APLICAÇÃO DO ÍNDICE DE SEVERIDADE DE SECA DE PALMER PARA A MESORREGIÃO DO CARIRI DA PARAÍBA

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1 APLICAÇÃO DO ÍNDICE DE SEVERIDADE DE SECA DE PALMER PARA A MESORREGIÃO DO CARIRI DA PARAÍBA Rodrigo Cézar Limeira, Pedro Vieira de Azevedo, Wagner de Aragão Bezerra 2, Morgana Viturino de Almeida 2, Robson Souto Brito RESUMO: O Índice de Severidade de Seca de Palmer (ISSP) é o índice mais utilizado no mundo para caracterizar as condições naturais de umidade do solo de uma região. A presente pesquisa objetivou o estabelecimento do ISSP com base em informações de precipitação pluvial, temperatura do ar e evapotranspiração potencial de uma localidade representativa da mesorregião climática do Cariri do Estado da Paraíba. Utilizaram-se séries temporais de dados de temperatura do ar, obtidas a partir do software Estima T, com os correspondentes valores da evapotranspiração potencial, estimados pelo método empírico de Hargreaves e Samani. Os componentes do balanço hídrico de Palmer, seus valores médios mensais, os coeficientes adimensionais, os parâmetros climáticos e o ISSP respectivamente, para a localidade de Pedra Lavrada, foram obtidos com o auxílio de um software criado na linguagem de programação Visual Basic. Os resultados obtidos são representativos da variabilidade climática da localidade estudada e são coerentes com aqueles obtidos por Palmer (965) para o Estado de Iowa nos Estados Unidos da América. ABSTRACT:The Palmer severity drought index (PSDI) is the most world used index to characterize the natural conditions of soil moisture of a region. The present research had the objective of establishing the PSDI on a base of rainfall, air temperature and potential evapotranspiration informations for one location representative of mesorregion climatic of Cariri to Paraíba State. The times series of air temperature were obtained from software Estima T, with the corresponding values of potential evapotranspiration estimated by the Hargreaves and Samani empical method. The components of the Palmer water balance such as: monthly average values, adimensionais coefficients, climatic parameters and PSDI respectably, for the location of Pedra Lavrada, were obtained with the aid of software created in the Programming Language Visual beginner s all purpose symbolic instruction code. The results show to be representative of the climatic variability of the studied location and coherent with those obtained by Palmer (965) for the State of Iowa in the United State of America. Palavras-Chave: precipitação climática, precipitação, seca. INTRODUÇÃO A seca é um dos mais complexos fenômenos naturais que atinge milhões de pessoas em várias partes do mundo e provoca prejuízos da ordem de bilhões de dólares em vários países. Nos EUA, por exemplo, os prejuízos variam de 6 a 8 bilhões de dólares por ano, enquanto no Brasil ainda não há estimativa razoável dos danos provocados pela seca. Ela afeta, principalmente, a agricultura, transporte, recreação e turismo, silvicultura e hidrelétricas. Aproximadamente 80% da área do Estado da Paraíba estão inseridas no semi-árido nordestino, sendo, por conseguinte, afetada significativamente pelas longas e graves estiagens. Essa. Universidade Federal de Campina Grande - Av. Aprígio Veloso, 882, Bodocongó, , Campina Grande PB,Fone: rodrigocezarlimeira@yahoo.com.br; pvieira@dca.ufcg.edu.br; robson_ufcg@yahoo.com.br. 2. Instituto Nacional de Meteorologia Núcleo de Brasília, waragão@yahoo.com.br; morganavalmeida@yahoo.com.br.

2 região, assim como todo semi-árido nordestino, se caracteriza pelas grandes adversidades naturais, sobretudo na variação dos parâmetros climatológicos. Vários índices têm sido desenvolvidos objetivando quantificar os aspectos climatológicos das secas, os quais objetivam medir o quanto à precipitação, para um dado período de tempo, tem se desviado da normal climatológica. Embora nenhum dos principais índices seja inerentemente superior aos demais para todas as circunstâncias, alguns índices são melhor ajustáveis do que outros para certos usos. Por exemplo, o índice de severidade de seca de Palmer (ISSP), amplamente utilizado pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos da América para determinar quando financiar a assistência de emergência à seca é melhor quando aplicado para grandes áreas com topografia uniforme. Esse índice de seca foi desenvolvido para medir o desvio do suprimento de água ao solo. Sendo criado com base no conceito de suprimento-demanda da equação do balanço hídrico no sistema solo-planta-atmosfera, considerando mais do que o déficit de precipitação pluviométrica para localidades específicas. A presente pesquisa objetivou analisar o comportamento do Índice de Severidade de Seca de Palmer e da umidade do solo para a mesorregião climática do Cariri do Estado da Paraíba, com base nas informações de precipitação pluvial, evapotranspiração e temperatura do ar, do Município de Pedra lavrada, localidade representativa da citada mesorregião do Estado. 2. MATERIAL E MÉTODOS Foram utilizadas séries temporais mensais de dados de precipitação pluvial, evapotranspiração potencial e temperatura do ar de 95 a 999 para a localidade de Pedra Lavrada, cujas Coordenadas Geográficas são: (-6.75 s w 525 m). Foram adquiridas junto ao banco de dados do Departamento de Ciências Atmosféricas da UFCG, as séries temporais de precipitação da localidade tratada na pesquisa. A temperatura mensal do ar (média, mínima e máxima) da localidade de estudo foi obtida através do software Estima T do Departamento de Ciências Atmosféricas da UFCG, em função da latitudeφ, longitude λ e elevação h da localidade, dos coeficiente de regressão a,..., e 0 a 9 das Anomalias de Temperatura da Superfície do Mar (ATSM) do oceano Atlântico Cavalcanti & Silva (994) : T = a + aλ + a φ + a h + a λ + a φ + a h + a λφ + a λh + a φh + ASST () j ij i A evapotranspiração potencial da localidade de estudo foi obtida pelo método de Hargreaves & Samani (985).

3 Gerou-se em seguida um software na Linguagem de Programação Basic que calcula: os componentes mensais do balanço hídrico de Palmer, seus valores médios mensais, os coeficientes adimensionais, os parâmetros climáticos e o ISSP da localidade de estudo mediante o ajuste regional do modelo, o qual é dado pelas equações (4) e (5). Apresentam-se à abaixo as principais equações utilizadas na modelagem do ISSP. A Equação (2) representa a quantidade de precipitação necessária para atender às demandas médias de evapotranspiração ET, mm; recarga R, mm; escoamento superficial RO, mm e perda de água do solo L, mm, expressa pela seguinte equação: P i = ET + R + RO - L (2) A deficiência ou excesso hídrico foi calculado pela seguinte equação: d = P P i (3) Em que: d - deficiência hídrica (-) ou excesso (+), mm; P - precipitação do mês considerado, mm; P i - precipitação calculada para o referido mês, mm. O fator de ponderação regional proposto por Palmer (965) k e adaptado para o Estado da Paraíba, pode ser obtido a partir da seguinte equação: K = 2,87 2 i= K ' ( D. K' ) m i PE + R + RO (4) Onde: K' =,5.log0 + 2,80 / D+ 0,50 P+ L (5) Em que: D é o valor médio absoluto das deficiências hídricas (-) ou excessos (+). Os demais termos já foram apresentados anteriormente.o índice de anomalia de umidade (Z), proposto por Palmer (968), foi obtido por: Z = dk (6) Após calcular o índice Z para determinado mês (i), o Índice de Severidade de Seca de Palmer (ISSP) foi calculado pela seguinte equação: ISSPi = ISSPi + Zi / 3 0,03SSP i (7)

4 Tabela. Classificação das condições secas e úmidas da região. Índice (ISSP) Classificação 4,00 Extremamente úmido 3,00 a 3,99 Muito úmido 2,00 a 2,99 Moderadamente úmido,00 a,99 Ligeiramente úmido 0,99 a -0,99 Aproximadamente normal -,00 a -,99 Ligeiramente seco -2,00 a -2,99 Seca moderada -3,00 a -3,99 Seca severa -4,00 Seca extrema Fonte: Palmer (965). 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES Os resultados gerados com o programa de cálculo do ISSP, para a localidade de estudo apresentam-se disponíveis nas Figuras a seguir: Índice de Severidade de Seca de Palmer (ISSP) (a) Anos Figura a - Comportamento médio anual do índice de severidade de seca de Palmer para Pedra Lavrada PB Nessa localidade o ISSP apresentou-se negativo na maioria dos anos da série analisada, variando de próximo ao normal, 960, 962 e 978, até a condição de seca extrema, 952, 957 e

5 992. Dentre os anos ligeiramente secos destacaram-se 959, 969, 979, 98, 983, 988, 989, 99, 995 e 997. A condição de seca moderada predominou nos anos de 954, 955, 96, 982, 990 e 998, a seca severa ocorreu nos anos de 95, 953, 956 e 958. Nos anos de 952, 957 e 992 observaram-se à ocorrência de seca extrema em Pedra Lavrada. Dentre os períodos chuvosos destacaram-se os triênios de 963 a 968, 970 a 977 e de 984 a 987, e os anos de 996 e 999. Dentre os anos chuvosos, houve predomínio da condição muito úmida, 963, 965, 970, 97, 973, 975, 976, 977, 984 e 986. A condição extremamente úmida foi observada nos anos de 974 e 985. O comportamento médio anual do ISSP mostrou que houve ligeiro predomínio da condição de seca, com diferentes níveis de intensidade em Pedra Lavrada. Índice de Severidade de Seca de Palmer (ISSP) (b) -7 Meses/Anos Figura b - Comportamento mensal/anual do índice de severidade de seca de Palmer para Pedra Lavrada PB. O ISSP apresentou grande variabilidade, oscilando entre as condições de seca extrema, nos meses de 992, e extremamente úmida 970.Na analise mensal/anual, os períodos secos mais representativos são dos meses de 95 a 959, com predomínio da condição muito seca. Nos meses

6 de 98 a 983 e de 994, 995, 997 e 998 predominou a condição ligeiramente seca. Na referida localidade, os períodos úmidos mais significativos vão dos meses de 963 a 968, 970 a 977 e de 984 a 987 com o ISSP oscilando de normal a extremamente úmido. 4. CONCLUSÕES O ISSP apresentou-se coerente com a climatologia das chuvas da localidade estudada, dessa forma, o modelo criado pode ser utilizado no cálculo do ISSP de qualquer localidade mediante a realização de ajustes regionais no mesmo. Na localidade analisada, o ISSP oscilou entre os extremos da classificação de Palmer, ou seja, longos períodos secos seguidos por longos períodos úmidos, sendo que houve predominância do número de anos secos sobre o de anos úmidos. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Barra, T.S.; Costa, J.M.N.; Ramana Rao, T.V.; Sediyama, G.C.; Ferreira, W.P.M. Dantas Neto, F.S. Caracterização climatológica da severidade de secas do Estado do Ceará Brasil. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.6, n.2, p , Cavalcanti, E.P.; Silva, E.D.V. Estimativa da temperatura do ar em função das coordenadas locais. In: XII Congresso Brasileiro de Meteorologia e II Congresso Latino-Americano de Ibérico de Meteorologia, Anais: Sociedade Brasileira de Meteorologia, v, 54-57, 994. Hargreaves, G.H.; Samani, Z.A. Reference crop evapotranspiration from temperature. Applied Engineering in Agriculture, v., n.2, p.96-99, 985. Palmer, W. C. Meteorological Drought. Research Paper No. 45, U.S. Department of Commerce Weather Bureau, Washington, D.C., 65p., 965. Palmer, W. C. Keeping track of crop moisture conditions, nationwide: the new Crop Moisture Index, Weatherwise, 2:56-6, 968.