Estimativa do Balanço Hídrico Climático para a Microrregião do Seridó - Estado do Rio Grande do Norte

Transcrição

1 Estimativa do Balanço Hídrico Climático para a Microrregião do Seridó - Estado do Rio Grande do Norte Alexandre Silva dos Santos 1, Arthur Mattos 2, Alexandre Boleira Lopo 3, Fabiana Carnaúba Medeiros 4, Gilmar Bristot 5, José Ueliton Pinheiro 6 1, 2, 3, 6 Universidade Federal do Rio Grande do Norte UFRN Programa de Pós-Graduação em Ciências Climática (PPGCC) - Campus Universitário Lagoa Nova Rio Grande do Norte RN - Brasil, puffy78@gmail.com, armattos@ct.ufrn.br, alexandre@ifba.edu.br, ueliton-emparn@rn.gov.br 4 Secretaria de Estado do Meio Ambiente e dos Recursos Hídricos SEMARH-AL Rod. AL 101 Norte, km 05 - Jacarecica Maceió AL Brasil, dmet@semarh.al.gov.br 5 Empresa de Pesquisa Agropecuária do Rio Grande do Norte EMPARN Rua Jaguarari, 2192 Lagoa Nova Natal RN Brasil, gilmar-emparn@rn.gov.br ABSTRACT: In this work we estimated the climatological water balance for the microregion of the Seridó, located in the semiarid of the state Rio Grande do Norte. To do that we combined two climatological means: the air temperatures, estimated with the Estima_T software, and the monthly precipitations, observed from 1963 to Was used the method Tornthwaite and Matter (1955) for the calculus climatologic water balance. The microregion presented high values of potential evapotranspiration (ETP) for all months of the year and a rather irregular rain distribution. The highest rainfall amounts occurred from January to May, and surplus water occurred on March and April. Based on the water balance, we recommend irrigation handling during the period of June to January, when the storage capacity (ARM) was low, thus leading to the highest water deficits (DEF). The DEF was zero from February to April. Key Words: Water Balance, Precipitation, Estimate Air Temperature 1 - INTRODUÇÃO O Seridó, é uma microrregião das dez do Estado do Rio Grande do Norte, que abrange 22 municípios e possui área de km 2, o que corresponde a quase 18% do estado, com uma população estimada de habitantes (IBGE, 2000). Está inserido na área semiárida da Região Nordeste do Brasil (NEB), com regime pluviométrico bastante irregular tanto espacialmente como temporalmente. Segundo o sistema de classificação climática de Thornthwaite, o clima desta região é DdA a, ou seja, semiárido, megatérmico, com excedente hídrico pequeno ou nulo e concentração da evapotranspiração nos meses de verão igual a 26%, atingindo uma média anual de mm. A área semiárida possui uma vegetação predominante da caatinga, cuja feição mais típica é representada, conforme Isaias et al. (1992), por um estrato rasteiro composto principalmente por gramíneas, acima do qual emergem arbustos e árvores de porte baixo ou médio, com grande quantidade de indivíduos espinhosos, de esgalhamento baixo, entremeadas de diversas cactáceas e bromeliáceas em algumas áreas. A atividade econômica principal do Seridó é a agropecuária. Entretanto, a falta de água no solo torna-se a principal limitação para o pequeno agricultor, não apenas pelo seu volume total anual de precipitação pluvial, mas pela distribuição irregular. Este fato reforça a necessidade de um monitoramento contínuo hidrológico da microrregião do Seridó. Esse tipo de informação terminada é de extrema necessidade para diversos fins na agricultura, prevenção de incêndios florestais e o planejamento de consumo de água nas grandes comunidades, entre outros.

2 Para entender melhor a disponibilidade de água no solo na região semiárida, onde o problema do déficit hídrico provoca grandes impactos sociais, não basta apenas conhecer o regime pluviométrico, mas é preciso, também, a realização do balanço hídrico climatológico para caracterização climática (Camargo & Camargo, 1993). Segundo Pereira et al. (2002), o balanço hídrico climatológico é definido como o conhecimento das condições do balanço de água no solo coberto por uma vegetação-padrão (gramado). O objetivo da presente pesquisa é calcular o balanço hídrico climatológico pelo método de Thornthwaite & Mather (1955) para a microrregião do Seridó, utilizando-se as médias climatológicas mensais de temperatura e precipitação, visando assim, verificar as variabilidades sazonais conforme a deficiência, excedente, armazenamento, evapotranspiração potencial e real. 2 - MATERIAL E MÉTODOS Foram obtidos dados de chuva diária dos pluviômetros instalados na microrregião do Seridó, durante o período de 1963 a 2008, cedidos pela Empresa de Pesquisa Agropecuária do Rio Grande do Norte (EMPARN-RN). Os municípios estudados da microrregião do Seridó e a localidade de cada pluviômetro podem ser observados na Figura 1. Os dados climatológicos de temperatura média do ar foram estimados em cada município da microrregião por meio do software Estima_T (Cavalcanti et al. 2006), do Departamento de Ciências Atmosféricas (DCA), da Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). Estes dados estimados de temperatura do ar levam em consideração uma série temporal de 30 anos (1961 a 1990) através das estações meteorológicas convencionais instaladas no Rio Grande do Norte pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). O balanço hídrico climatológico foi calculado em planilha EXCEL_MICROSOFT conforme Rolim et al. (1998), adotando-se o método de Thornthwaite & Mather (1955), no qual considerou-se uma capacidade de água disponível (CAD) de 100 mm, capaz de atender uma grande variedade de culturas e diversas aplicações hidrológicas. Para as condições de entrada no balanço hídrico climatológico, foram calculadas as médias mensais climatológica da chuva para o período 1963 a A temperatura do ar estimada foi também utilizada para o segundo parâmetro de entrada no balanço hídrico climatológico. Para permitir melhor visualização foram gerados gráficos do comportamento da água no solo e variação do armazenamento no seu interior ao longo do ano, os quais revelam o período de excesso e deficiência hídrica. Figura 1 Postos pluviométricos distribuídos espacialmente sobre a microrregião do Seridó.

3 3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO Foi escolhida a cidade de Caicó para ilustrar um dos gráficos que foram feitos neste trabalho, no intuito, de verificar o saldo de armazenamento de água que entra e sai do sistema terra-atmosfera. A Figura 2a mostra a disponibilidade de água no solo através das curvas de precipitação, evapotranspiração potencial e real, no qual, representam perdas de água do sistema solo-planta. Nota-se perfeitamente na Figura 2a que a linha representada pela precipitação atingiu seus maiores índices nos meses de janeiro a maio com um total anual de 666 mm. A evapotranspiração potencial (ETP) durante o ano obteve um acumulado de 987 mm, e foi mantendo altos valores em todo período sem muita variação (Figura 2a). A evapotranspiração total anual para Caicó foi de 577 mm com variação acentuada, atingindo menores valores para os meses de junho a dezembro. O execente hídrico (EXC) ocorreu apenas para os meses de março e abril. Nos outros meses não houve excesso de água no solo (Figura 2b) - O déficit hídrico (DEF) acumulado anual foi de 409 mm, sendo que os meses de junho a janeiro apresentaram os valores mais altos, consequentemente, os valores de armazenamento de água no solo (ARM) foram também mais baixos neste período. Apenas março e abril atingiram o ARM de 100 mm (Figuara 2c). Os resultados, de uma maneira geral, para os principais parâmetros do balanço hídrico climático, calculados em 17 municípios na microrregião do Seridó mostraram em termo de valores de precipitação total anual, uma variação de 400 mm a 805 mm, distribuída numa forma bastante irregular durante o ano, com maiores índices pluviométricos nos meses de janeiro a maio. De modo simplificado, observou-se que a microrregião do Seridó possui marcante existência de dois períodos com características antagônicas, logo visto pelo período curto de chuva. Esse período, parte da estação verão e todo o outono (janeiro a maio), em regime pluviométrico maior e descréscimo da chuva no inverno-primavera e parte inicial do verão (junho-dezembro). Caracteristicamente, apresentou elevado déficit hídrico (DEF) anual, atingindo valores que variaram de 313 a 464 mm. A deficiência hídrica ficou presente em quase todos os meses do ano, exceto fevereiro, março e abril, que apresentaram valores iguais à zero na maior parte dos municípios. Nos outros meses, mais especificamente, agosto a dezembro, como sendo fortemente concentrado o DEF. Resultados semelhantes podem ser encontrado em Santana et al. (2004), onde afirma a irregularidade de chuva do Seridó durante o ano, com um período de maior precipitação pluvial entre janeiro a maio, concentrando cerca de 87,2 % da chuva total nestes meses. Ainda em seu estudo foi mostrado que a deficiência hídrica encontrada no balanço climatológico foi 1,6 vezes maior do que a chuva anual, para o município Serra Negra do Norte. Stewart & Robinson (1997), em seu estudo, disse que a região semiárida possui insuficiente taxa de precipitação, além do solo com baixo nível de fertilidade e sujeitos à rápida perda da camada arável. A temperatura média mensal climatológica do ar estimada variou de 17 a 23 0 C, com valores menores para os meses de julho a agosto. Municípios do Seridó com alta altitude apresentaram menores valores da média estimada de temperatura do ar, chegando a 17 0 C para os meses citado anteriormente. Segundo Valladares et al. (2005), a região NEB apresenta em seus valores estimados de temperatura uma amplitude em torno de 12 0 C, variando entre 16 a 28 0 C, sendo que as menores temperaturas constatadas foram em áreas com alta altitude. O EXC ocorreu apenas nos meses de março a abril, após o processo de recuperação da capacidade de armazenamento do solo (ARM), que é justamente neste período que chega a capacidade máxima, de 100 mm, para os outros meses o EXC foi zero. Alguns municípios, como por exemplo, Currais Novos, Equador e Acari apresentaram EXC igual a zero durante todos os meses do ano. A ETP e ETR seguem de forma semelhantes ao apresentado para o município de Caicó-RN (Figura 2a), com valores altos em todos os meses do ano e ETR baixo para os meses de julho a dezembro. A Tabela 1, mostra em síntese, os

4 principais parâmetros (totais anual) reais (chuva representada pela letra P) e estimados (ETP, ARM, DEF, EXC) no balanço hídrico climatológico para 17 municípios do Seridó - RN. (a) (b) (c) Figura 2 (a) avaliação hídrica da precipitação, evapotranspiração potencial (ETP) e evapotranspiração real (ETR); (b) deficiência (DEF) e excedente hídrico (EXC); (c) variação do armazenamento hídrico (ARM) ao longo do ano. Tabela 1 Principais parâmetros totais anual do balanço hídrico climatológico para estabelecer o saldo de água no solo da microrregião do Seridó - RN. MUNICIPIO P (mm) ETP (mm) ARM (mm) DEF (mm) EXC (mm) CAICO CRUZETA CURRAIS NOVOS EQUADOR JARDIM SERIDO OURO BRANCO PARELHAS JARDIM DE PIRANHAS SÃO FERNANDO SÃO JOÃO DO SABUGI SERRA NEGRA DO NORTE TIMBAUBA DOS BATISTAS IPUEIRA ACARI CARNAUBA DOS DANTAS SANTANA DO SERIDO SÃO JOSÉ DO SERIDÓ

5 4 - CONCLUSÕES A deficiência hídrica é elevada na região, concentrando-se no período de junho a dezembro, não ocorrendo excedente em nenhum mês. Em quase todos os meses há ocorrência de defícit hídrico, exceto março e abril. A evapotranspiração pontencial anual é elevada, mas a média anual de temperatura não é considerada excessiva. O período chuvoso se concentra nos cincos primeiros meses do ano e atinge valores moderados apresentados, porém distribuição extremamente irregular durante o ano. 5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CAVALCANTI, E.P.; SILVA, V.P.R.; SOUSA, F.A.S. Programa computacional para a estimativa da temperatura do ar para a Região Nordeste do Brasil. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, PB, v.10, n.1, p , CAMARGO, M.B.P.; CAMARGO, A.P. Representação gráfica informatizada do extrato do balanço hídrico de Thornthwaite & Matter. Bragantina, Campinas, v.52, p , IBGE. Censo Demográfico. Fundação Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Rio de Janeiro Disponível em: < Acesso em: 19 maio, ISAIAS, E.M.B.I.; ISAIA, T.; VERSLYPE, C.; GARIGLIO, M.A. Avaliação do estoque lenheiro do Estado do Rio Grande do Norte 1ª etapa: Estratificação e mapeamento da vegetação nativa lenhosa através de composições coloridas do TM Landsat. PNUD/FAO- IBAMA. N. 4, 29p, PEREIRA, A.R.; ANGELOCCI, L.R.; SENTELHAS, P.C. Agrometeorologia: Fundamentos e Aplicações Práticas. Guaíba: Agropecuária, 478p, ROLIM, G.S.; SENTELHAS, P.C.; BARBIERI, V. Planilhas no ambiente EXCEL para os cálculos de balanços hídricos: normal, seqüencial, de cultura e de produtividade real e potencial. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.6, p , SANTANA, J.A.S.; JÚNIOR, J.A.S.S.; SOUTO, J.S.; MACEDO, A.B. Balanço hídrico e classificação climática de Thornthwaite da Estação Ecológica do Seridó, Serra Negra do Norte-RN. Brasil Florestal, N 0 80, p.9-16, STEWART, B.A.; ROBINSON, G.A Are agroecosystems sustainable in semiarid regions?. Advances in Agronomy. Vol. 60: 15-16, THORNTHWAITE, C.W.; MATHER, J.R. The Water Balance. Publications in Climatology, New Jersey: Drexel Institute of Technology, 104p, VALLADARES, S.G.; MARIN, R.F.; OSHIRO, O.T.; GOUVÊA, J.R.F. Uso de Imagens de Radar na Estimativa da Temperatura do Ar. XII Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto, Goiânia-GO, Anais-CD-ROM, p , 2005.