud Carvalho, 2004). O planejamento hídrico é a base para se dimensionar qualquer forma de manejo integrado dos recursos hídricos, assim, o balanço hídrico permite o conhecimento da necessidade e dis- ponibilidade hídrica do solo ao longo do tempo. O balanço hídrico tomado como unidade de gerenciamento, permite classificar o clima de uma região, realizar o zoneamento agroclimático e ambiental, o período de disponibilidade e necessidade hídrica no solo, além de favorecer ao gerenciamento integrado dos recursos hídricos (Lima, 2009). Assim, a primeira avaliação de uma região é o balanço, a partir do qual se determina a contabilização de água de uma determi- nada camada do solo, onde se define os períodos secos (deficiência hídrica) e úmidos (exce- dente hídrico) de um determinado local (Reichardt, 1990). Deste modo, a técnica permite a identificação de áreas onde as culturas podem ser exploradas com maior eficácia (Barreto et al., 2009). Segundo Campos e Silva (2010) por meio do Balanço Hídrico (BH) é possível determinar as regiões que apresentam déficit ou excesso hídrico, utilizando variáveis como a precipitação e evapotranspiração. Silva et al. (2006) afirmam que, balanços hídricos são importantes para acompanhar a dinâmica da água em ecossistemas agrícolas e naturais. Os impactos climáticos ocorridos nos últimos 60 anos na estrutura agrária do território brasileiro, provavelmente, trouxeram impactos ambientais que certamente promoveram mu- danças de comportamento da camada inferior da atmosfera, afetando diretamente o regime hídrico das precipitações pluviais e da disponibilidade de água no solo. Em nosso país, as mai- ores dificuldades para a análise das variáveis do clima se referem ao curto segmento temporal das séries históricas e às falhas e inconsistências dos dados meteorológicos conforme Horikoshi et al. (2007). A região Nordeste do Brasil (NEB) caracteriza-se pela irregularidade espacial e temporal da precipitação e dos processos de escoamento e erosão dos solos, como também pelo alto po- tencial para evaporação da água em função da enorme disponibilidade de energia solar e altas temperaturas durante todo o ano. Assim, a região NEB é considerada como uma região anômala 21 no que se refere à distribuição espacial e temporal da precipitação ao longo do ano (Souza et al., 1998). Dentre os fatores climáticos, a chuva é o de maior importância e o que maiores prejuízos provocam, não só pela quantidade insuficiente, mas principalmente pela sua má distribuição espacial e temporal. A ocorrência de secas periódicas e veranicos em períodos que deveriam ser chuvosos, fenômenos que são relativamente frequentes, tornam a prática da agricultura de sequeiro nessa região uma atividade de altíssimo risco. Na agricultura atual, a limitação dos elementos do clima e fatores edáficos leva ao estabelecimento de locais e períodos onde as con- dições são menos adversas às espécies em cultivo em conformidade com Andrade Junior et al. (2009). O balanço hídrico é uma primeira avaliação de uma região, que se determina a contabi- lização de água de uma determinada camada do solo onde se define os períodos secos (defici- ência hídrica) e úmidos (excedente hídrico) de um determinado local de acordo com REICHARDT (1990), assim, identificando as áreas onde as culturas e a indústria pode ser explorada com maior eficácia conforme BARRETO et al. (2009). O balanço hídrico pode ser utilizado para resolver inúmeros problemas, tais como o in- tervalo de irrigação, o planejamento dos recursos hídricos, a previsão de rendimentos das cul- turas, a classificação climática, definir o uso da terra e de práticas agrícolas, bem como estudos ambientais e caracterização hidrológica para gestão da água de acordo com os autores Vestena e Lange Filho, (2008). Matos et al. (2014) afirmam que o uso do balanço hídrico climatológico para uma região é de suma importância, pois o mesmo considera o solo, sua textura física, pro- fundidade efetiva do sistema radicular das culturas e o movimento de água no solo durante todo o ano. De acordo com Carneiro (2003), uma espécie animal e/ou planta no século XVI era extinta a cada dez anos, no novo século XXI é fácil encontrar o desaparecimento de animais e vegetais por dia ou em processo de declínio, devido ao acelerado desmatamento, queimadas, poluição do solo, dentre outros fatores. Vários pesquisadores têm buscado decidir o melhor índice de erosividade para as dife- rentes condições brasileiras. Tal índice seria aquele que melhor se correlacionasse com as per- das de solo, como feito por Wischmeier e Smith (1958). Embora os coeficientes de correlação entre o EI30 e as perdas de solo no Brasil sejam comumente inferiores aos encontrados em ou- tros países, de acordo com Morais (1986), sendo superiores aos obtidos com o uso do KE>25. No Brasil, vultoso número de solos já tem o valor de erodibilidade verificado, principal- mente com uso de chuvas. Conforme Dedecek (1988), a erodibilidade de solos com horizonte B latossólico varia de 0,002 a 0,034 t h (MJ mm)-1, e a dos solos que possuem horizonte B textural fica entre 0,004 e 0,044 t h (MJ mml)-í. Em várias regiões do Brasil tem ocorridos sérios problemas de degradação ambiental, ocasio- nados tanto por alterações antrópicas quanto por processos naturais. Dentre os processos na- turais pode-se destacar a erosão hídrica como uma das mais importantes formas de erosão do solo, principalmente quando não há planejamento e desrespeito à capacidade de uso dos recur- sos naturais segundo Bazzano et al. (2010). A erosividade das chuvas, definidas como o potencial da chuva em causar erosão no solo, é função exclusivamente das características físicas da própria chuva, entre as quais é citado sua quantidade, intensidade, diâmetro de gotas, velocidade terminal e energia cinética. Na expecta- tiva de detalhar os estudos desse agente erosivo, pesquisas têm demonstrado que as caracte- rísticas da chuva que proporcionam as correlações mais elevadas com as perdas de solo são a intensidade e a energia cinética de acordo com Moreti et al. (2003). Além da erosividade outra importante característica da chuva relacionada com o pro- cesso de erosão hídrica do solo diz respeito ao seu padrão hidrológico. Horner e Jens (1942) caracterizaram as chuvas em padrões denominados avançados, intermediários e atrasados, quando o pico de maior intensidade da chuva ocorre, respectivamente, no primeiro terço do 22 mês, no segundo terço do mês e no terceiro terço do mês do período de duração total da chuva. No Rio Grande do Sul, Mehl et al. (2001) caracterizaram os padrões de chuva ocorrentes em Santa Maria concluindo que o padrão avançado é o que ocorre com maior frequência. Além des- ses autores, Bazzano et al. (2010), Carvalho et al. (2009) e Cassol et al. (2007) também adota- ram a mesma metodologia de classificação dos perfis para outras regiões do Brasil. O conhecimento do comportamento das variáveis climáticas é de suma importância para o planejamento das atividades agrícolas. E a temperatura do ar destaca-se na condução de es- tudos concernentes à ordenação agrícola, uso do solo, zoneamento ecológico e aptidão climá- tica, época de semeadura, estimativa do ciclo das culturas, dentre outras. (Oliveira Neto et al., 2002). A chuva fraca é de grande importância para a agricultura, pois ela é mais propícia para manter a umidade do solo, se esta chuva diminui, o solo vai ficando cada vez mais seco, sem vegetação, se tornando desprotegido. Isto confirma a situação pelo qual a região passa, a qual está incluída numa área que apresenta alta susceptibilidade à desertificação de acordo com o Relatório do Programa nacional de combate à desertificação. As consequências que poderão ocorrer nas características do clima atual, as graves se- riam a elevação dos IA e das áreas de desertificação devido à elevação da deficiência hídrica. Além de eventos extremos que estaria associado prioritariamente nas regiões que hoje já são áridas ou semiáridas, a exemplo do semiárido brasileiro (MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE, 2007). Medeiros et al. (2013) Conhecer o clima local é um fator importante para planejar os re- cursos hídricos, haja vista que vários elementos meteorológicos estão inseridos no ciclo hidro- lógico. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é avaliar a estimativa dos balanços hídricos climatológicos (BHC) e suas classificações segundo Köppen e Thornthwaite e Mather para a área da bacia do hidrográfica do rio Uruçuí Preto, PI. Os meses de maiores insolação ocorrem entre maio a outubro com flutuações variando de 223 horas e décimos a 297,1 horas e décimos. A umidade relativa do ar oscila entre 60% a 80% nos meses de novembro a maio. A retirada de água na área da bacia hidrográfica do rio Uruçuí Preto ocorrem nos meses de agosto a janeiro, as deficiências hídricas ocorrem entre os meses de outubro a janeiro, a reposição das águas acontecem nos meses de fevereiro e março e os excedentes hídricos ocorrem entre os meses de abril a julho, desta forma conclui-se que a comunidade ribeirinha utiliza-se de sistema de irri- gação nas atividades agrícolas independente dos períodos seco ou chuvoso. Precisa-se entender que o sucesso do desenvolvimento de uma região depende da ex- ploração correta e do uso eficiente de seu capital natural, ou seja, é preciso encarar o desafio de uma convivência sustentável e aceitar a fragilidade dos ecossistemas envolvidos conforme An- drade et al. (2010). Aubreville (1949), um dos primeiros estudiosos sobre o tema, salienta apresenta dois efeitos principais da desertificação: a) a erosão dos solos, seja pelo processo laminar, seja pelo ravinamento, processos que se instalariam como consequências da retirada da vegetação; b) agravamento do déficit hídrico dos solos, em virtude da maior exposição dos mesmos à radia- ção solar e a ação dos ventos secos. No contexto geográfico, percebe-se que a apropriação do solo, do relevo, como suporte ou recurso, origina transformações que começam com a subtração da cobertura vegetal ex- pondo o solo aos impactos pluvierosivos. Todavia, ocorrem alterações nas relações processuais, como as mudanças no jogo dos componentes de perpendicular, correspondente a infiltração, a paralela, assoreamento, agentes externos, escoamento superficial ou fluxo de terra (Casseti, 1994). Os estudos sobre este processo de degradação são de suma importância porque com- prometem fortemente a economia e o meio ambiente e afeta tanto a população urbana e rural, do município e expande-se nas circunvizinhanças, com muita rapidez pelos domínios morfocli- máticos da Caatinga (CPRM, 1972). 25 Resultados e discussão Na observa-se a distribuição anual da precipitação da área de estudo. Observa-se a tendên- cia de redução na precipitação anual, destacando-se a alta variabilidade na distribuição anual, característica própria do clima semiárido, predominante no nordeste do Brasil (Figura 1). As duas principais reduções na precipitação histórica anual ocorreram no período de 1935 a 1962 atingindo uma média pluviométrica de aproximadamente 0,0 mm.ano-1, e o se- gundo período de redução pluvial ocorreu nos anos de 1965 a 2000. Estes fatos foram decor- rentes dos episódios El Ñino, estando de acordo com Lacerda et al. (2010) que verificaram uma redução na precipitação ao longo do ano, portanto resultado similar encontrado nesse trabalho. Figura 1. Distribuição média anual e histórica da precipitação pluviométrica (mm). Observa-se que a tendência de redução seria superior à diminuição da precipitação dos cenários futuros B2 e A2 conforme Tabela 2 e Figura 2. As variabilidades dos índices de preci- pitações médios e com reduções de 10% e 20%, seguidamente da variabilidade da temperatura média e de suas respectivas variações para aumentos de 1 ºC e 4 ºC. No cenário A2 observa-se um aumento da temperatura, o que poderia proporcionar mai- ores deficiências hídricas, ocasionando estresse nas culturas, consequentemente comprome- tendo as produções futuras. De acordo com Cerri et al. (2007), o Brasil, localizado quase intei- ramente na zona tropical, não é uma exceção a esta regra e, portanto, é suscetível a uma redução na produção agrícola e na pecuária. Tabela 2. Precipitação (PPT, mm) e Temperatura (Temp, °C) média normal, cenário B2 e cenário A2. 26 Na Figura 2, observa-se a distribuição média mensal da temperatura histórica, tempera- tura com mais 1ºC e com mais 4ºC e suas respectivas precipitações históricas, com reduções de 10% e 20%. Observa-se que a temperatura média anual foi de 25,7 ºC, com variações entre 24,3 ºC a 28,3 ºC. Figura 2. Comportamento da precipitação com média, redução de 10% e 20%, e da temperatura com média, acréscimo de 1ºC e 4ºC. A média anual histórica para os 86 anos de observações foi de 336,6mm com variabilidade nos totais anuais, sendo os meses de março a junho o quadrimestre mais chuvoso (Tabela 3). O mês de abril destacou-se devido a fatores meteorológicos atuantes na região semiárida parai- bana e que em alguns anos para provocando a erosão dos solos, induzidas pela presença do fenômeno de larga escala La Niña (Medeiros, 2013). Nos meses de fevereiro a julho ocorreram os maiores índices pluviométricos, correspon- dendo a 83,72% dos índices precipitados, os menores índices estão centrados nos meses de setembro a novembro que corresponderam a 5,32% do total da precipitação ocorrida (Figura 2). Os valores calculados de erosividade e do fator R encontram-se na Tabela 3, a qual evi- dencia a variação das médias mensais históricas da precipitação e das avaliações do índice EI30, coeficiente de chuvas e do fator R. TABELA 3. Precipitação média mensal e anual, coeficiente de chuvas, Índice de erosividade e Fator R. 27 Nas avaliações dos valores de erosividade observou-se o valor máximo em março e abril. Os meses de setembro a novembro são os que apresentaram os menores índices de erosividade. Valores de máxima e mínima erosividade no período estão relacionados às maiores e menores precipitações. Resultados semelhantes forma obtidos por Almeida et al. (2012), estudando ero- sividade da chuva em municípios do Mato Grosso que verificaram nos meses de dezembro, ja- neiro e fevereiro foram os que apresentaram maior frequência como os mais erosivos do ano. Observa-se que mesmo em regiões diferentes a erosividade dos solos tente a aumentar com as precipitações mais intensas. O fator R da área em estudo foi de 11701,1 MJ.mm.h-1.h-1.ano-1, sendo classificado como muito alta a concentração de erosividade conforme Wischmeier (1971) e Wischmeier e Smith (1958; 1978). Silva et al. (2010) estudando o índice de erosividade (EI30) das chuvas para a bacia expe- rimental do riacho Mimoso, no semiárido pernambucano, encontraram erosividade referente ao ano de 2010 de 10152.313 MJ.mm.h-1.h-1.ano-1. Resultado este semelhante ao observado no presente trabalho. Schick et al. (2014) estudando o índice de erosividade das chuvas para uma precipitação pluvial média anual de 1.556mm, encontrou uma média de 5.033 MJ.mm.ha-1.h-1.ano-1, mesmo o índice pluviométrico sendo alto comparado ao índice deste trabalho, a erosividade é muito baixa quando confrontado com os resultados deste trabalho. As variações da erosividade no Brasil ocorrem entre 1.672 e 22.452 MJ.mm.ha-1.h-1.ano-1, estas oscilações advém devido a grande extensão territorial e da variabilidade dos tipos climá- ticos do país (Oliveira et al., 2012). Os índices de erosividade apresentado na Figura 3, basica- mente seguem a distribuição da precipitação, o que concorda com o princípio proposto por Le- mos e Bahia (1992). O fator erosividade das chuvas (R) médio mensal foi de 185,8 MJ.mm.ha-1.h-1.mês-1 sendo classificado como muito baixa, enquanto que a erosividade média anual é de 11.701,1 MJ.mm.ha-1.h-1.ano-1 considerada muito alta. Estes resultados estão de acordo com os resulta- dos obtidos por Amaral et al. (2014). Observam-se na Figura 3 os dados referentes à distribuição da precipitação média histó- rica e da erosividade para o município. Verifica-se que a precipitação foi intensa nos meses de março a abril, (período chuvoso) e escassa nos meses de maio a dezembro (seca). Ocorrendo o mesmo com a erosividade, sendo esta bastante variável. Os índices estudados basicamente se- guem o critério da precipitação com os seus valores de altos e baixos índices, comprovando deste modo o que foi proposto por Lemos e Bahia (1992). Figura 3. Precipitação média mensal histórica e erosividade média mensal no período de 1926 a 2010. Em relação à precipitação, os resultados indicam que poderá ocorrer redução na região tropical e subtropical e aumento na média em regiões de latitudes mais elevadas. As médias 30 Para o cenário A2, o balanço hídrico evidencia que não ocorreram excedentes e as defici- ências hídricas evoluíram com variações entre todos os meses, sendo as maiores amplitudes para os meses de setembro e outubro (Figura 7). Figura 7. Balanço Hídrico simulado com o cenário A2 conforme IPCC-AR4. Folhes et al. (2006) apresentaram os valores médios e extremos de temperatura do ar e precipitação, o que estabeleceu uma possível caracterização do inicio e do fim da estação chu- vosa nesta região, bem como procedeu a uma avaliação da série temporal dos elementos climá- ticos a fim de subsidiar as questões sobre mudanças climáticas na região. Os elementos meteo- rológicos para o cenário normal, B2 e A2 (Tabela 4), demonstram que ocorreram mudanças bruscas e que deverão adotar estratégias no futuro em relação ao plantio. Tabela 4. Balanço hídrico para os cenários Normal, B2 e A2, conforme IPCC-AR4. ETP – Evapotranspiração potencial; EVR – Evapotranspiração Real; DEF – Deficiência hídrica; EXC – Excedente hídrico em mm.mês-1. Liberato e Brito (2010) estudaram a influência de mudanças climáticas no balanço hídrico da Amazônia ocidental, de acordo com os cenários do IPCC, observaram que o aumento de tem- peratura previsto nos cenários do IPCC é capaz de aumentar a evapotranspiração real produ- zindo uma redução da umidade do solo e uma diminuição do escoamento superficial e sub su- perficial. Estes resultados estão de acordo com os obtidos no presente estudo mesmo sendo em regiões diferentes do país. 31 Conclusões Os cenários otimistas (B2) e pessimista (A2) indicam situações críticas das condições do solo que ocasionarão grandes mudanças nos recursos hídricos e cultivos sequeiros. Os índices pluviométricos para o cenário A2 não são suficientes para vários tipos de cul- turas, sendo assim inviável para este município o desenvolvimento de práticas agrícolas de se- queiro. Diante deste cenário pessimista, fica crítica à condição para o armazenamento de água das chuvas para o consumo humano e animal, sendo necessário planejamento futuro para cons- truções de cisternas e outros similares para a realização de armazenamento de água e minimi- zação dos impactos. O município de Cabaceiras é classificado como sendo de muito alta erosividade anual. As- sim, deve-se realizar planejamento prévio de terrenos para implantações de pomares e de pro- jetos agrícolas, para que não ocorra o deslocamento de terra, monitoramento das mudanças que ocorrem no solo, principalmente em regiões de encosta levando em consideração as curvas de níveis do terreno. Os índices pluviométricos para os cenários B2 e A2 poderão acarretar mais incidências erosivas visto que se esperam chuvas fortes com grandes magnitudes e em curto intervalo de tempo. A ação predatória do homem sobre os ecossistemas a curto e médio prazo conduzem o ambiente a um processo de instabilidade irreversível, modificando todo o ciclo biológico, social e cultural de determinadas regiões afetando diretamente a geração presente e principalmente as futuras, é por isso que providências precisam ser tomadas a fim de que as gerações futuras possam ter os recursos necessários a uma vida socialmente justa. Os resultados estão de acordo com Mehl et al. (2001), onde a distribuição das chuvas concentradas no padrão avançado tende a gerar menores perdas de solo pelo fato de que, no momento do pico da chuva, o solo estaria menos úmido que no caso dos outros padrões; desta forma, a desagregação, o selamento e o transporte de solo seriam menores. A evapotranspiração potencial é em torno de quatro vezes maior do que os índices pluvi- ométricos ocorridos. Sendo assim é de extrema importância para o setor produtivo agrícola e pecuarista, o uso de formas alternativas de captação e armazenamento de água, para suprir de maneira sustentável as necessidades de água das produções. O déficit hídrico ocorre ao longo ano, pressionando a criação de opções para solucionar problemas de abastecimento dessa região em que as chuvas são bastantes irregulares. 32 Capítulo 4 VARIAÇÕES DO BALANÇO HÍDRICO NAS ÚLTIMAS TRÊS DÉCADAS Raimundo Mainar de Medeiros José Ivaldo Barbosa de Brito Introdução Os impactos climáticos ocorridos nos últimos 60 anos na estrutura agrária do território brasileiro, provavelmente, trouxeram impactos ambientais que certamente promoveram mu- danças de comportamento da camada inferior da atmosfera, afetando diretamente o regime hídrico das precipitações pluviais e da disponibilidade de água no solo. Em nosso país, as maiores dificuldades para a análise das variáveis do clima se referem ao curto segmento temporal das séries históricas, às falhas e inconsistências dos dados meteo- rológicos. Assim, a tarefa de explicação das alterações dos elementos do clima, fica obviamente pre- judicada, pois, a partir da análise de dados das séries temporais, que não são suficientemente longas, fica muito difícil separar as oscilações climáticas naturais daquelas decorrentes dos pro- cessos antropogênicos de acordo com Tarifa (1994). O planejamento hídrico é a base para se dimensionar qualquer forma de manejo inte- grado dos recursos hídricos, assim, o balanço hídrico permite o conhecimento da necessidade e disponibilidade hídrica no solo ao longo do tempo. O balanço hídrico como unidade de geren- ciamento, permite classificar o clima de uma região, realizar o zoneamento agroclimático e am- biental, o período de disponibilidade e necessidade hídrica no solo, além de favorecer ao geren- ciamento integrado dos recursos hídricos conforme Lima (2009). O BH é uma primeira avaliação de uma região, que se determina a contabilização de água de uma determinada camada do solo onde se define os períodos secos (deficiência hídrica) e úmidos (excedente hídrico) de um determinado local (Reichardt, 1990) assim, identificando as áreas onde as culturas e a indústria pode ser explorada com maior eficácia (Barreto et al, 2009). Dada à importância de se verificar o comportamento sazonal dos períodos de deficiên- cia, excedente, retirada e reposição hídrica, esse artigo desenvolvido para o município de Lagoa Seca tem o intuito de comparar o comportamento do balanço hídrico ao longo das décadas de 1981 a 1990; 1991 a 2000 e de 2001 a 2010 subsidiando o conhecimento sobre o comporta- mento hidro climatológico da área estudada. O balanço hídrico consiste em contabilizar a disponibilidade hídrica do solo computando os fluxos positivos e negativos, estes que decorrem de trocas com a atmosfera (precipitação, condensação, evaporação e transpiração) e do próprio movimento superficial e subterrâneo da água (Varejão-Silva, 2005). Uma das várias maneiras de se monitorar a variação do armazenamento de água no solo é através do balanço hídrico climatológico desenvolvido por Thornthwaite e Mather (1948; 1955). O balanço hídrico representa a taxa de variação da quantidade de água em uma porção definida de solo sobre um determinado período de tempo, indicando a capacidade de retenção de água por período em função de alguns parâmetros, tais como o tipo de solo, temperatura, índice pluviométrico. Para efeitos de balanço é necessário definir grandezas como positivas e negativas, respectivamente o volume de água que entra no solo e o volume que sai. Considerando uma determinada região, e supondo que nela há uma reserva natural de água no solo, a forma natural pela qual a água chega a este solo é através da chuva definida como uma grandeza positiva, entretanto o solo tem uma capacidade máxima de retenção desta 35 set 86,6 0,0 80,1 0,0 88,9 0,0 out 110,1 0,0 110,8 0,0 107,3 0,0 nov 115,4 0,0 111,9 0,0 118,8 0,0 dez 122,4 0,0 113,5 0,0 114,4 0,0 A pluviometria representa o atributo fundamental na análise dos climas tropicais, refle- tindo atuação das principais correntes da circulação atmosférica. Na área de estudo dentro do estado da Paraíba as chuvas determinam o regime dos rios perenes, córregos, riachos, níveis dos lagos e lagoas, ocupação do solo, sendo imprescindível o conhecimento da sua dinâmica ao planejamento de qualquer atividade. A precipitação pluvial passa a ser a única fonte de suprimento de água. Por isso, ao es- coar superficialmente a água é barrada em pequenos açudes e usada para o abastecimento e irrigação. Além disso, muitas vezes, uma pequena fração é captada e armazenada em cisternas para fins potáveis. No entanto, este elemento do clima é extremamente variável tanto em mag- nitude quanto em distribuição espacial e temporal para qualquer região e, em especial, no NEB (Almeida e Silva, 2004; Almeida e Pereira, 2007). A Tabela 2 demonstra os valores da precipitação, da evapotranspiração potencial (ETP), e evaporação real (EVR) para as três décadas estudadas. Observa-se a ocorrência de precipitação com irregularidade alta nas três décadas, nos meses de outubro a dezembro. A pluviometria é pouco significativa e as chuvas registradas nes- ses meses podem ultrapassar facilmente a climatologia. Nos meses de janeiro a agosto os índi- ces pluviométricos são irregulares para a década de estudo. Nas décadas de 80 e 90 as variações da ETP não aprestam variações bruscas, porém na década de 2000 a ETP superou os valores das décadas anteriores indicando uma maior dispo- nibilidade hídrica no solo da região. O mesmo comportamento também é verificado com a EVR. Tabela 2. Representações dos valores médios da precipitação climatológicas, evapotranspira- ção potencial e evaporação real para as três décadas estudadas – Cabaceiras. Déca- das 1981-1990 1991-2000 2001-2010 MESES CHUVA ETP EVR CHUVA ETP EVR CHUVA ETP EVR jan 15,9 124,2 15,9 27,8 125,5 27,8 60,1 126,7 60,1 fev 52,2 112,1 52,2 39,4 113,3 39,4 68,3 114 68,3 mar 90,8 118,7 90,8 67,6 119,8 67,6 84,1 120,9 84,1 abr 73,3 107,9 73,3 49 109,5 49 50,8 110,3 50,8 mai 34 99,1 34 37,1 101,1 37,1 59,4 100,9 59,4 jun 46 83 46 32,8 84,3 32,8 80,2 84,6 80,2 jul 47,5 79,7 47,5 50,1 80,9 50,1 31,7 81,2 31,7 ago 24,6 83,6 24,6 18,7 84,1 18,7 24,2 85 24,2 set 6,7 93,4 6,7 13,1 93,2 13,1 5,7 94,6 5,7 out 1,4 111,5 1,4 0,9 111,8 0,9 6,1 113,4 6,1 nov 3 118,3 3 7,2 119,2 7,2 1,7 120,5 1,7 dez 6,6 129 6,6 15,9 129,4 15,9 17 131,4 17 O demonstrativo do Balanço Hídrico para as décadas de 1981-1990, 1991-2000 e 2001- 2010 é Ilustrado na Figura 1a, 1b e 1c, respectivamente. Em todos os meses das décadas estu- dadas, ocorreu deficiência hídrica. Isso demonstra que a precipitação na região de Cabaceiras não é suficiente para suprir a capacidade de campo. 36 Figura 1. Balanço hídrico decenal do município de Cabaceiras para as décadas: (a) 1981-1990, (b) 1991- 2000 e (c) 2001-2010. Conclusões Os impactos climáticos têm provocado modificações no balanço hídrico da região nas últimas décadas. O efeito local da ação do homem tem acelerado a degradação ambiental, con- tribuindo para a modificação do clima regional, afetando diretamente as condições do regime de pluviométrico e consequentemente a disponibilidade de água no solo. As maiores deficiências hídricas ocorreram nos meses de outubro e janeiro para as três décadas estudadas. Os valores dos balanços hídricos demonstram que não são favoráveis à manutenção da umidade no solo. (a) (b) (c) 37 Capítulo 5 DIAGNÓSTICO E TENDÊNCIA DA PRECIPITAÇÃO Raimundo Mainar de Medeiros Manoel Francisco Gomes Filho Introdução Nos dias atuais é perceptível a importância das pesquisas que envolvem o estudo do clima na busca da construção de novos parâmetros de conhecimento e consequente aplicação nas diversas atividades humanas, agricultura, represamento de água, agropecuário, economia, comércio, lazer, que dependem dos dados e informações cada vez mais concisos sobre chuvas, secas, temporais e eventos extremos com informações de médio e longo prazo geradas com um alto grau de acerto, (Viana, 2010). A análise de tendências em séries históricas de precipitações é importante para verificar a variabilidade climática interanual e decenal para que assim sejam identificados como as mu- danças climáticas podem modular estes padrões temporais de variabilidade de acordo com So- riano (1997). Medeiros (2012) realizou uma análise climatológica da precipitação no município de Ca- baceiras-PB no período de 1930-2011, como contribuição a Agroindústria e constatou que os índices pluviômetros são essenciais a sustentabilidade agroindustrial. Diversos autores avaliaram a tendência na precipitação observada no Nordeste brasi- leiro (NEB) durante o século XX. Haylock et al. (2006) fizeram uma análise da precipitação so- bre a América do Sul e observaram uma tendência de aumento do total anual de chuva sobre o NEB. O estudo realizado por Santos e Britto (2007), utilizando índices de extremos climáticos e correlacionando-os com as anomalias da temperatura da superfície do mar ATSM, também de- monstra tendência de aumento da precipitação total anual nos estados da Paraíba e Rio Grande de Norte. Ainda Santos e Brito (2009) mostraram tendências de aumento de precipitação para o estado do Ceará. 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 quan- tidade, duração e distribuição. A regressão linear é um método para se estimar a condicional (valor esperado) de uma variável y, dados os valores de algumas outras variáveis x. A regressão, em geral, trata da ques- tão de se estimar um valor condicional esperado. Em muitas situações, uma relação linear pode ser válida para sumarizar a associação entre as variáveis Y e X. Através da estatística descritiva, podemos ter características essenciais para a formação de histograma de frequências relativas de uma amostra de dados hidrológicos (Naghettini e Pinto, 2007). Portanto, o objetivo deste estudo é apresentar uma distribuição espaço temporal histó- rica e tendência futura da precipitação pluvial do município de Cabaceiras-PB utilizando uma série histórica de 86 anos de dados compreendida entre o período de 1926 a 2011. Materiais e métodos O regime pluviométrico municipal possui uma distribuição irregular espacial e tempo- ral, que é uma característica do Nordeste brasileiro, em função disto a sua sazonalidade de pre- cipitação concentra quase todo o seu volume durante os cinco meses no período chuvoso (Silva, 2004). Na metodologia foram utilizados dados de precipitações climatológicas médias mensais e anuais adquiridos do banco de dados da Superintendência de Desenvolvimento do Nordeste 40 Figura 3. Distribuição espaço temporal da regressão linear das precipitações mensais de ja- neiro a dezembro no período de 1926 a 2011. Na série de precipitação estudada tem-se que o regime de chuvas é muito complexo sendo bastante diversificado sazonalmente apresentando grande variabilidade interanual e en- terdecenal. Tendência futura anual e mensal Na Tabela 1 observa-se que os melhores coeficientes de determinação da regressão (R2=0,0708 e 0,1009) para os meses de janeiro e agosto e os piores coeficientes de determina- ção da regressão foram para os meses de outubro e novembro respectivamente (R2=6x10-6 e 3x10-3). 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 média. Tabela 1. Equação linear, coeficiente de determinação da regressão (R2), média histórica mensal e total anual da precipitação do período de 1926 a 2011. Mês Equação linear R² Média Janeiro 0,4355x + 4,0189 0,0708 23,0 Fevereiro 0,3766x + 22,840 0,0374 39,2 Março 0,4578x + 39,924 0,0265 59,8 Abril 0,3963x + 41,744 0,0254 59,0 Maio 0,3049x + 28,624 0,0368 41,9 Junho 0,2701x + 30,896 0,0343 42,6 Julho 0,1904x + 27,750 0,0197 36,0 Agosto 0,2256x + 4,8887 0,1009 14,7 Setembro 0,0905x + 0,0528 0,0528 5,1 g h i j l m 41 Observa-se na Figura 4 que os meses de março e abril concentram-se os maiores índices mensais médios de precipitação, com valor médio do período de 118,8mm, correspondendo a 35,1% da precipitação anual. Os meses com os menores índices pluviométricos oscilam entre setembro a dezembro, que correspondem a 6,5% do total anual, mostrando-se ao longo do tempo, uma variabilidade espacial característica da região do NEB. Figura 4. Histograma da média pluviométrica histórica e tendência polinomial para o período de 1926 a 2011. Análise estatística Na Tabela 2 verifica-se que os valores da média e da mediana foram desconexos, mos- trando que houve a presença de valores extremos discordantes na amostra. O maior índice de chuva, ou seja, a máxima ocorre no mês de março (386 mm), já as mínimas ocorreram em todos os meses sendo registrados 0,0mm. Destaca-se que os valores máximos ocorridos em todos os meses tiveram uma variação maior que a média anual, indicando uma dispersão no índice plu- viométrico. No desvio padrão observa-se a influência dos menores desvios nos meses de setembro e novembro (9,9 e 8,4mm) sendo o mês de março o de maior desvio (70,2) mostrando a disper- são contundente dos dados. As variabilidades mensais na média indicam que esta medida de tendência central pode não ser o valor mais provável de ocorrer nesse tipo de distribuição. É notável ainda, que as médias mensais superam os valores medianos. Visto assim, os modelos de distribuição de chuvas mensais são assimétricos, com coeficiente de assimetria po- sitivo. Com isto, a mediana tem maior probabilidade de ocorrência do que a média, conforme resultados encontrados por Almeida e Pereira (2007). Tabela 2. Medidas de tendência central e de dispersão de segundo a análise estatística dos da- dos históricos de 1931 a 2010 Meses Média (mm) Desvio Padrão (mm) Mediana (mm) Variação (%) Máxima (mm) Mínima (mm) Janeiro 23,0 40,9 4,2 1,78 279,2 0,0 Fevereiro 39,2 48,6 19,4 1,24 183,8 0,0 Outubro -0,0012x + 3,2725 6x10-6 3,3 Novembro -0,0045x+ 4,1364 3x10-5 3,9 Dezembro 0,1945x + 1,4555 0,0416 10,9 42 Março 59,8 70,2 37,6 1,17 386,0 0,0 Abril 59,0 62,3 39,4 1,04 271,2 0,0 Maio 41,9 39,7 31,1 0,94 184,8 0,0 Junho 42,6 36,4 36,0 0,84 176,0 0,0 Julho 36,0 33,9 29,2 0,92 154,8 0,0 Agosto 14,7 17,8 7,0 1,19 71,0 0,0 Setembro 5,1 9,9 0,0 1,90 50,0 0,0 Outubro 3,3 12,4 0,0 3,62 91,4 0,0 Novembro 3,9 8,4 0,0 2,23 45,0 0,0 Dezembro 10,0 23,0 0,0 2,46 157,0 0,0 Anual 338,1 200,7 230,9 0,60 775,5 0,0 Conclusões Com base nos resultados conclui-se que a mediana é a medida de tendência central mais provável de ocorrer; a estação chuvosa dura seis meses (fevereiro a julho) com valor médio do período de 278,9mm, correspondendo a 82,5% da precipitação anual. Em 86 anos de precipi- tação observada sua média histórica é de 338,1mm. A precipitação total anual demonstrou uma elevação gradativa nos seus índices da série estudada, podendo estar relacionado com a elevação da temperatura e um maior índice evapo- rativo. Não se verificou nenhuma tendência de longo prazo, ou seja, não ocorreram diminuição nem aumento das chuvas anuais, apenas variabilidade interdecenal, salienta-se que existe pos- sibilidade de eventos extremos nos índices pluviométricos de ocorrerem chuvas de altas mag- nitudes e em curto intervalo de tempo. Conforme á analise de regressão linear da série histórica de precipitação do período de 1926 a 2011, a tendência de maior variabilidade da precipitação centra-se entre os meses de fevereiro a junho, que possui elevados índices de chuva para a região e os menores índices plu- viométricos centra-se entre os meses de outubro a dezembro, que possui baixos índices pluvi- ométricos. 45 Dentre os elementos do clima, a precipitação é o que mais influencia na produtividade agrícola (Ortolani e Camargo, 1987), especialmente nas regiões tropicais onde o regime de chu- vas é caracterizado por eventos de curta duração e alta intensidade (Santana et al. 2007). Por ser um elemento essencial na classificação climática de regiões tropicais, a precipitação e sua variabilidade associada a outros elementos do clima, provoca uma flutuação no comportamento geral dos climas locais. O monitoramento do regime pluviométrico da região nos últimos anos tem mostrado que a escassez de recursos hídricos acentua os problemas sócioeconômicos, em particular ao final de cada ano, com os totais pluviométricos em torno ou abaixo da média da região (Marengo e Silva Dias, 2006). Dessa forma, o objetivo foi realizar um diagnóstico da flutuação dos índices pluviométri- cos e análise climatológica da precipitação da cidade de Cabaceiras, PB, utilizando-se a série histórica de 1926 a 2011, que possivelmente contribuirá nas decisões de setores como a eco- nomia e agricultura do município. Sendo de grande importância, uma vez que a área estudada se caracteriza por possuir uma grande variabilidade da pluviometria e uma diversidade nos padrões de ocupação do solo, onde os impactos decorrentes das precipitações intensas influen- ciam na área urbana e rural devido a erosividade. Materiais e métodos Os dados de precipitações mensais e anuais foram obtidos de uma série histórica de 86 anos (1926 a 2011), fornecido pela Agência Executiva de Gestão das Águas do Estado da Paraíba (AESA) e do do banco de dados da Superintendência de Desenvolvimento do Nordeste (SU- DENE, 1990 Foram utilizados os seguintes dados de precipitação pluviométrica: totais mensais médios anuais de pluviometria; valores máximos e mínimos no período de 1926 a 2013 (86 anos). Foram desconsiderados como valores mínimos os totais mensais iguais à zero, conside- rando-se apenas aqueles que se encontravam no intervalo de 5 a 10 mm. Para análise dos dados foi utilizado o programa em planilhas eletrônicas. Dadas às informações climatológicas e dinâmicas do NEB, o município de Cabaceiras, tem seu regime de chuvas controlado pelo deslocamento meridional da Zona de Convergência In- tertropical (ZCIT). A sua atividade mais ao sul do Equador ocorre entre os meses de fevereiro a maio. Na estação chuvosa, a região também é influenciada por vórtices ciclônicos de altos ní- veis, linhas de instabilidade, aglomerados convectivos, a convergência de umidade, e pela con- vecção devido aos efeitos locais, que aumentam a cobertura de nuvens, a umidade relativa do ar e provocam chuvas de intensidades moderada a fraca no período chuvoso, sendo o fenômeno La Niña o principal fator para ocorrência de chuvas acima da média histórica provocando inun- dações, alagamento, enchentes, enxurradas e desmoronamentos. Conforme Meis et al. (1981), podem-se analisar as precipitações no decorrer do tempo de diferentes maneiras, possibilitando o reconhecimento do seu comportamento geral, dos seus padrões habituais e extremos. Foi efetuada uma análise de frequência das distribuições dos totais anuais das chuvas mediante a elaboração dos gráficos. Utilizou-se a escala proposta por Meis et al. (1981), empre- gada por Xavier e Dornelas (2005), definida da seguinte forma: os valores anuais que mais se aproximaram do valor médio, foram caracterizados como intermediários, e os valores de pre- cipitação anual que se afastaram da média foram considerados como representativos para os anos mais secos e mais úmidos. Utilizou-se uma escala de variação de 25% em relação à média para os meses intermediários; valores acima da escala caracterizaram-se como anos muito chu- vosos, e os abaixo dos 25%, anos secos (Xavier e Dornelas, 2005). 46 Resultados e discussão Na Figura 1, observar-se o comportamento da precipitação em termos de médias mensais históricas e os valores máximos e mínimos absolutos registrados em Cabaceiras no período 1926-2011. A média dos totais mensais de chuva variou entre 3,4 mm em outubro a 60,2 mm no mês de abril. O quadrimestre mais chuvoso são os meses de março, abril, maio e junho com totais mensais médios oscilando entre 3,4 a 60,2 mmmês-1. Os valores mínimos absolutos de chuvas ocorridos e registrados foi o mês de novembro de 1963 com 45,0 mm o mês de setembro de 1977 com um total de 50,0 mm. Os valores máximos absolutos de ocorrências de chuvas mensal registrados na área de estudos foram os meses de janeiro de 2004 com 279,2 mm, março de 2008 com 386,0 mm e abril de 1977 com 271,2 mm, respectivamente, demonstrando com isto a variabilidade espacial e temporal com grandes irregularidades entre anos. O período chuvoso inicia-se no mês de fevereiro com chuva de pré-estação e prolonga-se até o mês de junho, o que se destaca é a frequência de irregularidade nas distribuições dos ín- dices pluviométricos entre meses e anos. Figura 1. Precipitação pluviométrica histórica mensal e os máximos e mínimos em Cabaceiras, PB no período 1926 - 2011. Na Figura 2, observa-se a variação dos totais anuais das chuvas históricas para o período de 1926-2011, onde se pode constatar que a média anual histórica é de 336,6 mm com 86 anos de observações. Durante o período analisado ocorreu grande variabilidade dos totais anuais de chuva podendo esta variabilidade ser observada como nos anos de 1964 (775,5 mm) e 1952 (23,8 mm) onde apresentaram os maiores e menores índices pluviométricos (com valores de precipitações completos). O município de Cabaceiras apresenta uma série de quarenta e três anos com precipitações abaixo da média histórica e trinta e nove anos com índices pluviomé- tricos acima da média, além de quatro anos com precipitações em torno da normalidade. 47 Figura 2. Precipitação pluviométrica anual e climatológica em Cabaceiras, PB no período 1926 - 2011. As oscilações da chuva se estabelecem em uma das características principais do regime pluviométricos em Cabaceiras. Tratando-se de uma região de clima semiárido quente, Cabacei- ras possui uma pluviosidade bastante irregular, com sua magnitude alterando bastante ao longo dos anos. Na Figura 3, apresenta-se a distribuição da precipitação anual entre os anos de 1926 a 2013, período no qual a média anual foi em torno de 340 mm. Entre os anos de 1926 e 1944, a precipitação anual foi bastante irregular. Alguns anos foram muito chuvosos, com pre- cipitação acima de 500 mm, porém se nesse período há uma predominância de chuvas abaixo da média na região. No período de 1945 a 1963 destaca-se que a chuva ocorreu abaixo da média, fato que condiz com relatos de populares que indicam que a década de 1950 foi um período de seco na Região e de grande prejuízo no setor agrícola, setor que movia a economia local naquela época. A partir de 1964, a chuva foi predominante em torno da média, porém os anos com má- ximos de precipitação aumentaram a frequência de ocorrência. Os anos com menos pluviosi- dade apresentaram valores mais próximos à média, com alguns anos extremamente secos na região, a exemplo dos anos de 1993, 1997 e 2012. Figura 3. Distribuição temporal da precipitação anual no município de Cabaceiras – Paraíba. O diagnóstico da variabilidade dos índices pluviométricos em Cabaceiras indica uma ten- dência de aumento dos totais anuais ao longo dos 87 anos. Os desvios das precipitações em relação à média são ilustrados na Figura 4. Esses desvios auxiliaram na classificação dos anos nas categorias presentes na Tabela 1. Análise da Tabela 1 indica flutuações de extremamente seco a extremamente chuvoso. Os anos classificados na categoria “extremamente secos” foram 1949, 1951, 1952, 1954, 1957, 1958, 1959, 1961, 1962, 1993. Os anos reunidos na categoria “extremamente chuvosos” foram os anos de 1929, 1935, 1964, 1974, 1977, 1985, 2000, 2004, 2008 e 2009. Essas flutuações fo- ram decorrentes dos fenômenos de escala planetária El Niño e La Niña. 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 Niño mais intenso, os de 1982/1983, 1993 e 1997/ 1998, desde que começaram os registros de Temperatura da Super- fície do Mar (TSM). 50 Capítulo 7 VARIABILIDADE ANUAL DA PRECIPITAÇÃO E CONDIÇÕES DE CAPTAÇÃO E ARMAZENAMENTO DE ÁGUA Raimundo Mainar de Medeiros Introdução A precipitação pluvial é um dos elementos meteorológicos que apresenta maior variabili- dade tanto em quantidade quanto em distribuição mensal e anual de uma região para outra (Almeida, 2003). Segundo Aragão (1975), a principal razão da existência do semiárido nordes- tino é a ausência de um mecanismo dinâmico que provoque movimentos ascendentes. Trabalho de modelagem feito por Gomes Filho (1979) mostra que a topografia da região tende a intensi- ficar os movimentos subsidentes sobre esta região, enquanto o albedo diferencial não interfe- riria nos resultados. Estudos têm mostrado que a distribuição de frequência tem sido usada para caracterizar o regime pluvial de uma região, embora a distribuição gama incompleta seja o modelo teórico que melhor se ajusta os dados originais (Reis et al, 1995). De acordo com Assis et al (1996), um erro muito comum em análise de dados é desprezar as características da distribuição de pro- babilidade mais adequada para os dados em estudo. Tenenbaum et al. (2005), mostraram que não há indícios de diminuição de chuva em São Raimundo Nonato, PI embora exista uma elevada variabilidade espacial e temporal na quanti- dade de chuva observada de um ano para outro, e mesmo assim, podendo ser armazenadas os índices pluviométricos mesmo que o ano seja abaixo da média climatológica da região. (Melo et al 2005), demonstrou que para o município de União, PI as condições necessárias para uma eficiente captura e armazenamento de água de chuva mesmo que durante o período estudado tenham sido constatados índices abaixo da média histórica na região do município de Pedro II, PI. (Maciel et al 2010), demonstra condições necessárias para uma eficiente captura e armaze- namento de água de chuva mesmo que durante o período estudado tenham sido constatados índices abaixo da média histórica na região. Tem por objetivo verificar de forma simples a existência ou não de modificações no “pa- drão” de chuva anual na localidade de Cabaceiras, PB, ao longo dos últimos oitenta e seis anos, comparando-se a frequência de ocorrência de totais anuais de chuva em ciclos de 20 em 20 anos, valendo ressaltar que o último tem seis anos, além de mostrar que em anos com precipi- tações anômalas o seu volume precipitado pode ser armazenado e utilizado para consumo e outras tarefas caseiras, e sua contribuição nos volumes dos rios, lagos, lagoas e riachos da re- gião municipal. Materiais e métodos Os dados mensais e anuais de precipitação pluvial utilizados no presente estudo foram coletados no posto pluviométrico do município de Cabaceiras, PB, referentes ao período: 1926 a 2011, totalizando oitenta e seis anos de observações de precipitações. Agruparam-se os dados e utilizando-se a distribuição de frequência, ordenando-os, cronologicamente, de forma mensal (somados valores diários) e anual (somatório dos totais mensais e anuais). Determinaram-se, em seguida, as medidas de tendência central: média aritmética e mediana e de dispersão am- plitude e desvio padrão. Conforme pode ser visualizado na Figura 1. Os dados de chuva anuais formam agrupados em dez intervalos de classes: 0-99,9; 100- 199,9; 200-299,9; 300-399,9; 400-499,9; 500-599,9; 600-699,9;700-799,9 e de 800-899,9 mm os quais foram determinadas as frequências de ocorrência do número de anos em cada uma 51 dessas classes, em cinco períodos distintos: 1926/1945; 1946/1965; 1966/1985; 1986/2005 e 2006/2011. Resultados e discussão A média aritmética anual do período 1926 a 2011 foi de 336,6 mm com desvio padrão de 326,6 mm e com um coeficiente de variância de 0,60%. Constatou-se que existem períodos mais e menos chuvosos. Ressalta-se, que o maior índice pluviométrico registrado foi no ano de 1965 com 775,5 mm e o ano menos chuvoso foi o de 1962 com 3,6 mm. Entretanto, nos anos de 1930; 1936; 1941; 1965; 1974; 1975; 1977; 1978; 1986; 1989; 1994; 2000; 2002; 2004; 2008 os ín- dices pluviométricos flutuaram entre 500 a próximo de 800,0 mm, e os anos de 1950; 1952; 1954; 1955; 1958; 1959; 1962; 1963 ocorreram chuvas anuais variando de 3,6 a 67,0 mm. Na Figura 1, é mostrada a distribuição de frequência dos totais anuais de chuva em inter- valos de classes regulares de 100,0 mm e para ciclos ordenados cronologicamente de 20 em 20 anos. Verifica-se na referida figura que, a frequência de ocorrência de anos com totais abaixo da média foi de dose anos para o período de 1926/1945, como também apresenta uma frequên- cia de sete anos para o intervalo de precipitação acima de 336,6 mm. Figura 1. Histograma e distribuição de frequência dos totais de chuvas anuais em intervalos de classes regulares de 100,0 mm para Cabaceiras, PB referente ao período 1926 a 1945. Utilizando-se dos mesmos processos da Figura 1, a Figura 2 mostra o intervalo de tempo de 1946- 1965, no qual apresentou dezoito anos secos e dois anos chuvosos, com destaque para os anos de 1964 e 1965 que atingiu o valor anual de 354,3 e 775,5 mm, observar que nas classes de frequências entre 300,0 – 399,9 e a de 700,0 – 799,9 foram maiores que a média histórica. 52 Figura 2. Histograma e distribuição de frequência dos totais de chuvas anuais em intervalos de classes regulares de 100,0 mm para Cabaceiras, PB referente ao período 1946 a 1965. Referente ao período 1966 a 1985, na Figura 3 utilizou-se dos mesmos processos já des- crito, o qual mostra uma frequência de dezesseis anos, para o intervalo de precipitação com índices superiores a 336,6 mm (média histórica). A frequência de precipitação abaixo da média anual histórica é de quatro anos. Destaca-se o ano de 1977 com 704,5 mm de índices pluviomé- tricos ocorridos e o ano de 1980 com um total anual de 203,6 mm, sendo considerados anos atípicos devido à variabilidade atmosférica. Figura 3. Histograma e distribuição de frequência dos totais de chuvas anuais em intervalos de classes regulares de 100,0 mm para Cabaceiras, PB referente ao período 1966 a 1985. A Figura 4 mostra a frequência de precipitação no intervalo de tempo de 1986 a 2005, perfazendo um intervalo de ciclo em 20 anos, com seis anos de chuvas abaixo e quinze anos com chuvas acima da média histórica. A variabilidade dos quinze anos com médias pluviomé- tricas acima fluíram entre 300,0 a 799,9 mm, enquanto as variabilidades dos índices pluviomé- tricos abaixo da média histórica oscilaram entre 62,9 a 299,1 mm. 55 plantios precoces ou super precoces onde possam utilizar a umidade de solo após o seu período chuvoso. No município de Cabaceiras, PB, não há indícios de diminuição de chuva nesta localidade, quando se comparam ciclos de anos com outros, embora exista uma elevada variabilidade es- pacial e temporal na quantidade de chuva observada de um ano para outra, demonstrando que as variabilidades acima especificadas não impedem que sejam planejadas e construídas cister- nas ou outros meios de armazenamento de água para o consumo humano, vegetal e animal. 56 Capítulo 8 MUDANÇAS DA PRECIPITAÇÃO E DA TEMPERATURA MÁXIMA, MÍNIMA, MÉDIA DO AR MENSAL E ANUAL Raimundo Mainar de Medeiros Valneli da Silva Melo Francisco de Assis Salviano de Sousa INTRODUÇÃO O conhecimento das condições climáticas de uma região é necessário para que se pos- sam estabelecer estratégias, que visem o manejo adequado dos recursos naturais, planejando dessa forma, a busca por um desenvolvimento sustentável e a implementação das práticas agrí- colas viáveis e seguras para o meio ambiente e a produtividade agropecuária do estado da Pa- raíba. Para melhor analisar o clima de uma região torna-se necessário uma caracterização de seus elementos constituintes, tais como: temperatura do ar, precipitação pluvial, umidade rela- tiva do ar, radiação solar, intensidade e direção predominante do vento. De acordo com Vianello e Alves (2002), o clima é uma generalização ou a integração, o sequenciamento das condições do tempo para um período maior ou igual há 30 anos e o tempo é a descrição instantânea do estado da atmosfera. A climatologia é uma ciência indispensável para muitas outras áreas do conhecimento e em diversas atividades: zoneamento de biomas de acordo com as características climáticas, gerenciamento entre a sociedade e o meio ambiente, planejamento urbano, dentre outros usos, sendo seus métodos e aplicações inteiramente indutivos. Segundo Mendonça (2009) “a clima- tologia compõe o campo das ciências humanas e tem como propósito o estudo do espaço geo- gráfico a partir da interação da sociedade com a natureza”. Este conceito evidencia mais ainda a importância da climatologia para com a sociedade. A temperatura é importante elemento meteorológico, o qual explica os estados energé- ticos e dinâmicos da atmosfera e consequentemente revela a circulação atmosférica, sendo ca- paz de facilitar e/ou bloquear os fenômenos atmosféricos (Dantas et al., 2000). Os seres vivos que povoam o planeta vivem adaptados à energia do ambiente. Além da variação diária, a tem- peratura varia também ao longo do ano, conforme a disposição da terra e da radiação solar. Assim, verifica-se que a temperatura do ar tem um efeito claro no desenvolvimento dos seres vivos, animal e vegetal, sendo necessária a utilização de métodos de estimativas de temperatura confiáveis e seguros para que se possa trabalhar com informações precisas. A temperatura do ar exerce influência sobre diversos processos vitais das plantas, como a fotossíntese, respiração e transpiração, refletindo no crescimento vegetal e, sobre os estádios de desenvolvimento das culturas (Lucchesi, 1987). Os valores das temperaturas do ar máximas e mínimas estão associados à disponibilidade de energia solar, nebulosidade, umidade do ar e do solo, vento (direção e intensidade) e a parâmetros geográficos como topografia, altitude e latitude do local, além da cobertura e tipo de solo (Ometto, 1981; Pereira et al., 2002 apud Stras- sburger, 2011). E a amplitude térmica influencia na definição das épocas de semeadura, na es- colha de cultivares e na adoção de práticas de manejo que busquem modificar o ambiente de cultivo (STRASSBURGER, 2011). O período de molhamento foliar pode ser estimado por sensores ou por meio do número de horas com umidade relativa maior ou igual a 90% (Sentelhas et al., 2008; Huber e Gillespie, 1992; Sutton et al., 1984). Sentelhas et al. (2008) ao estudar modelos empíricos utilizados para estimar período de molhamento foliar em 4 regiões da superfície terrestre com diferentes con- dições climáticas, observaram que o número de horas de umidade relativa maior ou igual a 90% 57 possibilitou obter acurácia satisfatória da duração do período de molhamento foliar quando comparado a dados de sensores testados e calibrados sob condições de laboratório. Medeiros et al. (2012) analisou a climatológica da precipitação no município de Bana- neiras - PB, no período de 1930-2011 como contribuição a agroindústria e constatou que os índices pluviômetros são essenciais a sustentabilidade agroindustrial. Objetiva-se compreender a variabilidade espaço-temporal da temperatura média do ar e da precipitação pluvial dentro do estado, visando suas flutuabilidades anuais para os tomado- res de decisões para projetos agrícolas, irrigação e recursos hídricos demostrando sua oscilação por microrregiões e a contribuição ao armazenamento de água. Materiais e métodos Embora existam longas séries de dados de temperatura do ar para algumas localidades de uma dada região, pode não haver registro algum exatamente daquela localidade em que se está interessado. Outro fator diz respeito ao número de estações meteorológicas que é pequeno, tornando baixa a densidade das informações disponíveis sobre a temperatura, dificultando a caracterização do campo térmico. Estas situações são muito frequentes na prática e estimulam as concepções de técnicas que busquem estimar a temperatura em locais onde não há dados (Varejão-Silva, 2006). Na metodologia elaborados valores da temperatura média do ar foram estimados pelo software Estima_T (Cavalcanti e Silva, 1994; Cavalcanti e Silva, 2006) estando disponível no site da Unidade Acadêmica de Ciências Atmosféricas da Universidade Federal de Campina Grande disponível em <http://www.dca.ufcg.edu.br/download/estimat.htm>. O modelo empírico de estimativa da temperatura do ar é uma superfície quadrática para a temperatura média mensal, em função das coordenadas locais: longitude, latitude e altitude de conformidade com os autores Cavalcanti e Silva (2006), dada por: T = C0 + C1 λ + C2Ø + C3h + C4 λ2 + C5 Ø2 + C6h2 + C7 λ Ø + C8 λ h + C9Øh Onde: C0, C1,...., C9 são as constantes; λ, λ2, λ Ø, λ h longitude; Ø, Ø2, λ Ø latitude; h, h2, λ h, Ø h altura. Também se pode estimar a série temporal de temperatura, adicionando a esta a anomalia de temperatura do Oceano Atlântico Tropical de acordo com Cavalcanti e Silva (2006). Tij = Ti + AATij Onde: i= 1,2,3,...,12 j= 1950, 1951, 1952, 1953,...,2014. Após foi elaborada planilha eletrônica com os dados obtidos com o Estima_T, e após calculado a média anual da temperatura média do ar. Utilizando pacotes em planilhas eletrô- nicas elaboram-se os gráficos das temperatura máximas, médias e mínimas e das precipitações históricas, máximos e mínimos absolutos Os dados de precipitação médias mensais e anuais foram adquiridos do banco de dados da Superintendência de Desenvolvimento do Nordeste (SUDENE, 1990) e Agência Executiva de Gestão das Águas do Estado da Paraíba (AESA, 2013), para o período de 1926 a 2013. Os cálcu- los e a elaboração de gráficos da variabilidade mensal e anual da precipitação foram feita atra- vés de planilhas eletrônicas. Dadas às informações climatológicas e dinâmicas do NEB, o município de Cabaceiras, tem seu regime de chuvas controlado pelo deslocamento meridional da Zona de Convergência In- tertropical (ZCIT). A sua atividade mais ao sul do Equador ocorre entre os meses de fevereiro a 60 20,8 ºC, o quadrimestre frio ocorre nos meses de junho a setembro com flutuações variando entre 17,8 a 18,8 °C. Como a temperatura é inversamente proporcional à umidade relativa do ar assemelha-se ao estudo de Strang (1972). Os desvios padrão e os coeficientes de variância não apresentam variações significativas para os elementos estudados. Tabela 3. Temperatura mínima do ar; desvio padrão; Coeficiente de variância; máximos e míni- mos valores absolutos para o município de Cabaceiras - PB. Parâmetros/Meses Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Anual Média 20,7 20,8 20,8 20,5 19,8 18,8 17,9 17,8 18,8 19,6 20,1 20,6 19,7 Desvio pa- drão 0,4 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,3 Coef. variân- cia 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Máximo abso- luto 21,8 21,8 21,7 21,3 20,6 19,4 18,5 18,5 19,6 20,4 21,1 21,7 20,2 Mínimo abso- luto 19,9 20,1 20,2 19,9 19,2 18,2 17,3 17,3 18,2 18,8 19,3 19,7 19,1 Na Figura 3 tem-se o demonstrativo da temperatura mínima da máxima; média da mí- nima e mínima da mínima para o município de Cabaceiras. As oscilações das temperaturas mínimas da minimas ocorrem nos mess de julho e agosto, as flutuações das temperatura mínima das máximas ocorrem nos meses de outubro a março e as flutuações médias da média regsitram-se valores baixos entre os meses de junho a agosto. Figura 3. Temperatura mínima da máxima; média da mínima e mínima da mínima para o mu- nicípio de Cabaceiras. Na Tabela 4 tem-se o demonstrativo das oscilações da precipitação média histórica; des- vio padrão; Coeficiente de variância (Coef. Variância); máximos e mínimos valores absolutos para o município de Cabaceiras. A precipitação média anual é de 338,8 mm, as flutuações mensais ocorrem entre 3,3 mm no mês de outubro a 59,9 mm no mês de março. Seu quadrimestre chuvoso ocorre entre os meses de fevereiro a maio com flutuações entre 39,2 a 59,8 mm, o quadrimestre seco ocorre entre os meses de setembro a dezembro com flutuações de 3,3 a 9,7 mm. Os desvios padrões apresentam valores que superam as médias históricas com exceção os meses de maio a julho. Os coeficientes de variância não apresentam valores significativos em relação à média histórica. As precipitações máximas absolutas ocorreram em todos os meses e superam as médias clima- tológicas mensais meses nos meses de outubro a dezembro, estes valores máximos absolutos 17,0 18,0 19,0 20,0 21,0 22,0 T em p er at u ra m ín m a d a m áx im a ; m éd ia d a m ín im a e m ín im a d a m ín im a (° C ) mínima da máxima média da mínima mínima da mínima 61 ocorrem por ações isoladas de algumas atividades anômalas dos fatores provocadores das pre- cipitações na área de estudo. Observa-se que na precipitação mínima absoluta registra-se o va- lor zero, ou seja, não ocorreram chuvas mínimas. Tabela 4. Precipitação histórica média; desvio padrão; Coeficiente de variância; máximos e mí- nimos valores absolutos para o município de Cabaceiras - PB. Parâme- tros/Meses Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Anual Média 23,0 39,2 59,8 59,0 41,9 42,6 36,2 14,7 5,1 3,3 4,3 9,7 338,8 Desvio padrão 40,9 48,6 70,2 62,1 39,7 36,4 33,8 17,7 9,8 12,2 8,8 22,5 198,8 Coef. variân- cia 1,8 1,2 1,2 1,1 0,9 0,9 0,9 1,2 1,9 3,7 2,1 2,3 0,6 Máximo abso- luto 279,2 183,8 386,0 271,2 184,8 176,0 154,8 71,0 50,0 91,4 45,0 157,0 775,5 Mínimo abso- luto 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 23,8 Na Figura 4 tem-se a representações da precipitação média histórica; máximas e mínimas absolutas para o município de Cabaceiras. A curva a precipitação histórica e de grande flutuação de irregularidade e apresentam seus meses de fevereiro a junho com os maisores índices luviometricos e os meses de agsoto a dezembro com os baixos índices luviometricos. As precipitações máximas absolutas ocorreram todos os meses e suas flutuações dependem dos sistemas sinóticos atuante nos períodos chuvosos e secos as precipitações mínimas absolutas foram regitradas sem ocorrencias de chuva o ano inteiro. Figura 4. Precipitação histórica média; máximos e mínimos valores absolutos para o município de Cabaceiras. A Figura 5 representa a distribuição da precipitação média histórica e seus percentuais mensais para o município de Cabaceiras. Os meses de maiores contribuições com representati- vidade de 83% dos totais anuais das chuvas correspondem os meses de fevereiro a julho e entre os meses de agosto a janeiro as chuvas representam 17% do total anual as quais não contri- buem para os plantios e represamentos das águas. 0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 350,0 400,0 P re ci p it aç ão h is tó ri ca ; m áx im a ab so lu ta e m ín im a ab so lu ta ( m m ) Precipitação histórica Precipitação máxima absoluta Precipitação mínima absoluta 62 Figura 5. Precipitação média histórica e seus percentuais mensais para o município de Cabacei- ras. Conclusões Observa-se que durante os meses de maio a junho os totais pluviométricos são elevados. A distribuição da precipitação pluviométrica ocorre de forma irregular e com grande variação durante todo o ano. As flutuações da temperatura média do ar decorrem dos sistemas sinóticos atuantes na época do período chuvoso e do período seco tal como dos impactos no meio ambiente e estas flutuações podem estarem relacionadas com os fatores provocadore e/ou inibidores dos índices pliviometricos interregionais. jan 23,0 7% fev 39,2 12% mar 59,8 18% abr 59,0 17% mai 41,9 12% jun 42,6 13% jul 36,2 11% ago 14,7 4% set 5,1 1% out 3,3 1% nov 4,3 1% dez 9,7 3% 65 Tabela 1. Representação dos números de ocorrência mensais de eventos extremos da máxima precipitação anual durante o período de 1926 a 2012 em Cabaceiras - PB. Meses jan fev mar abr mai jun jul ago set out Nov dez N. even- tos 6 23 30 15 8 9 6 1 1 0 1 1 Figura 1. Precipitação máxima anual (mm) durante o período de 1926 a 2012 em Cabaceiras. Tabela 2. Período, Classificação (Classif.) e Intensidade (Intensid.) do El Niño e La Niña – Osci- lação Sul no período de 1926 a 2012. Período Classif. Intensid. Período Classif. Intensid. Período Classif. Intensid. 1886 La Niña Forte 1877-1978 El Niño Forte 1972-1973 El Niño Forte 1924-1925 La Niña Mode- rada 1888-1889 El Niño Mode- rado 1976-1977 El Niño Fraco 1928-1929 La Niña Fraca 1896-1897 El Niño Forte 1977-1978 El Niño Fraco 1938-1939 La Niña Forte 1899 El Niño Forte 1979-1980 El Niño Fraco 1949-1951 La Niña Forte 1902-1903 El Niño Forte 1982-1983 El Niño Forte 1954-1956 La Niña Forte 1905-1906 El Niño Forte 1986-1988 El Niño Mode- rado 1964-1965 La Niña Mode- rada 1911-1912 El Niño Forte 1990-1993 El Niño Forte 1970-1971 La Niña Mode- rada 1913-1914 El Niño Mode- rado 1994-1995 El Niño Mode- rado 1973-1976 La Niña Forte 1918-1919 El Niño Forte 1997-1998 El Niño Forte 1983-1984 La Niña Fraca 1923 El Niño Mode- rado 2002-2003 El Niño Mode- rado 1984-1985 La Niña Fraca 1925-1926 El Niño Forte 2004-2005 El Niño Fraco 1988-1989 La Niña Forte 1932 El Niño Mode- rado 2006-2007 El Niño Fraco 1903-1904 La Niña Forte 1939-1941 El Niño Forte 2009-2010 El Niño Fraco 1909-1910 La Niña Forte 1946-1947 El Niño Mode- rado 2010-1011 El Niño 1995-1996 La Niña Fraca 1951 El Niño Fraco 2011-2012 El Niño 1998-2001 La Niña Mode- rada 1953 El Niño Fraco 2012-2013 El Niño 2007-2008 La Niña Forte 1957-1959 El Niño Forte 2013-2014 El Niño 1963 El Niño Fraco 1965-1966 El Niño Mode- rado 1968-1970 El Niño Mode- rado Fonte: Monthly Weather Review 66 Na Tabela 3 tem-se a representatividade dos anos, dias/mês e índices de ocorrência da máxima precipitação anual durante o período de 1926 a 2014 em Cabaceiras - PB. Os valores dos índices foram retirados dos dados diários de precipitações registrados e com o seu maior valor de cada ano. Tabela 3. Representação dos anos, dias/mês e índices de ocorrência da máxima precipitação anual durante o período de 1926 a 2012 em Cabaceiras - PB. Ano Dia/Mês Índices Ano Dia/Mês Índices Ano Dia/Mês Índices 1926 25/mar 9,6 1956 19/mar 20,2 1986 02/fev 46,2 1927 24/fev 9,9 1957 14/mar 11,4 1987 21/mar 35 1928 30/nov 9,5 1958 11/jun 8,6 1988 25/fev 75 1929 15/mar 33,4 1959 10/jun 8,4 1989 18/abr 75 1930 25/jun 36,2 1960 25/mar 16 1990 13/jul 34 1931 22/abr 37,8 1961 13/jan 3,6 1991 29/mar 74,6 1932 05/jul 38,5 1962 12/mai 6,3 1992 04/abr 50 1933 08/abr 42,5 1963 28/fev 85 1993 13/jul 24 1934 09/mar 43,1 1964 24/mai 55 1994 20/fev 60 1935 31/mar 169,3 1965 13/jan 66,5 1995 26/mar 72,2 1936 11/fev 62 1966 12/abr 59 1996 07/abr 62,2 1937 07/abr 72 1967 23/mar 58 1997 23/mar 41,3 1938 04/mar 18 1968 24/jan 79,5 1998 29/mar 21,2 1939 31/mai 94 1969 04/abr 80 1999 15/mar 43,2 1940 25/fev 96 1970 25/abr 35 2000 14/fev 52 1941 05/mar 40,5 1971 08/abr 60,6 2001 27/jun 44,2 1942 20/jul 39,6 1972 12/fev 42 2002 15/fev 172 1943 01/fev 70,6 1973 03/ago 26,1 2003 04/mai 82,2 1944 17/jan 77,5 1974 15/abr 92 2004 04/fev 80,3 1945 18/jun 22 1975 04/dez 98 2005 19/mar 53,2 1946 04/mar 36 1976 12/fev 42,5 2006 16/fev 62,2 1947 24/jan 36 1977 19/set 50 2007 01/mar 53,3 1948 18/mai 8 1978 09/abr 68 2008 18/mar 218,2 1949 09/fev 12,5 1979 25/abr 85,2 2009 24/fev 82,2 1950 29/mai 83 1980 13/fev 35,5 2010 18/jun 57,1 1951 27/mai 9 1981 27/jan 77 2011 02/mar 50,3 1952 16/mar 4,3 1982 01/jun 37,4 2012 20/fev 30,5 1953 12/abr 20,3 1983 15/jun 18,5 1954 04/mar 19,3 1984 19/mai 40 1955 09/mar 84,5 1985 22/mar 50,9 Observa-se que a atuação dos eventos extremos para a área de estudo são mais frequen- tes nos meses de março, fevereiro e abril, Conclusões Ocorreu uma relação direta entre a intensificação na precipitação e ocorrências com eventos de ENOS. Destacando que em certo ano perceberam-se as influências do ENOS. Eventos extremos de precipitação foram mais evidentes entre os meses da estação chu- vosa com 91% das ocorrências e apenas 8% foram observados na estação seca. Mudança no comportamento dos índices pluviométricos na década de 90 foi constatada com variabilidade espaço-temporal na intensificação da precipitação máxima anual apresen- tando maior número de eventos com valores de precipitação igual ou superior a 50 mm. Com exceção os anos de 1998 e 1993. As ocorrências de chuvas extremas foram mais atuantes no mês de março, seguido dos meses de fevereiro e abril para todo o período em estudo. 67 Capítulo10 ANÁLISE HIDROCLIMÁTICA Raimundo Mainar de Medeiros José Ivaldo Barbosa de Brito Introdução O clima exerce grande influência sobre o ambiente, atuando como fator de interações entre componentes bióticos e abióticos. O clima de toda e qualquer região, situada nas mais diversas latitudes do globo, não se apresenta com as mesmas características em cada ano (SO- RIANO, 1997). Em região de clima de áreas próximas contrastantes (de um lado chuvoso do outro semiárido) como o Nordeste do Brasil (NEB), o monitoramento da precipitação, princi- palmente durante o período chuvoso é muito importante para tomada de decisões que tragam benefício para população. Um bom monitoramento da precipitação pluviométrica é uma ferra- menta indispensável na mitigação de secas, enchentes, inundações, alagamentos (Paula et al. 2010). Dentre os elementos do clima de áreas tropicais, a precipitação pluviométrica é o que mais influencia a produtividade agrícola (Ortolani e Camargo, 1987), principalmente nas regi- ões semiárida, onde o regime de chuvas é caracterizado por eventos de curta duração e alta intensidade (Santana et al. 2007), em função disto a sazonalidade da precipitação concentra quase todo o seu volume durante cinco a seis meses no período chuvoso (Silva, 2004). O clima é definido como sendo o conjunto de condições meteorológicas (temperatura do ar, pressão atmosférica, ventos (direção e velocidade), umidade relativa do ar, evaporação, in- solação e precipitação), características do estado médio da atmosfera, em um dado ponto da superfície terrestre. Os inventários de recursos climáticos para fins de zoneamento agrícola e estudos de pro- dutividade das plantas, baseiam-se primariamente na quantificação de condições de tempera- tura e umidade, obtidas em estações terrestres de monitoramento. Além dessas informações, o conhecimento das precipitações pluviométricas é indispensável para se compreender e contro- lar o ciclo natural da água, devido aos fluxos de massa e energia a ela associados. O impacto econômico e social resultante está ligado às consequências de suas manifestações externas, como inundações, desestabilização de encostas, épocas secas e por envolver necessidades cres- centes de conhecimento do comportamento da água no planejamento do desenvolvimento da economia energética, rural e urbana (Huntzinger e Ellis, 1993; Seiffert, 1996). O impacto econômico e social resultante está associado às consequências de suas mani- festações extremas, como inundações, alagamentos, enchentes, cheias e secas. Vem surgindo nas últimas décadas um grande interesse sobre a climatologia e suas aplicações do ponto de vista global e suas variações espacial e temporal, resultante da conscientização de que a atuação humana vem exercendo uma influência poderosa sobre as camadas baixas da atmosfera, atra- vés de práticas que promovem um aquecimento global (efeito estufa) e do impacto da atividade humana sobre a camada de ozônio. Muitos estudos recentes sobre informações hidrológicas, climatológicas, agroecológicas e agroclimáticos destinados à criação de modelos cognitivos extrapolados em modelos de ba- cias ou microbacias hidrográficas que levam em conta, os estudos agroclimáticos, a topografia, declividade do terreno, solos e cobertura vegetal. Este estudo se constitui em uma análise do clima e das disponibilidades dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos do município de Cabaceiras. Estudos do monitoramento do clima, inicialmente voltados para a previsão do tempo (meteorologia) e zoneamento agroclimático, passaram recentemente a incorporar os temas li- 70 Figura 2. Flutuações mensais da evapotranspiração potencial e evaporação real, para o municí- pio de Cabaceiras. A evapotranspiração, fenômeno de transferência de água e de calor latente para a atmos- fera, é um importante parâmetro para se relacionar à dinâmica da atmosfera ou o clima do Nor- deste já que, nestas regiões, a taxa de evapotranspiração é alta, causando adaptações do solo e da cobertura vegetal (Silva, 1977). As temperaturas na região nordeste são elevadas, a umidade relativa do ar é baixa e as precipitações pluviométricas são inferiores a evapotranspiração po- tencial caracterizando um acentuado déficit hídrico. A quantificação de atributos ligados à temperatura possibilita a definição do regime de temperaturas prevalecentes, indicativo para a adaptabilidade de cultivos e criações, previsão de épocas de plantio e previsão de safras. Braga e Silva (1990) e Braga (1992) citado por Seiffert (1996), os modelos de previsão das principais fenofases de cultivos agrícolas, indicam que as variáveis climáticas energéticas são efetivamente decisivas no desencadeamento da reprodu- ção vegetal. A Figura 3 demonstra o comportamento das flutuações das temperaturas máximas, mí- nimas, médias e da amplitude térmica para o período compreendido entre 1950 a 2010. As va- riações dos índices da temperatura máxima, sendo o menor valor de 27,8 ºC em julho e a o maior valor 32,6 ºC em dezembro, com uma taxa anual de 23,5 ºC. A temperatura mínima anual é d 19,7ºC, com oscilações flutuando entre 17,8 ºC no mês de agosto a 20,8 ºC nos meses de fevereiro e março. Cabaceiras têm uma temperatura média anual de 24,0ºC e suas flutuações mensais oscilam entre 22,1 a 25,3 ºC, as amplitudes térmicas mensais flutuam entre 9,3 a 12,4 ºC com uma taxa anual de 10,8ºC. Figura 3. Flutuações mensais das temperaturas: máximas, mínimas, média e amplitude térmica para o município de Cabaceiras, no período de 1950-2010. 71 A variabilidade mensal e anual da umidade relativa do ar pode se observada na Figura 4, onde os máximos de umidade relativa do ar ocorrem nos meses de abril a julho e nos meses de setembro a novembro os menores índices de umidade relativa do ar. Figura 4. Flutuações mensais da umidade relativa do ar para Cabaceiras. A velocidade média do vento esta representada na Figura 5, onde nos demonstram a sua variabilidade mensal, observa-se que nos meses de março a julho ocorre a menor intensidade de vento e nos meses de agosto a fevereiro as maiores intensidade de vento são registradas, salienta-se que devido à flutuação da pressão atmosférica podem ocorrer formações de rede- moinho durante os meses de velocidades altas, espera também nesta época rajadas de ventos superiores a 15 m/s em área isoladas. Figura 5. Flutuações mensais da velocidade do vento para o município de Cabaceiras. A flutuação da insolação total no município pode ser observada na Figura 6, onde nota- se a variabilidade deste elemento mês a mês, os menores índices de insolação total acontecem nos meses de abril a setembro, e os maiores índices de insolação são registrados nos meses de outubro a março. 72 Figura 6. Flutuações mensais da insolação total, para Cabaceiras. Os dados de quantificação da insolação total são necessários para o desenvolvimento de estudos agrometeorológicos (ramo da meteorologia aplicada que investiga respostas dos orga- nismos vivos ao meio atmosférico), cujo objetivo busca é obter uma melhor integração dos cul- tivos agrícolas aos recursos climáticos. Particularmente o seu efeito sobre o comportamento do desenvolvimento vegetal no que se refere à fotossíntese, evapotranspiração, fisiologia de plantas e desenvolvimento de pragas e doenças. Mais recentemente, os dados sobre insolação total vêm sendo avaliados com grande interesse quanto a seus efeitos adversos sobre plantas, animais e seres humanos, causados pela radiação ultravioleta em função da redução da camada de ozônio (Barret e Curtis 1992). A Figura 7 mostra as flutuações de cobertura de nuvens, seguindo basicamente o com- portamento inverso da insolação total, no período de março a julho tem-se cobertura de nuvens máximas e nos demais meses a cobertura de nuvens oscilam devido à flutuação dos centros de pressões. Figura 7. Flutuações mensais da nebulosidade total, para o município. Bacia hidrográfica, águas superficiais e de subsolo A bacia hidrográfica do Açude Epitácio Pessoa está localizada na região Nordeste do Bra- sil, no estado da Paraíba, Figura 8, nas coordenadas geográficas situada entre os paralelos de 6,861o e 8,303o de latitude sul e os meridianos de 36,021º e 37,356º de longitude oeste, repre- sentativa a parte central do Estado da Paraíba. Contida na Bacia Hidrográfica do Rio Paraíba, 75 Figura 10. Mapa do estado da Paraíba, dividido por bacias hidrográficas, com ênfase para região da bacia hidrográfica do Açude Epitácio Pessoa, SEMARH (2003). Essa região é formada por rochas do período pré-cambriano. O tipo de solo predomi- nante na região da sub bacia do Taperoá e da Região do Alto Curso do Rio Paraíba é do tipo Bruno Não Cálcico de pouca espessura, que cobre todo cristalino existente na área de abran- gência, com a presença de Litólicos, Solonetz Solodizado, Regossolos e Cambissolos. Sob o ponto de vista toxonômico, a bacia apresenta uma associação de solos Litólicos, Solonetz Solodizado, Regossolos e Cambissolos e afloramentos. Os solos Litólicos predominam com relação aos outros, tornando a bacia quase que impermeável. Siqueira (1964) constata a ocorrência de fendas e fissuras, mas na maioria não são in- terligadas em rede, impossibilitando o fluxo e favorecendo a salinização das águas subterrâ- neas, Dentro desse universo de rochas cristalinas ocorrem pequenas “ilhas” de rochas sedimen- tares, as denominadas bacias interiores, como as bacias do Araripe, Rio do Peixe e Iguatu, entre outras, as quais, tendo em vista as condições favoráveis para a ocorrência de água subterrânea, tornam-se muito importantes para a região com relação à questão hídrica. As vazões dos poços são bastante modestas, ou seja, inferiores a 3,25 m3/h para rebai- xamento do nível da água de 25 metros, com capacidade específica 47 inferior a 0,13 m3/h/m, em média. Além disso, as águas do subsolo são, em geral, salinizadas com valores totais de sais dissolvidos-TSD variando de 500 a 35.000 mg/l (DNPM/CPRM, 1983). Nesta província predo- minam rochas cristalinas, ou seja, gnaisses, xistos, migmatitos, granitos, quartzitos entre outras, apresentando, em geral, um potencial hidrogeológico muito fraco, pois os aquíferos estão res- tritos às zonas fraturadas. Essa deficiência está relacionada diretamente com as condições de ocorrência e circula- ção das águas subterrâneas, que é agravada em função das características do clima semiárido que provoca taxas elevadas de salinidade nas águas. A vegetação predominante na bacia do Rio Taperoá e Alto Curso do Paraíba são do tipo Caatinga hiperxerófila, hipoxerófila, floresta caducifólia e subcaducifólia, uma vegetação tipo savana estépica, “estacional-decidual, portanto com os estratos arbóreos e gramíneos – lenho- sos periódicos e com numerosas plantas suculentas, sobretudo cactáceas” IBGE (1995). Em alguns trechos a caatinga se apresenta densa, com vegetação rasteira constituída por herbáceos espinhosos e arbustos densos. Em outros setores mais secos, a vegetação perde to- talmente as folhas no verão. As espécies dominantes são: Caroá, Catingueira, Coroa de Frade, Faveleiro, Imburana, Imbuzeiro, Juazeiro, Jurema, Macambira, Marmeleiro, Mimosa, Mofumbo, Oiticica, Pinhão Bravo, Velame e Xique-xique. As áreas desmatadas e utilizadas para a agricul- tura são em geral ocupadas pelas culturas de palma forrageira, agave, algodão, milho e feijão. Região do Alto Sub- 76 Balanço hídrico climatológico No Nordeste do Brasil, em especial na região semiárida nordestina, que frequentemente enfrenta os problemas da seca e estiagens prolongadas dentro do período chuvoso, estas con- dições se tornam ainda mais graves (Nobre e Melo, 2001). Atualmente é enorme a demanda por recursos hídricos, é importante o conhecimento, do ciclo da água, principalmente das variáveis climáticas, precipitação evapotranspiração, evaporação, umidade relativa (Horikoshi, 2007). Assim, de acordo com Camargo (1971, apud, Horikoshi, 2007), para saber se uma região apresenta deficiência ou excesso de água ao longo do ano, é necessário comparar dois termos contrários do balanço, a precipitação (responsável pela umidade para o solo) e a evapotranspi- ração que utiliza essa umidade do solo. Segundo Pereira et al. 2002; Horikoshi, 2007, a água disponível para o consumo e uso do homem pode ser quantificada pelo balanço hídrico clima- tológico, em que fica evidente a variação temporal de períodos com excedente e com deficiência hídricas, permitindo, dessa forma, o planejamento agrícola. O planejamento hídrico é a base para se dimensionar qualquer forma de manejo inte- grado dos recursos hídricos, assim, o balanço hídrico permite o conhecimento da necessidade e disponibilidade hídrica no solo ao longo do tempo. O balanço hídrico como unidade de geren- ciamento, permite classificar o clima de uma região, realizar o zoneamento agroclimático e am- biental, o período de disponibilidade e necessidade hídrica no solo, além de favorecer ao geren- ciamento integrado dos recursos hídricos e também a viabilidade de implantação e monitora- mento de sistemas de irrigação ou drenagem numa região. De acordo com – Lima e Santos, 2009; Thornthwaite, 1948; Thornthwaite e Mather, 1955 – elaboraram um sistema de contabi- lidade para obter os déficits e/ou excessos de água, a que denominaram balanço hídrico. Neste balanço o solo é um “depósito”, a precipitação é a “entrada” e a evapotranspiração representa a “saída”. Partindo-se de uma capacidade de água disponível (CAD) apropriada ao tipo de planta cultivada, produz resultados úteis para a caracterização climatológica da região e informa sobre a distribuição das deficiências e excessos de precipitação, do armazenamento de água no solo, tanto na escala diária como mensal. A Tabela 2 e a Figura 11 mostram o Balanço hídrico climático médio (período 1926- 2011) para o município de Cabaceiras. Observa-se que o regime de chuvas anual, com uma es- tação seca bem definida, associado à má distribuição das chuvas durante a estação chuvosa e à pobreza de nutrientes dos solos, em geral, exige alto nível técnico para a produção agrícola, sendo recomendável a adoção de práticas de manejo que visem conservar a água no solo ou a irrigação. A falta de água nos meses de setembro a dezembro limita o uso da terra, tornando praticamente inviável o cultivo nessa época do ano, exceto com a prática da irrigação. Não ocorrem excedentes hídricos e as deficiências hídricas estão presentes em todos os meses do ano exceto em anos em que os índices pluviométricos ocorreram acima da normali- dade como sendo 1964 o ano mais chuvoso com 775,5 mm, seguidamente dos anos de 2004 com 755,8 mm e 2008 com 736,8 mm (Figura 2). Tabela 2. Resumo do balanço hídrico climatológico normal. PREC = Precipitação; ETP = Evapo- transpiração potencial; EVR = Evaporação real; DEF = Deficiência hídrica; EXC = Excedente hí- drico. Meses/Parâmetros PREC (mm) ETP (mm) EVR (mm) DEF (mm) EXC (mm) Fev 39,2 110 39,2 70,8 0 Mar 59,8 115,8 59,8 55,9 0 Abr 60,2 105,2 60,2 45 0 Mai 42,3 96,5 42,3 54,2 0 Jun 43,5 81,1 43,5 37,6 0 Jul 36,8 78,2 36,8 41,4 0 77 Ago 14,9 81,8 14,9 66,9 0 Set 5,2 90,7 5,2 85,5 0 Out 3,4 108,5 3,4 105,1 0 Nov 3,8 115,6 3,8 111,9 0 Dez 9,3 126 9,3 116,7 0 Anual 336,6 1231,6 338,4 890,1 0 Figura 11. Balanço hídrico climático médio (período 1962-2011) para o município de Cabacei- ras, Capacidade de Água Disponível (CAD) igual a 100 mm. Conclusões As análises concretizadas neste estudo representam uma aproximação das potencialida- des do município, em termos de clima, recursos hídricos e das reais necessidades de água para as culturas de fundamental importância econômica, figuradas através do balanço hídrico. A área estudada não apresenta restrições de temperatura para a maioria dos cultivos adotados, mas o regime de chuvas, com uma estação seca bem definida, associado à má distri- buição das chuvas durante a estação chuvosa e a pobreza de nutrientes dos solos, em geral, exigem alto nível técnico para a produção agrícola, sendo recomendável a adoção de práticas de manejo que visem conservar a água no solo e/ou a irrigação. A falta de água nos meses de setembro a dezembro limita o uso da terra, tornando praticamente inviável o cultivo nessa época do ano, exceto com a prática da irrigação. Apresentando, em geral, um potencial hidrogeológico muito fraco, pois os aquíferos es- tão restritos às zonas fraturadas. Essa deficiência está relacionada diretamente com as condi- ções de ocorrência e circulação das águas subterrâneas, que é agravada em função das caracte- rísticas do clima semiárido que provoca taxas elevadas de salinidade nas águas; Sugerem-se construções de cisternas caseiras para a captação das águas das chuvas, vi- sando uma melhoria da qualidade da água para o consumo humano. 80 Figura 1. Distribuições anuais da precipitação (mm) pluviométrica no município, no período de 1926 a 2011 e sua média histórica. A Figura 2 representa a distribuição média mensal da precipitação climatológica do mu- nicípio de Cabaceiras, PB. A média anual histórica, com 86 anos de observações, é de 336,6 mm, com alta variabilidade nos totais anuais, sendo seu quadrimestre mais chuvoso os meses de março, abril, maio e junho. O mês de abril apresenta-se como mais altos valores devido às fato- res meteorológicos atuante na região do cariri Paraibano e que em alguns anos para os referi- dos meses, ocorreram chuvas anômalas e de altas intensidades induzidas pela presença do fe- nômeno de larga escala La Niña. (Medeiros, 2007) Figura 2. Média mensal climatológica da precipitação (mm) para o município. A Figura 3 representa a distribuição média mensal da temperatura histórica estimada (1950-2010), para o município de Cabaceiras. A temperatura média anual é de 24 ºC, com va- riações mensais de 22,1 ºC a 25,3 ºC. Precipitação média histórica 81 Figura 3. Temperatura média mensal (ºC) para o município (período 1950-2010). O Balanço Hídrico Climatológico e os balanços hídricos com reduções de 10% e 20% mé- dio mensal estão ilustrados nas Figuras 4, 5 e 6, respectivamente, observando-se deficiências hídricas com maiores significâncias para os três cenários estudadas. Observa-se, nas Tabelas 1, 2 e 3, que nas colunas de deficiências hídricas os seus valores aumentam com a troca de cenários, e para os excedentes hídricos, em todos os cenários, não ocorre durante os meses do ano. Nos casos estudados, não ocorreu reposição de água, os excedentes e as deficiências se prolongam por todos os meses do ano, implicando em pequenos ou curtos intervalos de dias com possíveis armazenamentos de água, de maneira a ocasionar prejuízos na capacidade de uso e manejo do solo, no meio ambiente e na sustentabilidade. Figura 4. Balanço Hídrico Climatológico simulado com a média climatológica da temperatura do ar e da precipitação. 82 Figura 5. Balanço Hídrico simulado com o cenário otimista (B2) do IPCC-AR4. Figura 6. Balanço Hídrico simulado com o cenário pessimista (A2) do IPCC-AR4. Tabela 1. Resumo do balanço hídrico climatológico normal Meses/ Parâme- tros PREC (mm) ETP(mm) EVR (mm) DEF(mm) EXC(mm) Jan 23,0 122,1 23,0 99,1 0 Fev 39,2 110,0 39,2 70,8 0 Mar 59,8 115,8 59,8 55,9 0 Abr 60,2 105,2 60,2 45,0 0 Mai 42,3 96,5 42,3 54,2 0 Jun 43,5 81,1 43,5 37,6 0 Jul 36,8 78,2 36,8 41,4 0 Ago 14,9 81,8 14,9 66,9 0 Set 5,2 90,7 5,2 85,5 0 Out 3,4 108,5 3,4 105,1 0 Nov 3,8 115,6 3,8 111,9 0 85 Capítulo 12 ALTERAÇÃO CLIMÁTICA TENDO EM VISTA O ARMAZENAMENTO DE ÁGUA Raimundo Mainar de Medeiros Introdução O clima é definido como sendo o conjunto de condições meteorológicas (temperatura do ar, pressão atmosférica, ventos (direção e velocidade), umidade relativa do ar, evapotranspira- ção, insolação, precipitação, entre outros), características do estado médio da atmosfera, em um dado ponto da superfície terrestre. O conhecimento das condições climáticas de uma determinada região é necessário para que se possa estabelecer estratégias, que visem o manejo mais adequado dos recursos naturais, almejando dessa forma, a busca por um desenvolvimento sustentável e a implementação das práticas agropecuárias viáveis e seguras para os diversos biomas da região de acordo com Sousa et al. (2010). O planejamento hídrico é a base para se dimensionar qualquer forma de manejo integrado dos recursos hídricos, assim, o balanço hídrico permite o conhecimento da necessidade e dis- ponibilidade hídrica no solo ao longo do tempo. O balanço hídrico como unidade de gerencia- mento, permite classificar o clima de uma região, realizar o zoneamento agroclimático e ambi- ental, o período de disponibilidade e necessidade hídrica no solo, além de favorecer ao geren- ciamento integrado dos recursos hídricos e também a viabilidade de implantação e monitora- mento de sistemas de irrigação ou drenagem numa região em conformidade com Lima e Santos (2009). Nesta acepção, o balanço hídrico climatológico, desenvolvido por Thornthwaite e Mather (1955) é uma das várias maneiras de se monitorar a variação do armazenamento de água no solo. Através da contabilização do suprimento natural de água ao solo, pela chuva (P), e da de- manda atmosférica, pela evapotranspiração potencial (ETP) e com a capacidade de água dispo- nível (CAD) apropriada ao estudo, o balanço hídrico fornece estimativas da evapotranspiração potencial (ETP), da deficiência hídrica (DEF), do excedente hídrico (EXC) e do armazenamento de água no solo (ARM), podendo ser elaborado desde a escala diária até a mensal (Pereira et al., 1997). A precipitação pluvial é um dos elementos essenciais nas atividades agrícolas, a partir do volume de chuva precipitado e da sua distribuição pode-se determinar quais os tipos de ativi- dades agrícolas de certa localidade. (Arraes et al., 2009). Em 1948, Thornthwaite desenvolveu um método simples para estimar o balanço hídrico climático em bases mensais, usando valores médios mensais da temperatura do ar e do total pluviométrico, bem como a capacidade armazenamento hídrico do solo (Varejão-Silva, 2000). Posteriormente, Thornthwaite e Mather (1955) modificaram o método original de estimativa do balanço hídrico climatológico. Face ao exposto, realizou-se o Balanço Hídrico Climatológico (BHC) pelo método de Thornthwaite e Mather (1955) e obteve-se a classificação climática para o município estudado a partir de solos com diferentes capacidades de retenção de água, com o objetivo de verificar a influência do armazenamento de água no solo no microclima do município de Cabaceiras. Materiais e métodos Foi utilizado o método de Thornthwaite e Mather (1948, 1955), que demanda de informa- ções de precipitação e temperatura para a realização dos cálculos do balanço hídrico do muni- cípio de Cabaceiras. 86 Os dados de precipitações climatológicas médias mensais e anuais foram adquiridos do banco de dados coletado pela Superintendência de Desenvolvimento do Nordeste (SUDENE) e Agência Executiva de Gestão das Águas do Estado da Paraíba (AESA), para o período de 1926 a 2011, os valores mensais e anuais de temperatura do ar foram estimados pelo método das retas de regressões lineares múltiplas utilizando-se do software Estima_T desenvolvido pelo núcleo de meteorologia aplicada da Universidade Federal de Campina Grande-PB (UFCG), que esta dis- ponibilizada no seguinte site: www.dca.ufcg.edu.br. Os dados climatológicos médios mensais foram agrupados em 96 anos (1926 a 2011), ca- racterizando um período de normal climatológica, onde, empregou-se do software Excel, obti- veram-se os valores de médias mensais e anuais de temperatura e precipitação, imprescindí- veis ao cálculo do balanço hídrico pelo método de Thornthwaite e Mather (1948,1955). A pro- eminência da estimativa do balanço hídrico para o município de Cabaceiras está pautada na importância que a água tem para o seu desempenho do armazenamento de água no solo, a so- brevivência humana, agricultura e laser. Nos cálculos para a obtenção do balanço hídrico climatológico foram utilizados os valores de CAD representativos dos solos encontrados da região de estudo - CAD = 125 e 100 mm para um solo com alta capacidade de armazenamento, como os solos aluvionais do município; CAD = 75 mm para solos com média capacidade e para as CADs = 50 e 25 mm para um solo com baixa capacidade de retenção de água, como solos mais arenosos. Com base no balanço hídrico clima- tológico foram utilizadas as metodologias de Tornthwaite (1948) e Thornthwaite e Mather (1955) para a classificação climática de acordo com os valores de CAD predeterminados. Resultados e discussão A partir dos resultados do balanço hídrico para o município em estudo elaborou-se tabela contendo os valores de Evapotranspiração Potencial; Deficiência hídrica e Excedente hídrico que permitem a melhor visualização da situação hídrica para os respectivos valores das CADs. Observa-se que não ocorreu excesso de água para nenhuma das CAD trabalhadas, assim como permaneceram em situação de déficit hídrico, sendo o seu quadrimestre de maiores de- ficiência hídrica os meses de outubro janeiro e tendo como menor déficit o mês de junho, res- tringindo em muito a exploração de culturas, notadamente as mais sensíveis ao estresso hídrico e com sistema radicular pouco profundo. Vale ressaltar que, independente da capacidade de armazenamento de água pelo solo, a descrição supracitada se repete. Desta forma, constatou-se que a capacidade de armazenamento de água no solo não influ- encia decisivamente nas condições hídricas anuais do município, entretanto, solos com maior capacidade de armazenamento podem minimizar as condições climáticas e assegurar condi- ções hídricas de solo um pouco mais favoráveis à exploração radicular. No que diz respeito à classificação climática do município de Cabaceiras, a Tabela 1 tem- se os valores da evapotranspiração potencial, da deficiência hídrica e do excedente hídrico para as CAD de 125, 100, 75, 50 e 25 mm no município de Cabaceiras. De modo que, mesmo com as consideráveis diferenças quanto à CAD, a classificação climática não sofreu qualquer interfe- rência. Observa-se ainda que não importasse o tipo de solo os valores da Evapotranspiração potencial, das Deficiências hídricas e dos Excedentes hídricos não sofreram alterações com as respectivas mudanças das CAD conforme tabela 1 abaixo. Tabela 1. Demonstram os valores da evapotranspiração potencial, da deficiência hídrica e do excedente hídrico para as CAD de 125, 100, 75, 50 e 25 mm no município de Cabaceiras. CAD 125 100 75 50 25 Meses\ arâme- tro ETP DEF EXC ETP DEF EXC ETP DEF EXC ETP DEF EXC ETP DEF EXC 87 JAN 123,1 100,2 0,0 123,1 100,2 0,0 123,1 100,2 0,0 123,1 100,2 0,0 123,1 100,2 0,0 FEV 111,2 72,0 0,0 111,2 72,0 0,0 111,2 72,0 0,0 111,2 72,0 0,0 111,2 72,0 0,0 MAR 117,5 57,6 0,0 117,5 57,6 0,0 117,5 57,6 0,0 117,5 57,6 0,0 117,5 57,6 0,0 ABR 107,3 47,1 0,0 107,3 47,1 0,0 107,3 47,1 0,0 107,3 47,1 0,0 107,3 47,1 0,0 MAI 98,5 56,2 0,0 98,5 56,2 0,0 98,5 56,2 0,0 98,5 56,2 0,0 98,5 56,2 0,0 JUN 82,5 39,0 0,0 82,5 39,0 0,0 82,5 39,0 0,0 82,5 39,0 0,0 82,5 39,0 0,0 JUL 79,3 42,4 0,0 79,3 42,4 0,0 79,3 42,4 0,0 79,3 42,4 0,0 79,3 42,4 0,0 AGO 82,9 68,0 0,0 82,9 68,0 0,0 82,9 68,0 0,0 82,9 68,0 0,0 82,9 68,0 0,0 SET 91,9 86,6 0,0 91,9 86,6 0,0 91,9 86,6 0,0 91,9 86,6 0,0 91,9 86,6 0,0 OUT 109,9 106,5 0,0 109,9 106,5 0,0 109,9 106,5 0,0 109,9 106,5 0,0 109,9 106,5 0,0 NOV 116,8 113,0 0,0 116,8 113,0 0,0 116,8 113,0 0,0 116,8 113,0 0,0 116,8 113,0 0,0 DEZ 127,1 117,8 0,0 127,1 117,8 0,0 127,1 117,8 0,0 127,1 117,8 0,0 127,1 117,8 0,0 A classificação climática de Cabaceiras – PB, segundo a metodologia de Tornthwaite (1948) e de Tornthwaite e Mather (1955), é EA’s2a’, na qual significa que o clima é árido, mega- térmico, com grande deficiência de água no verão e com 29% da evapotranspiração potencial anual concentrada no trimestre mais quente (janeiro, fevereiro e março). Conclusões A reposição de água ao solo para sua máxima capacidade de armazenamento não ocorre em nenhuma CAD estudada. Solos com CAD maior e menor não proporcionam perdas de água, e nem aperfeiçoa seu aproveitamento pelas culturas. A capacidade de armazenamento de água no solo não influencia decisivamente nas con- dições hídricas ao longo do ano do município estudado. A capacidade de armazenamento de água do solo não interfere na Classificação Climática do município. 90 precipitação média histórica de 336,6 mm com 86 anos de observações. O fator R da área em estudo foi de 9.471,3 MJ mm ha-1 ano-1e Segundo Silva (2004) a erosividade anual é altamente dependente do total precipitado. Os índices de erosividade apresentados na Figura 3 basicamente seguem o critério da pre- cipitação com os seus valores de altos e baixos índices, comprovando deste modo o que foi pro- posto por Lemos e Bahia (1992). Conclusões Os maiores índices de erosividade foram encontrados no período de abril (507,1 MJ.mm.ha-1.ano-1) coincidindo com o mês mais chuvoso (60,2 mm). Os menores índices de erosividade foram encontrados no período de outubro (3,9 MJ.mm.ha-1.ano-1) sendo este o mês de menor precipitação (3,9 mm). A área de estudo é considerada de moderada a alta erosividade. 91 CAPÍTULO 14 ZONEAMENTO, CLASSIFICAÇÃO E APTIDÃO AGROCLIMÁTICO DE CULTURAS Raimundo Mainar de Medeiros Valneli da Silva Melo Leandro Fontes de Sousa Introdução O conhecimento das variáveis agroclimáticas de uma região é de fundamental importân- cia para todas as atividades humanas desenvolvidas, principalmente para a agricultura. A utili- zação do balanço hídrico climatológico de Thornthwaite e Mather (1948, 1955), como ferra- menta de manejo procura nortear ações de planejamento na produção agrícola para uma dada região, possibilitando maior rentabilidade dos cultivos. A delimitação do clima de uma região permite não só estabelecer os indicadores do po- tencial do meio físico para a região em estudo, mas também, conhecer áreas homogêneas sob o ponto de vista socioeconômico, contribuindo para o planejamento e desenvolvimento de ativi- dades sustentável e viável a região. A água é essencial para o desenvolvimento das culturas, a sua falta ou excesso pode influ- enciar na produção agrícola de determinada localidade ou de uma região. De acordo com Me- deiros et al., (2013) a técnica do balanço hídrico fornece o saldo de água disponível no solo para o vegetal, ou seja, contabiliza a entrada (precipitação e ou irrigação) e a saída (evapotranspira- ção potencial), considerando determinada capacidade de armazenamento de água pelo solo. Medeiros et al. (2015) Caracteriza o clima e efetivar o zoneamento agroclimático para sete culturas visando suas aptidões de cultivo no município de Matinhas. Utilizaram série histórica de precipitação e temperatura do ar no cálculo do balanço hídrico climatológico, e deste a clas- sificação climática, construção do evapopluviograma e o zoneamento agroclimático. A região possui deficiência hídrica anual de 794,0 mm, não ocorrendo armazenamento e excesso de água no solo. Os índices de aridez, umidade e hídrico foram 65,38; 0,00 e -39,23%, respectivamente. O clima foi classificado como Semiárido, Megatérmico, com pequeno ou nenhum excesso de água e com 29,41% da evapotranspiração potencial anual concentrada no trimestre mais quente do ano. Verificou-se aptidão restrita para o cultivo de abacaxi, caju, feijão e milho; a banana e a cana-de-açúcar são inaptas ao cultivo, já o algodão herbáceo possui condições mo- derada. Para assegurar uma produtividade agrícola rentável é indispensável o suprimento de água por irrigação. Matos et al., (2014) afirmam que o uso do balanço hídrico para uma região é de suma importância, pois o mesmo considera o solo, sua textura física, profundidade efetiva do sistema radicular das plantas e o movimento de água no solo durante todo o ano. Para tanto, o método de classificação climática de Thornthwaite é amplamente utilizado, sendo esse em função de dados das normais climatológicas de temperatura, precipitação e eva- potranspiração potencial (ETp), mais eficiente para detectar pequenas variações espaciais cli- máticas quando comparada a classificação de Köppen (Cunha e Martins, 2009). Assim, a investigação do clima local com base nos índices de aridez (Ia), hídrico (Ih) e de umidade (Iu); favorece o estudo do zoneamento agroclimático determinando a aptidão das cul- turas exploradas, com base no evapopluviograma e o cálculo dos índices de vegetação (Iv), re- pouso por seca (Irs), repouso por frio (Irf) e hídrico (Ih). O zoneamento agroclimatológico constitui-se, numa ferramenta importante no processo de tomada de decisão, permitindo, a partir das análises das variabilidades climáticas locais e de sua espacialização, a delimitação de regiões com diferentes aptidões climáticas ao cultivo. A 92 definição de épocas de semeaduras ajustadas aos estudos probabilísticos da distribuição tem- poral das chuvas, bem como a recomendação de cultivares com maiores potenciais produtivos, maior resistência ao déficit hídrico e com ciclos mais precoces podem diminuir os efeitos cau- sados pela má distribuição das chuvas e pelo uso de tecnologias não adequadas (Silva et al., 2013). Medeiros et al., (2011) utilizaram dados de precipitação obtida das normais climatológi- cas relativas ao período de 1961-1990 e a utilização do método de Thornthwaite e Mather (1955), Verificaram que o período chuvoso se concentra entre os meses de março a julho, época do plantio da mandioca, quando a umidade e o calor tornam-se elementos essenciais para a brotação e enraizamento, e que maior disponibilidade hídrica foi no período de junho e julho contribuindo com o brotamento da cultura e a deficiência hídrica concentrando-se entre os me- ses de outubro a março não comprometendo a produção. O conhecimento das culturas que mais se adéquam às condições climáticas de Matinhas proporcionará o desenvolvimento agrícola do município, tornando este rentável e socioecono- micamente viável. Objetivou-se determinar aptidão para as culturas do abacaxi, algodão herbáceo, banana, caju, cana-de-açúcar, feijão e milho classificando as aptidões das culturas mais adequadas ao plantio na região e a classificação climática do município de Cabaceiras. Material e métodos Para a determinação do balanço hídrico climatológico (BHC), utilizaram-se os dados das normais climáticas de precipitação, fornecidos pela Agência Executiva de Gestão das Águas do Estado da Paraíba (AESA). As médias das precipitações foram referentes à série histórica do período de 1926 a 2013. Utilizou-se o software Estima T desenvolvido pelo núcleo de meteoro- logia da Universidade Federal de Campina Grande pela técnica da reta de regressão múltipla para medida de temperatura média (Cavalcanti, 2006). O método adotado para obtenção do balanço hídrico climático foi o mesmo proposto por Thornthwaite e Mather (1948, 1955), que contabiliza a água do solo, em que a precipitação representa ganho e a evapotranspiração perda de umidade do solo, podendo-se estimar os va- lores correspondentes ao Excedente Hídrico (EXC) e Deficiência Hídrica (DEF). Com base nesta metodologia foi estimada a capacidade de armazenamento de água disponível no solo (CAD) de 100 mm. A Evapotranspiração Potencial (ETP) foi obtida conforme a Equação 1. 𝐸𝑇𝑃 = 𝐹𝑐. 16. (10 𝑇 𝐼 ) 𝑎 Em que: ETP - evapotranspiração potencial em mm.mês-1; Fc - fator de correção, conforme a Tabela 1; T - temperatura média mensal em °C; I - índice anual de calor, correspondente a soma dos doze índices mensais; a - função cúbica do índice anual de calor, 6,75 * 10-7 I3 - 7,71 * 10-5 * I2 + 0,01791 * I + 0,492 em mm.mês-1. Tabela 1. Fator de Correção (Fc) do método de Thornthwaite (1948) em função dos meses do ano. Fator de Correção Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 1,80 0,97 1,05 0,99 1,01 0,96 1,00 1,01 1,00 1,06 1,05 1,10 Fonte: UNESCO (1982). 95  Carência hídrica muito severa para cul- tura da cana-de-açúcar. Feijão Plena Moderada Restrita Inaptidão → Iv > 30; 1 < Irs < 5 D < 20 mm; Ta > 22 ºC → 25 < Iv < 30 → C > 20 mm; Ta > 22 ºC → 2 < Iv < 25 → Iv < 20; D > 20 mm  Melhores condições climáticas para o de- senvolvimento da cultura.  Período vegetativo curto.  Aptidão plena para variedades precoces.  Deficiência hídrica acentuada, necessi- tando suprimento d’água por irrigação.  Cultivo inapropriado por insuficiência hí- drica acentuada. Cultivo possível apenas com irrigação. Milho Plena Moderada Restrita Inaptidão → 40 < Iv < 60 D > 0; T > 19 ºC → 30 < Iv < 40 D < 0; S < 500 mm → Iv < 20 → Ih > -10; D > 100 mm; S < 500 mm  Condições hídricas e térmicas satisfatórias para o desenvolvimento da cultura.  Pequena insuficiência hídrica no período ve- getativo, com umidade excessiva na matura- ção. Aptidão plena para variedades precoces.  Deficiência hídrica severa para o desenvol- vimento da cultura, ou insuficiência térmica.  Deficiência hídrica muito severa, tornando inviável o cultivo do milho. Resultados e discussão A variável utilizada na determinação do balanço hídrico climatológico para o período de 1926 a 2014, da região de Cabaceiras encontra-se na Tabela 3 e ilustrado na Figura 2, conside- rando a capacidade de armazenamento de água disponível (CAD) de 100 mm. A região possui baixo índice de precipitação e um elevado volume de água evapotranspi- rada, gerando grande saldo de déficit hídrico e resultando em um armazenamento que perma- nece nulo durante todo o ano, não originando excesso hídrico em nenhum dos meses do ano. Verificou-se uma temperatura média anual de 23,6°C, com oscilações mensais de 21,2°C é a temperatura mínima ocorrida no mês de junho com 21,4°C é a máxima que ocorre no mês de janeiro com 25,1°C. Esses valores estão dentro do intervalo desejável para o cultivo das prin- cipais culturas da região, já que apresenta um bom desenvolvimento fisiológico em temperatu- ras entre 18 a 34°C, temperaturas abaixo ou acima destas faixas podem prejudicar o desenvol- vimento das estruturas reprodutivas das plantas, promovendo o abortamento e queda das flo- res (Matos et al., 2014). Através dos dados de precipitação pluviométrica constatou-se distribuição anual irregu- lar para o período estudado, sendo o total médio anual de 332 mm, com as maiores taxas plu- viométricas entre os meses de fevereiro a junho oscilando de 40 a 60,8 mm, sendo estes meses a quadra chuvosa da região, totalizando 238,8 mm. Os mínimos valores de precipitação ocor- rem nos meses de setembro a dezembro, com oscilação de (3,2 a 8,9 mm), demonstrando que estes índices são insignificantes para a produção agrícola de sequeiro e com pouca contribuição para o armazenamento de água. A evapotranspiração potencial (ETP) com taxa anual de 1197,9 mm, com variações de 74,1 - 123 mm. O consumo de quanto realmente está sendo evapotranspirado de água é expresso pela evapotranspiração real (ETR), que se comportou de forma semelhante à distribuição da preci- pitação pluvial. Isto justifica o fato do armazenamento e o excedente hídrico permanecer nulos durante todo o ano, pois toda a água precipitada é consumida pela alta demanda evapotranspi- ratória, não havendo saldo hídrico no solo. 96 Estas flutuações ocorrem devido às oscilações entre os períodos seco e chuvoso da região, salienta-se ainda que as flutuações dos fatores provocadores e/ou inibidores de chuvas no mu- nicípio depende exclusivamente dos fatores de larga, meso e grande escala, assim como das contribuições dos efeitos locais, por exemplo, o posicionamento da ZCIT (Medeiros et al., 2013). Tabela 3. Balanço hídrico climatológico de Cabaceiras – PB. Meses T(°C) P(mm) ETP(mm ) ETR(mm ) DEF(mm) EXC(mm) Jan 25,1 21,3 121,1 21,3 99,8 0,0 Fev 24,9 40,0 109,6 40,0 69,6 0,0 Mar 24,7 54,4 116,3 54,4 61,9 0,0 Abr 23,9 60,8 101,6 60,8 40,8 0,0 Mai 23,0 41,7 92,5 41,7 50,8 0,0 Jun 22,0 41,9 76,9 41,9 34,9 0,0 Jul 21,4 37,2 74,1 37,2 36,9 0,0 Ago 21,6 14,4 76,2 14,4 61,8 0,0 Set 22,8 4,3 87,8 4,3 83,5 0,0 Out 23,9 3,2 105,9 3,2 102,7 0,0 Nov 24,6 3,8 113,0 3,8 109,2 0,0 Dez 25,0 8,9 123,0 8,9 114,1 0,0 Legenda: Temperatura média do ar (T), Precipitação (P), Evapotranspiração potencial (ETP), Evaporação real (ETR), Deficiência hídrica (DEF) e Excesso Hídrico (EXC). Analisando a deficiência hídrica, ilustrada na Figura 2, verifica-se que ocorrem eficiência hídrica o ano todos. Observa-se ainda que ocorra um alto índice de água evapotranspirada quando comparada a precipitação climatológica registrada, esta diferença gera déficit da ordem de 865,9 mm por ano. Para garantir produtividade em quantidade e qualidade das culturas Santos et al., (2010) afirmam que é indispensável o uso de sistemas de irrigação em regiões que apresentam defici- ência hídrica acentuada, principalmente quando este déficit se estende em quase todos os me- ses do ano. O comportamento da deficiência hídrica deve ser observado cuidadosamente no planeja- mento agrícola, visando uma agricultura mais segura e economicamente viável, recomenda-se o uso de sistemas de irrigação. O conhecimento histórico das condições climáticas é importante para efetuar o planejamento dos cultivos e o manejo a ser realizado durante o ciclo das culturas, observando-se cuidadosamente a variabilidade da precipitação e a intensidade da evapotrans- piração, o que pode ser evitado, ou, reduzir ao máximo, a ocorrência de déficit hídrico (Marengo et al., 2004). 97 Figura 2. Balanço Hídrico Climatológico médio mensal pelo método de Thornthwaite e Mather (1948, 1955) para o município de Cabaceiras. Através do balanço hídrico climatológico foi possível determinar os índices de aridez (Ia), umidade (Iu), hídrico (Ih) e o CV, onde o CV é a concentração da evapotranspiração potencial na estação quente, determinada pelos três meses consecutivos de temperatura mais elevada do ano (trimestre mais quente). Tais índices determinam a classificação climática, baseada em ob- servações e estudos realizados nas condições do Sudeste árido dos Estados Unidos da América e aplicado ao resto do mundo, proposto por Thornthwaite (1948). Utilizando o índice hídrico (Ih) definiu-se o tipo de clima como Seco subúmido (C1), atra- vés da evapotranspiração potencial anual obteve-se a classificação térmica como sendo um clima Megatérmico (A’), como o Ih < 0 genericamente designados como “climas secos” são en- quadrados de acordo com o índice de umidade (Iu) assim originando o subtipo climático (S2) com acentuado excesso de água, e em conformidade com a concentração da evapotranspiração potencial na estação quente (CV), definida pelos três meses consecutivos de temperatura mais elevada foi estabelecido outro subtipo climático (a’) indicando a percentagem da evapotrans- piração potencial anual concentrada no trimestre mais quente do ano. A formula da classificação climática para o município de Cabaceiras encontra - se na Ta- bela 4. Segundo Thornthwaite (C1 A’ S2 a’) esta significa dizer que a região constitui de um clima Seco subúmido, Megatérmico, com pequeno ou nenhum excesso de água e com 28,5% da eva- potranspiração potencial anual concentrada no trimestre mais quente do ano (novembro, de- zembro e janeiro). O sistema de classificação climática de Thornthwaite (1948) permite separar eficiente- mente os climas de uma região, uma vez que o método é muito sensível aos totais de chuva, temperatura e relevo da região estudada, resultando em maior número de tipos climáticos, ge- rando informações eficientes através do balanço hídrico normal, demonstrando a capacidade para delimitação das zonas agroclimáticas (Rolim et al., 2007). Tabela 4. Classificação climática de Thornthwaite e Mather (1948, 1955) para o município de Cabaceiras. Ia Iu Ih Tipo climático em função do índice hídrico (Ih) Tipo climático em função da Eva- potranspiração Po- tencial (ETP) Subtipo cli- mático em função de Ih e Iu Subtipo climático em função do (CV) (%) 0,72 72,29 0,43 C1 A’ S2 a’