Classificação de Eventos Extremos Aplicando o Método dos Percentis Luciano da Silva Borges (1), Everaldo Barreiros de Souza (2) (1)

Transcrição

1 Classificação de Eventos Extremos Aplicando o Método dos Percentis Luciano da Silva Borges (1), Everaldo Barreiros de Souza (2) (1) Discente de Pós Graduação em Ciências Ambientas (PPGCA) UFPA (2) Docente do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais UFPA (1) borgesluciano4@yahoo.com.br (2) everaldo@ufpa.br RESUMO: Investigar os eventos extremos de precipitação sazonal observados em Belém no período de , com base na aplicação do método dos Percentil, gerando 5 classes de chuvas (MUITO SECO, SECO, NORMAL, CHUVOSO E MUITO CHUVOSO), destacando neste estudo apenas os extremos. Considerando o registro de número de eventos extremos anuais, evidenciou-se que extremos chuvosos (categoria MUITO CHUVOSO) foi de leve aumento, já os extremos secos (categoria MUITO SECO) tenderam a diminuição. PALAVRA CHAVE: Percentis, muito chuvoso, muito seco, tendência, extremos. ABSTRACT: To investigate the seasonal precipitation extreme events observed in Belém City in the period , based on the application of Percentile method, generating five classes of rainfall (VERY DRY, DRY, NORMAL, RAINY AND VERY RAINY), highlighting in this study only extremes. Considering the record of number of annually extreme events, it was observed that extreme wet (VERY RAINY category) was slightly increased, since the extreme dry (VERY DRY category) tended to decrease. KEY-WORD: Percentis, very rainy, very dry, tendency, extreme. 1. INTRODUÇÃO: A região metropolitana de Belém, por ser cercada de ilhas (ex. Ilha do Marajó, Ilha das Onças) e conseqüentemente abundancia de superfícies líquidas (ex. Rio Guamá, Rio Pará), vivencia eventos provenientes da pequena escala e/ou mesoescala, tais como Linhas de Instabilidade (LI) Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM), sistemas precipitantes oriundos basicamente do efeito de brisa (circulação gerada pelo gradiente térmico terra-água) muito marcante principalmente no inverno e primavera austral (período de poucas chuvas na região Amazônica), junto a isto existe a influência significativa da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) (Kousky e Kayano, 1981). Os oceanos tropicais (Atlântico e Pacífico) desempenhando o papel de modulador da chuva na região Amazônica (De SOUZA et., 2000). Belém, ao longo dos anos vem descrevendo um grande crescimento populacional, resultando em uma rápida e desenfreada urbanização, tanto vertical como horizontal, não considerando as questões microclimáticas presente na cidade, e a variabilidade climática em que esta inserida, resultando em fenômenos tais como ilhas de calor. Por esta falta de infraestrutura e planejamento do poder público, a cidade de Belém não esta preparada adequadamente para suportar eventos extremos (ex. Chuvas prolongadas, grandes volumes de chuva em um curto espaço de tempo, estiagem intensa como a de 2005 e 2010) o que acarreta

2 em perdas econômicas, perdas de vida, proliferação de doenças (em alagamentos e enchentes), entre outros. Diante disto, este trabalho visa fazer uma classificação/caracterização utilizando a técnica de Percentis, um método estatístico simples, mais amplamente utilizada por diversos autores (ex. Lopes, 2009), muito aplicado para identificar eventos extremos de acordo com as variáveis em estudo, neste caso utilizaremos a chuva para esta classificação, distribuído em classes, de modo a caracterizar os períodos de acordo com a intensidade do evento. 2. DADOS E METODOS: Os dados de precipitação utilizados nesta pesquisa são provenientes do banco de dados do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), coletados por estação meteorológica convencional, onde obtêm-se uma seqüência de registros diários em horários sinóticos das 00, 12 e 18 UTC. O dado de precipitação é coletado no horário das 12 UTC e refere-se ao acumulado entre as 12 UTC do dia anterior até as 12 UTC do dia em que foi feito a observação. 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 3.1 PERCETIS DE PRECIPITAÇÃO CLIMATOLOGIA DE BELÉM: Os valores da climatologia de precipitação obtida no método dos percentis (fig. 1) considerando 5 categorias: Muito Chuvoso, Chuvoso, Normal, Seco e Muito Seco. O percentil de precipitação em milímetros calculado no período base: define: Se a precipitação de DJF (verão austral) for menor que 899 mm, se é considerado um verão de categoria Muito Seco, se estiver no intervalo de 890 a 988 mm a categoria é Seco, é considerada Normal se a precipitação trimestral estiver no intervalo de 989 a 1199 mm, Chuvoso encontra-se entre 1100 a 1212 mm e Muito Chuvoso se ficar acima de 1213 mm, similarmente aplicado para MAM (outono austral), se a precipitação acumulada for menor que 979 mm é atribuído a categoria Muito Seco, se estiver entre 980 e 1092 é categorizada como Seco, se ficar entre 1093 a 1246 mm é da categoria Normal, se for pertencente ao intervalo 1247 a 1342 é Chuvoso e se for maior que 1343 mm é Muito Chuvoso. Em JJA (inverno austral) se a precipitação acumulada for menor que 376 mm é categorizada como Muito Seco, se estiver entre 376 a 445 mm é Seco, se jazer entre 446 a 504 é Normal, se pertencer ao intervalo 505 a 573 mm é Chuvoso e se for maior que 574 mm é Muito Chuvoso. 23 Por fim, se a precipitação trimestral de SON (primavera austral) for menor que 270 é categorizada como Muito Seco, se pertencer ao intervalo 271 a 346 mm é Seco, se for pertencente à classe 347 a 400 é Normal, se estiver entre 401 a 506 mm é Chuvoso e se for maior que 507 mm é Muito Chuvoso.

3 Figura 1. Percentis da precipitação (mm) climatológica sazonal em Belém Figura 3. Série temporal da precipitação (mm) sazonal observada em Belém PRECIPITAÇÃO SAZONAL: SÉRIE TEMPORAL E PERCENTIS: A figura 2 mostra a série temporal da precipitação sazonal observada na estação meteorológica de Belém, correspondentes às estações de verão (DJF), outono (MAM), inverno (JJA) e primavera (SON). Nota-se claramente os períodos chuvosos e secos (ou menos chuvosos), desta forma, nota-se para o ano de 2007 por apresentar o verão mais chuvoso do que todos os verões da série em estudo com 1438 mm de chuva acumulada, em contrapartida, o ano de 1980 registrou o verão com menor acumulado de chuva no valor de 658 mm. O outono mais chuvoso foi do ano de 2009 que registrou 1509 mm e o menos chuvoso foi o de 1983 com 701 mm. O inverno de maior registro pluviométrico ocorreu no ano de 2001 com 700 mm, já o de menor registro foi 1991 com 225 mm. A primavera que apresentou maior taxa pluviométrica foi a de 1988 com 618 mm e a primavera com menor taxa foi a de 1997 com 174 mm. As estações mais chuvosas ocorrem no verão e outono, onde MAM se destaca como o trimestre de maior precipitação da série. Por outro lado, inverno e primavera destacam-se como as estações menos chuvosas, destas; SON é o trimestre que apresenta menor precipitação CARACTERIZAÇÃO DOS EVENTOS EXTREMOS DE PRECIPITAÇÃO POR ANO: A Figura 3 ilustra a distribuição temporal do número de eventos extremos por ano (soma dos eventos por mês ao longo do ano) em Belém. Considerando-se os extremos chuvosos (linha azul) nota-se grande variabilidade temporal, com o ano de 1989 ocorrendo 6 eventos categorizados como Muito Chuvoso e nenhum evento Muito Seco, outro ano que apresentou 6 eventos ao longo do ano foi o de 1991 neste caso, foi Muito Seco e nenhum Muito Chuvoso. No ano de 1983 apresentou 5 eventos Muito Seco e nenhum Muito Chuvoso, nos anos de 1996, 2005 e 2006 ocorreram 5 eventos Muito Chuvoso e nenhum, 1 e 1 eventos Muito Seco, respectivamente. Nos anos de 1981, 1990, 1992 e 1997 houve 4 episódios Muito Seco em cada ano e nenhum, 2, 1 e 1 evento Muito Chuvoso, respectivamente. No ano de 1988 registrou-se 4 casos Muito Chuvoso e 1 evento Muito Seco. Nos anos, 1982, 1985, 1993, 2001 e 2009 apresentaram 3 eventos em cada ano Muito Chuvoso e 1, 3, 1, 1, 1 e 0 eventos Muito Seco, respectivamente. Nos anos de 1982, 1987, 1998 e 1999 categorizou-se 3 eventos Muito Seco e 3, nenhum, 1 e 1 eventos de extremo oposto. Nos anos de 1979, 1980, 1984, 1986, 2002 apresentaram, 2 eventos Muito Seco e 0,

4 2, 2, 2 e 0 Muito Chuvoso, respectivamente. Em 1995 e 2008 registrou-se 2 eventos Muito Chuvoso e 1 e 0 evento Muito Seco. Os anos que registraram somente um evento em ambos os extremos foram: 2000, 2003 e 2004, no ano de 2007 ocorreu 1 evento Muito Chuvoso e nenhum evento Muito Seco. Por fim, somente o ano de 1994 apresentou padrão de normalidade quanto ao número de extremos. Na Figura 5 é possível notar a tendência anual de diminuição de extremos secos (linha tracejada na cor vermelha) e um ligeiro aumento no número anual de extremos chuvosos (linha tracejada em azul-claro). Figura 3. Número de eventos extremos chuvosos e secos anuais observados em Belém e respectivas retas de tendência linear CARACTERIZAÇÃO DE EVENTOS ESTREMOS POR ESTAÇÃO: Na figura 4 houve, no verão, tendência sazonal de diminuição do número de eventos Muito Seco, registrou-se também leve diminuição do número de Muito Chuvoso. Em MAM (fig. 4b), houve significativa diminuição no número de eventos Muito Seco desses outonos, por outro lado, existe tendência favorável ao aumento do número de eventos Muito Chuvoso. Somente sete anos da série apresentaram dois episódios de extremos nos meses de JJA. A tendência do número de eventos Muito Seco é diminuir e do número de Muito Chuvoso aumentar. Em SON, existe uma diminuição no número de eventos Muito Seco, nesta estação, e aumento do número de Muito Chuvoso. (a) (b)

5 (c) (d) Figura 4. Número de eventos extremos chuvosos e secos sazonais (DJF, MAM, JJA e SON) observados em Belém e respectivas retas de tendência linear. 4. CONCLUSÃO: Analisando a tendência anual, pode-se notar tendência de diminuição de extremos secos e tendência anual de leve aumento de extremos chuvosos. Contudo, existe um período sazonal preferencial embutido nesta tendência anual, pois houve, em DJF, tendência sazonal de diminuição do número de eventos Muito Seco, registrou-se também leve diminuição do número de Muito Chuvoso. Já em MAM, existe significativa diminuição no número de eventos Muito Seco desses outonos, por outro lado, existe tendência favorável ao aumento do número de eventos Muito Chuvoso. Em JJA a tendência do número de eventos Muito Seco foi em diminuir e do número de Muito Chuvoso em aumentar. Em SON houve diminuição no número de eventos Muito Seco e aumento do número de Muito Chuvoso. Todos esses fatores nos mostram mudanças na variabilidade das chuvas na cidade de Belém, nessa mudança, diversos fatores estão inseridos e que não foram foco deste trabalho, tais como a urbanização (trocas de coberturas verdes ou liquidas por solidas como asfalta, concreto) que interfere em eventos de alta freqüência, junto a isto estão às influências naturais (ex. atividade solar, variabilidade oceânica, vulcões) e antropogênicas (ex. mudança do uso do solo e queima da biomassa vegetal), Sobretudo, sugere-se, outros trabalhos futuros com associação de eventos extremos na região de Belém e tais fatores citados acima. 5. BIBLIOGRAFIA DE SOUZA, E.B. et al. On the influences of the El Niño, La Niña and Atlantic dipole pattern on the Amazonian rainfall during Acta Amazonica, v. 30, n. 2, p , KOUSKY and KAYANO, M.T., A climatological study of the tropospheric circulation over the Amazon Region. Acta Amazon. 11, LOPES M. N. G. Aspectos regionais da variabilidade de precipitação no estado do Pará: estudo observacional e modelagem climática em alta resolução f. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) Universidade Federal do Pará, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, Belém, 2009.