ÍNDICE DE SEVERIDADE DE SECA DE PALMER APLICADO PARA A LOCALIDADE DE POMBAL NO SERTÃO DA PARAÍBA

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1 ÍNDICE DE SEVERIDADE DE SECA DE PALMER APLICADO PARA A LOCALIDADE DE POMBAL NO SERTÃO DA PARAÍBA Rodrgo Cézar Lmera 1, Pedro Vera de Azevedo 2, Wagner de Aragão Bezerra 3, Morgana Vturno de Almeda 3, João Hugo Baracuy da Cunha Campos 4 RESUMO: O Índce de Severdade de Seca de Palmer (ISSP) é o índce mas utlzado no mundo para caracterzar as condções naturas de umdade do solo de uma regão. A presente pesqusa objetvou o estabelecmento do ISSP com base em nformações de precptação pluval, temperatura do ar e evapotranspração potencal da localdade Pombal no Sertão do Estado da Paraíba. Utlzaram-se séres temporas de dados de temperatura do ar, obtdas a partr do software Estma T, com os correspondentes valores da evapotranspração potencal, estmados pelo método empírco de Hargreaves. Os componentes do balanço hídrco de Palmer, seus valores médos mensas, os coefcentes admensonas, os parâmetros clmátcos e o ISSP respectvamente, para a localdade de Pombal, foram obtdos com o auxílo de um software crado na lnguagem de programação Vsual Basc. Os resultados obtdos são representatvos da varabldade clmátca da localdade estudada e são coerentes com aqueles obtdos por Palmer (1965) para o Estado de Iowa nos Estados Undos da Amérca. ABSTRACT: The Palmer severty drought ndex (PSDI) s the most world used ndex to characterze the natural condtons of sol mosture of a regon. The present research had the objectve of establshng the PSDI on a base of ranfall, ar temperature and potental evapotranspraton nformatons for the locaton of Pombal n the Sertão to Paraíba State. The tmes seres of ar temperature were obtaned from software Estma T, wth the correspondng values of potental evapotranspraton estmated by the Hargreaves emprcal method. The components of the Palmer water balance such as monthly average values, admensonas coeffcents, clmatc parameters and PSDI respectably, for the locaton of Pombal, were obtaned wth the ad of software created n the programmng language Vsual begnner s all purpose symbolc nstructon code. The results show to be representatve of the clmatc varablty of the studed locaton and coherent wth those obtaned by Palmer (1965) for the State of Iowa n the Unted State of Amerca. Palavras-Chave: precptação clmátca, seca, índce de seca INTRODUÇÃO A seca é um dos mas complexos fenômenos naturas que atnge mlhões de pessoas em váras partes do mundo e provoca prejuízos da ordem de blhões de dólares em város países. Nos EUA, por exemplo, os prejuízos varam de 6 a 8 blhões de dólares por ano, enquanto no Brasl anda não há estmatva razoável dos danos provocados pela seca. Ela afeta, prncpalmente, a agrcultura, transporte, recreação e tursmo, slvcultura e hdrelétrcas. Aproxmadamente 80% da área do Estado da Paraíba estão nserdas no sem-árdo nordestno, sendo, por consegunte, afetada sgnfcatvamente pelas longas e graves estagens. Essa regão, assm 1, 4 Aluno do Curso de Mestrado em Meteorologa da UACA/CTRN/UFCG, Endereço: Av. Aprígo Veloso, 882 Cep , Bodocongó Campna Grande PB. E-mal: RODRIGOCEZARLIMEIRA@YAHOO.COM.BR, JHUGOCAMPOS@YAHOO.COM.BR 2 Professor da UACA/CTRN/UFCG, E-mal: PVIEIRA@DCA.UFCG.EDU.BR 3 Insttuto Naconal de Meteorologa, E-mal: WARAGÃO@YAHOO.COM.BR, MORGANAVALMEIDA@YAHOO.COM.BR

2 como todo sem-árdo nordestno, se caracterza pelas grandes adversdades naturas, sobretudo na varação dos parâmetros clmatológcos. Város índces têm sdo desenvolvdos objetvando quantfcar os aspectos clmatológcos das secas, os quas objetvam medr o quanto à precptação, para um dado período de tempo, tem se desvado da normal clmatológca. Embora nenhum dos prncpas índces seja nerentemente superor aos demas para todas as crcunstâncas, alguns índces são melhor ajustáves do que outros para certos usos. Por exemplo, o índce de severdade de seca de Palmer (ISSP), amplamente utlzado pelo Departamento de Agrcultura dos Estados Undos da Amérca para determnar quando fnancar a assstênca de emergênca à seca é melhor quando aplcado para grandes áreas com topografa unforme. Esse índce de seca fo desenvolvdo para medr o desvo do suprmento de água ao solo. Sendo crado com base no conceto de suprmento-demanda da equação do balanço hídrco no sstema solo-planta-atmosfera, consderando mas do que o défct de precptação pluvométrca para localdades específcas. A presente pesqusa objetvou analsar o comportamento médo anula do Índce de Severdade de Seca de Palmer e da umdade do solo para a localdade de Pombal no Sertão do Estado da Paraíba, com base nas nformações de precptação pluval, evapotranspração e temperatura do ar, da referda localdade. MATERIAL E MÉTODOS Foram utlzadas séres temporas mensas de dados de precptação pluval, evapotranspração potencal e temperatura do ar de 1951 a 1989 para a localdade de Pombal, cujas coordenadas geográfcas são: (-6.77 s w 178 m). Foram adqurdas junto ao banco de dados do Departamento de Cêncas Atmosfércas da UFCG, as séres temporas de precptação da localdade tratada na pesqusa. A temperatura mensal do ar (méda, mínma e máxma) da localdade de estudo fo obtda através do software Estma T do Departamento de Cêncas Atmosfércas da UFCG, em função da lattudeφ, longtude λ e elevação h da localdade, dos coefcente de regressão a 0,..., a 9 e das Anomalas de Temperatura da Superfíce do Mar (ATSM) do oceano Atlântco Cavalcant & Slva (1994): T a a h j = 0 + 1λ + a 2φ + a3h + a 4λ + a 5φ + a 6 + a 7λφ + a8λh + a9φh + ASSTj (1) A evapotranspração potencal da localdade de estudo fo obtda pelo método de Hargreaves & Saman (1985). Gerou-se em seguda um software na lnguagem de programação Basc que calcula: os componentes mensas do balanço hídrco de Palmer, seus valores médos mensas, os coefcentes admensonas, os parâmetros clmátcos e o ISSP da localdade de estudo medante o ajuste regonal do modelo, o qual é dado pelas equações (12) e (13). Apresentam-se à abaxo as prncpas equações

3 utlzadas na modelagem do ISSP. Com base nos valores médos de componentes do balanço hídrco de Palmer, quatro coefcentes admensonas (α, β, γ, e δ ), para cada mês foram obtdos: ETr α = (2) ETp Rr Es Es β = γ Rp (3) = = Es A' p P (4) δ = Pp (5) Em que: α - coefcente de evapotranspração para o mês ; β - coefcente de recarga para o mês ; γ - coefcente de escoamento superfcal para o mês ; δ - coefcente de perda de água do solo. Foram obtdos também os seguntes parâmetros clmátcos: ETr = α ETp (6) Rr = β Rp (7) Es γ Esp = (8) P = δ Pp (9) A quantdade de precptação necessára para atender às demandas médas de evapotranspração, escoamento superfcal e água armazenada no solo, fo obtda por: PR N = ETR + RR +ES P (10) A defcênca ou excesso hídrco fo calculado por: d = Pr Pr n (11) Em que: d - defcênca hídrca (-) ou excesso (+), mm; Pr - precptação do mês consderado, mm; Pr n - precptação calculada para o referdo mês, mm. O fator de ponderação regonal proposto por Palmer (1965) k e adaptado para o Estado da Paraíba, pode ser obtdo a partr da segunte equação: K = 21,87 12 = 1 K ' ( D. K' ) m PE + R + RO K' = 1,5.log + 2,80 / D+ 0,50 P+ L (12) ONDE: 10 (13) Em que: D é o valor médo absoluto das defcêncas hídrcas (-) ou excessos (+). Os demas termos já foram apresentados anterormente. O índce de anomala de umdade (Z), proposto por Palmer (1965), fo obtdo por: Z = dk (14) Após calcular o índce Z para determnado mês (), o Índce de Severdade de Seca de Palmer (ISSP) fo calculado pela segunte equação:

4 ISSP = ISSP 1 + Z / 3 0,103SSP 1 (15) O qual caracterza o estado seco ou úmdo de acordo com a Tabela 1. Tabela 1. Classfcação das condções secas e úmdas da regão. Índce (ISSP) Classfcação 4,00 Extremamente úmdo 3,00 a 3,99 Muto úmdo 2,00 a 2,99 Moderadamente úmdo 1,00 a 1,99 Lgeramente úmdo 0,99 a -0,99 Aproxmadamente normal -1,00 a -1,99 Lgeramente seco -2,00 a -2,99 Seca moderada -3,00 a -3,99 Seca severa -4,00 Seca extrema Fonte: Palmer (1965). Fgura1 - Tela do software crado na lnguagem Basc para calcular o Índce de Severdade de Seca de Palmer (ISSP). O software depos de crado fo utlzado para representar o ISSP obtdo por Palmer (1965) para a localdade de Iowa USA. Os valores obtdos pelo programa foram bem próxmos aos por Palmer. Em seguda adaptou-se o modelo as condções clmátcas do Estado da Paraíba através da mplementação de equações já apresentadas anterormente.no software crado, T A, Pr e ET p, são dados de entrada do programa. Na opção Abrr Arquvo, o usuáro escolhe o arquvo *txt de entrada dos dados. Em seguda o usuáro escolhe na opção Gravar em o arquvo de saída *txt dos dados do programa. O usuáro pode escolher, conforme a sére de dados que dspõe, a partr de que mês e ano quer ncar o cálculo do balanço hídrco, sendo coerente escolher o prmero mês após a estação chuvosa, no caso de Pombal, Junho. Os termos CAD, CAD u e CAD s correspondem as capacdades de água dsponíves no solo, na

5 camada nferor e superor do mesmo, sendo valores fxos e que dependem das propredades do solo. Para a localdade de estudo utlzou-se CAD = 100mm, CAD u = 80mm e CAD s = 20mm. Os termos Ss, Su representam a água armazenada no níco do mês nas camadas superor e nferor do solo, para Pombal utlzou-se Ss = 20mm e Su = 80mm, enquanto S é a soma de ambas, seus valores também são fxos e dependem do solo da localdade de estudo. Na opção Calcular, o usuáro emte a ordem de processamento: dos componentes do balanço hídrco de Palmer, de seus valores médos mensas, dos coefcentes admensonas, parâmetros clmátcos e fnalmente o ISSP para a localdade estudada. A sére temporal do ISSP obtdo pode ser mportada para uma planlha do Mcrosoft Excel, fato que favorece a realzação de analses estatístca e matemátca dos valores obtdos. 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES Os resultados gerados com o programa de cálculo do ISSP, para a localdade de estudo apresentam-se dsponíves nas Fguras a segur: Índce de Severdade de Seca de Palmer (ISSP) (a) Anos Fgura 2 - Comportamento médo anual do Índce de Severdade de Seca de Palmer para Pombal - PB. Em Pombal, o ISSP apresentou grande varabldade méda anual. Houve equparação entre o número de anos secos, normas e chuvosos nessa localdade.

6 De 1951 a 1957 o ISSP apresentou-se, próxmo do normal em 1951, 1953,1955 e 1956, lgeramente seco em 1954, e moderadamente seco (seca moderada) nos anos de 1952 e De 1958 a 1964 o ISSP esteve, próxmo do normal em 1958 e 1962, moderadamente seco (seca moderada) em 1959 e 1960, muto seco (seca severa) em 1961, extremamente úmdo em 1963, e moderadamente úmdo em Entre 1965 e 1971 o ISSP apresentou-se, próxmo do normal em 1965 e 1970, lgeramente seco em 1968, moderadamente seco (seca moderada) em 1969, moderadamente úmdo em 1966 e 1967 e lgeramente úmdo em De 1972 a 1978 o ISSP apresentou-se, próxmo do normal em 1972 e 1978, lgeramente seco em 1977, moderadamente úmdo em 1975, muto úmdo em 1973 e 1976 e extremamente úmdo em De 1979 a 1985 o ISSP mostrou-se, lgeramente seco em 1979, muto seco (seca severa) em 1980 e 1981, extremamente seco em 1982, e moderadamente seco (seca moderada) 1983, extremamente úmdo em 1984, e moderadamente úmdo em No período de 1986 a 1989 o ISSP esteve, próxmo do normal nos anos de 1986, 1988 e 1989 e moderadamente seco (seca moderada) em CONCLUSÕES A clmatologa das chuvas da localdade de estudo, fo representada de forma coerente pelo modelo crado, o qual pode ser utlzado para estmar o ISSP de qualquer localdade medante adaptação do mesmo as condções clmátcas locas. Houve equparação dos períodos normas, secos e chuvosos na localdade de Pombal, o que atesta a alta rregulardade das chuvas nesse local. Os resultados obtdos neste trabalho podem ser utlzados para prognostcar a ocorrênca de secas na localdade de estudo, já que o ISSP pode ser utlzado na modelagem clmátca. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Cavalcant, E.P.; Slva, E.D.V. Estmatva da temperatura do ar em função das coordenadas locas. In: XII Congresso Braslero de Meteorologa e II Congresso Latno-Amercano de Ibérco de Meteorologa, Anas: Socedade Braslera de Meteorologa, v1, , Hargreaves, G.H.; Saman, Z.A. Reference crop evapotranspraton from temperature. Appled Engneerng n Agrculture, v.1, n.2, p.96-99, Palmer, W. C. Meteorologcal Drought. Research Paper No. 45, U.S. Department of Commerce Weather Bureau, Washngton, D.C., 65p., Palmer, W. C. Keepng track of crop mosture condtons, natonwde: the new Crop Mosture Index, Weatherwse, 21: , 1968.