O ÍNDICE DE SEVERIDADE DE SECA DE PALMER ADAPTAÇÃO E APLICAÇÃO PARA A MICRORREGIÃO DO BREJO PARAIBANO

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1 O ÍNDICE DE SEVERIDADE DE SECA DE PALMER ADAPTAÇÃO E APLICAÇÃO PARA A MICRORREGIÃO DO BREJO PARAIBANO Rodrigo Cézar Limeira 1, Pedro Vieira de Azevedo 2, Wagner de Aragão Bezerra 3, Morgana Viturino de Almeida 3, Janne Lúcia da Nóbrega 4 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 microrregião do Brejo 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. 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 Areia, 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 (1965) 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 microrregion climatic of Brejo 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 empirical method. The components of the Palmer water balance such as monthly average values, adimensionais coefficients, climatic parameters and PSDI respectably, for the location of Areia, 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 (1965) for the State of Iowa in the United State of America. Palavras Chave: umidade do solo, parâmetros climáticos, índice de 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. 1,4 Aluno do Curso de Mestrado em Meteorologia da UACA/CTRN/UFCG, rodrigocezarlimeira@yahoo.com.br, agsjln@yahoo.com.br. Endereço: Av. Aprígio Veloso, 882, Tel. (83) Cep: , Bodocongó, Campina Grande PB. 2 Professor da UACA/CTRN/UFCG, pvieira@dca.ufcg.edu.br 3 Instituto Nacional de Meteorologia, Brasília DF, waragão@yahoo.com.br, morganavalmeida@yahoo.com.br

2 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, excetuando-se as microrregiões do Litoral e Brejo do referido Estado. Esta última por sua vez é pouco afetada pela ocorrência de secas, sendo seu regime pluviométrico influenciado principalmente pelos sistemas meteorológicos oriundos do Litoral, Ondas de Leste. Que privilegiam essa microrregião com chuvas regulares acima dos 1000mm/ano, e curtos períodos de estiagem ao longo do ano. 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 localidade de Areia no Brejo do Estado da Paraíba, com base nas informações de precipitação pluvial, evapotranspiração e temperatura do ar da referida localidade. 2. MATERIAL E MÉTODOS Foram utilizadas séries temporais mensais de dados de precipitação pluvial, evapotranspiração potencial e temperatura do ar de 1954 a 1995 para a localidade de Areia, cujas coordenadas geográficas são: (-6.97 s w 445 m). Foram adquiridas junto ao banco de dados do Departamento de Ciências Atmosféricas da UFCG, as séries temporais de precipitação (Pr) da localidade tratada na pesquisa. A temperatura média mensal do ar (T A ) 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 das 0 a 9 Anomalias de Temperatura da Superfície do Mar (ATSM) do oceano Atlântico Cavalcanti & Silva (1994):

3 T = a + aλ + a φ + a h + a λ + a φ + a h + a λφ + a λh + a φh + ASST (1) j ij i A evapotranspiração potencial da localidade de estudo (ET p ) foi obtida pelo método de Hargreaves & Samani (1985). 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 (1965) e adaptado para o Estado da Paraíba, pode ser obtido a partir da seguinte equação: K = 21,87 12 i= 1 K ' ( D. K' ) m i PE + R + RO (4) Onde: K' = 1,5.log10 + 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 (1968), 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:

4 ISSPi = ISSPi 1 + Zi / 3 0,103SSP i 1 (7) Figura1 - Tela do software criado na linguagem Basic para calcular o Índice de Severidade de Seca de Palmer (ISSP). O software depois de criado foi utilizado para representar o ISSP obtido por Palmer (1965) para a localidade de Iowa USA. Os valores obtidos pelo programa foram bem próximos aos por Palmer. Em seguida adaptou-se o modelo as condições climáticas do Estado da Paraíba através da implementação de equações já apresentadas anteriormente. No software criado, T A, Pr e ET p, são dados de entrada do programa. Na opção Abrir Arquivo, o usuário escolhe o arquivo *txt de entrada dos dados. Em seguida o usuário escolhe na opção Gravar em o arquivo de saída *txt dos dados do programa. O usuário pode escolher, conforme a série de dados que dispõe, a partir de que mês e ano quer iniciar o cálculo do balanço hídrico, sendo coerente escolher o primeiro mês após a estação chuvosa, no caso de Areia, Setembro. Os termos CAD, CAD u e CAD s correspondem as capacidades de água disponíveis no solo, na camada inferior e superior do mesmo, sendo valores fixos e que dependem das propriedades do solo. Para a localidade de estudo utilizou-se CAD = 200mm, CAD u = 160mm e CAD s = 40mm. Os termos Ss, Su representam a água armazenada no início do mês nas camadas superior e inferior do solo, para Areia utilizou-se Ss = 40mm e Su = 160mm, enquanto S é a soma de ambas, seus valores também são fixos e dependem do solo da localidade de estudo. Na opção Calcular, o usuário emite a ordem de processamento: dos componentes do balanço hídrico de Palmer, de seus valores médios mensais, dos coeficientes adimensionais, parâmetros climáticos e finalmente o ISSP para a localidade estudada. A série temporal do ISSP obtido pode ser importada

5 para uma planilha do Microsoft Excel, fato que favorece a realização de analises estatística e matemática dos valores obtidos. Tabela 1. 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 1,00 a 1,99 Ligeiramente úmido 0,99 a -0,99 Aproximadamente normal -1,00 a -1,99 Ligeiramente seco -2,00 a -2,99 Seca moderada -3,00 a -3,99 Seca severa -4,00 Seca extrema Fonte: Palmer (1965). RESULTADOS E DISCUSSÕES Os resultados gerados com o programa de cálculo do ISSP, para a localidade de estudo apresentam-se disponíveis na Figura a seguir: Índice de Severidade de Seca de Palmer (ISSP) (a) Anos Figura 2 - Comportamento médio anual do Índice de Severidade de Seca de Palmer para Areia - PB.

6 Analisando a Figura 2 observa-se que: Dos anos de 1954 a 1960 o ISSP apresentou-se, próximo do normal em 1954, 1955, 1956 e 1960, extremamente úmido em 1957 e 1958, ligeiramente úmido em De 1961 a 1967 o ISSP esteve, próximo do normal em 1961, 1962, 1963, 1966 e 1967, ligeiramente úmido em 1964, ligeiramente seco em De 1968 a 1974, O ISSP ficou próximo do normal em 1968,1969 e 1973, ligeiramente seco em 1970, ligeiramente úmido em 1972 e 1974, e a condição de seca moderada foi verificada no ano de De 1975 a 1981 observou-se o ISSP, próximo do normal em 1975,1978 e 1981, muito úmido em 1976, ligeiramente seco em 1977, 1979 e De 1982 a 1988, o ISSP mostrou-se, ligeiramente seco em 1982,1983 e 1988, ligeiramente úmido em 1984 e 1986, moderadamente úmido em 1985, próximo do normal em De 1989 a 1995 o ISSP esteve, ligeiramente seco em 1989, 1990 e 1992, próximo do normal em 1991, 1993,1994 e CONCLUSÕES O comportamento médio anual do ISSP representou de forma coerente a precipitação observada em Areia no período analisado, ou seja, chuvas regulares ao longo dos anos e quase inexistência de seca na série temporal analisada. Os resultados obtidos nesta pesquisa podem ser utilizados para prevê a ocorrência de secas na localidade estudada, pois o ISSP também pode ser utilizado na modelagem climática. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 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, v1, , Hargreaves, G.H.; Samani, Z.A. Reference Crop Evapotranspiration from Temperature. Applied Engineering in Agriculture, v.1, n.2, p.96-99, Palmer, W. C. Meteorological Drought. Research Paper No. 45, U.S. Department of Commerce Weather Bureau, Washington, D.C., 65p., Palmer, W. C. Keeping track of crop moisture conditions, nationwide: the new Crop Moisture Index, Weatherwise, 21: , 1968.