APRESENTAÇÃO NORMAIS CLIMATOLÓGICAS DO BRASIL, PERÍODO Normais Climatológicas do Brasil / Importância das Normais Climatológicas

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1 APRESENTAÇÃO NORMAIS CLIMATOLÓGICAS DO BRASIL, PERÍODO Fundamentos das Normais Climatológicas Em 1872, o Comitê Meteorológico Internacional decidiu compilar valores médios climatológicos sobre um período uniforme, a fim de assegurar a compatibilidade entre os dados coletados em várias estações, resultando daí a recomendação para o cálculo das normais de 30 anos. A Regulamentação Técnica No. 49, Volume 1, Seção B, determinou que cada membro estabeleceria e, periodicamente, revisaria as Normais para as estações cujos dados climatológicos eram distribuídos pelo Sistema Global de Telecomunicações, de acordo com o Manual de Códigos, enviando-as ao Secretariado. O período inicial determinado foi , seguindo-se os períodos sucessivos que deveriam ocorrer a intervalos de 30 anos, isto é: , Em 1956, na Nota Técnica No. 84, a Organização Meteorológica Mundial (OMM) recomendou a atualização das Normais de 30 anos, a cada 10 anos completos, o que vem sendo feito por muitos países membros. Contudo, pouca orientação existia, à época, no sentido de estabelecer métodos estatísticos para o cálculo das Normais, para preencher lacunas de dados, para trabalhar dados errados e períodos incompletos ou para definir o número de dados requeridos na distinção entre as Normais- Padrão e as Provisórias, lacunas que só mais tarde seriam preenchidas pela própria OMM. Em 1989, com o objetivo de estabelecer procedimentos gerais para o cálculo das médias mensais e anuais, para o período de 1961 a 1990 e subsequentes, a OMM publicou o Documento Técnico WMO-TD/No. 341 (OMM, 1989), que permite obter as NORMAIS CLIMATOLÓGICAS PADRONIZADAS e as PROVISÓRIAS, sugerindo ainda outras variáveis climáticas. Coerentemente, estabeleceu-se que tais procedimentos devam ser seguidos por todos os países membros. As Regulamentações Técnicas definem normais como valores médios calculados para um período relativamente longo e uniforme, compreendendo no mínimo três décadas consecutivas e padrões climatológicos normais como médias de dados climatológicos calculadas para períodos consecutivos de 30 anos, iniciando-se em 1º de janeiro de 1901 até 31 de dezembro de 1930, 1º de janeiro de 1931 até 31 de dezembro de 1960, etc.. No caso de estações para as quais a mais recente Normal Climatológica não esteja disponível, seja porque a estação não esteve em operação durante o período de 30 anos, seja por outra razão qualquer, Normais Provisórias podem ser calculadas. Normais Provisórias são médias de curto período, baseadas em observações que se estendam sobre um período mínimo de 10 anos. Importância das Normais Climatológicas Segundo a própria OMM, os dados climáticos são frequentemente mais úteis quando comparados com valores normais padronizados, assim considerados aqueles obtidos segundo suas próprias recomendações técnicas. Torna-se, assim, de suma importância o cálculo e a publicação das Normais Climatológicas Padronizadas. Na ausência destas, por escassez ou má qualidade de dados, o uso das Normais Simples ou Provisórias são alternativas aceitáveis. Embora a Agroclimatologia seja a principal área técnica beneficiária das informações contidas nesta publicação, praticamente todas as atividades humanas dependem das informações climatológicas, do setor produtivo à saúde pública, das atividades esportivas ao lazer. Normais Climatológicas para o Brasil No Brasil, como as observações meteorológicas só começaram a ser realizadas, de forma sistemática, a partir de 1910, as primeiras Normais Climatológicas foram publicadas pelo Escritório de Meteorologia do Ministério da Agricultura, em 1970, correspondentes ao período Tal publicação restringiu-se aos valores médios mensais e anuais das seguintes variáveis: pressão atmosférica, temperatura máxima, temperatura mínima, temperatura máxima absoluta, temperatura mínima absoluta, temperatura média, umidade relativa, nebulosidade, precipitação total, precipitação máxima em 24 horas, evaporação total e insolação total. Em 1992, o INMET, então denominado Departamento Nacional de Meteorologia do Ministério da Agricultura e Reforma Agrária, publicou as Normais Climatológicas , reunindo 209 estações meteorológicas e abrangendo o mesmo conjunto de variáveis das Normais Em face dos limitados recursos computacionais disponíveis e da não existência, à época, de uma base de dados centralizada, esta iniciativa demandou esforço considerável de uma grande equipe de colaboradores. A publicação tem sido até hoje uma referência fundamental para os trabalhos relacionados aos estudos climáticos no Brasil. Não obstante, ao longo dos anos, uma série de erros e de inconsistências foi sendo registrada no âmbito da própria Instituição. No final do ano 2000, foi inaugurado, no INMET, o Sistema de Informações Meteorológicas (SIM), um banco de dados relacional de envergadura, que veio centralizar e organizar, eficientemente, o acervo de dados meteorológicos digitalizados, antes distribuídos entre a Sede e os 10 Distritos Meteorológicos da Instituição, localizados em 10 Estados distintos da Federação. Com a implantação do SIM, foram criadas as condições objetivas para uma revisão sistemática das Normais Motivados ainda pela necessidade de aprimorar as referências utilizadas na modelagem numérica do tempo, que passou a ser praticada pelo Instituto, pesquisadores do INMET e colaboradores

2 Apresentacã o externos realizaram, entre 2000 e 2003, um rigoroso trabalho de revisão. Contudo, o produto final deste importante esforço (SUGAHARA et alli, 2005), denominado, internamente, Normais CMN 1, por contingências diversas, não chegou a ser oficializado, resultando em utilização e divulgação bastante restritas. A partir de 2006, com a criação, no INMET, da Coordenação-Geral de Desenvolvimento e Pesquisa, surgiu o interesse por resgatar e dar ampla utilização às Normais CMN, idealizando-se sua publicação em substituição àquela de Os trabalhos nesse sentido revelaram, contudo, alguns problemas, dentre os quais o fato de que parte dos dados utilizados à época tinham sido corrigidos posteriormente, no processo de aprimoramento do SIM. Adicionalmente, o critério 3:5 2, preconizado pela OMM e adotado com rigor nas Normais CMN, mostrouse bastante restritivo, eliminando diversas estações que constavam da publicação de 1992, uma consequência pouco desejável tendo em vista o número limitado de estações disponíveis no território nacional, particularmente em algumas regiões como a Norte e a Centro-oeste. Além disso, entre as variáveis ali tratadas, não foram incluídas algumas de particular interesse para a Agricultura, como o número médio de dias chuvosos, em escalas mensal e decendial, e a frequência de dias consecutivos sem chuvas. A alternativa adotada, que gerou esta publicação, foi bastante pragmática: decidiu-se combinar a publicação de 1992 com as Normais CMN e as médias climatológicas oferecidas pelo SIM, de forma a corrigir erros da publicação original e, ao mesmo tempo, ampliar, tanto quanto possível, o número de estações e o conjunto de variáveis analisadas. As recomendações da OMM foram observadas sempre que possível, mas não ao ponto de se eliminar dados aparentemente de boa qualidade, particularmente no caso de variáveis ou regiões geográficas com baixa densidade de informações. A metodologia adotada para tal fim é descrita, nesta publicação, no capítulo Metodologia. Para cada variável, além de tabelas de dados, decidiu-se, ainda, acrescentar os respectivos mapas mensais e anuais. Como usar as Normais Climatológicas Todos os estudos climáticos são baseados nas observações meteorológicas. Portanto, as variáveis ambientais apresentadas nesta publicação são baseadas nas observações realizadas, diariamente, às 12, 18 e 24 UTC 3, na Rede de Observações de Superfície do INMET, com as limitações quantitativas e qualitativas discutidas na metodologia. 1 - Sigla da Coordenac ão-geral de Modelagem Numérica do INMET. 2 - Por este critério, não são considerados no cômputo da média aqueles meses em que há falta de dados em três dias consecutivos ou em cinco dias alternados. 3 - UTC é o acrônimo em inglês para Tempo Universal Coordenado, o fuso horário de referência a partir do qual se calculam todas as outras zonas horárias do mundo. É o sucessor do Tempo Médio de Greenwich, abreviado por GMT. As normais apresentadas nesta publicação, sob a forma de tabelas e mapas, correspondem às seguintes variáveis: 1. Temperatura média compensada ( C) 2. Temperatura máxima ( C) 3. Temperatura mínima ( C) 4. Temperatura máxima absoluta ( C) 5. Temperatura mínima absoluta ( C) 6. Pressão atmosférica no nível do Barômetro (hpa) 7. Insolação total (horas) 8. Evaporação total (Evaporímetro Piché) (mm) 9. Nebulosidade (décimos) 10. Nebulosidade às 12 UTC (décimos) 11. Nebulosidade às 18 UTC (décimos) 12. Nebulosidade às 24 UTC (décimos) 13. Umidade relativa do ar compensada (%) 14. Umidade relativa do ar às 12 UTC (%) 15. Umidade relativa do ar às 18 UTC (%) 16. Umidade relativa do ar às 24 UTC (%) 17. Precipitação acumulada mensal e anual (mm) 18. Máximo absoluto da precipitação acumulada em 24 horas (mm) 19. Número de dias no mês ou no ano com precipitação maior ou igual a 1 mm (dias) 20. Precipitação acumulada decendial (mm) 21. Número de dias no decêndio com precipitação maior ou igual a 1 mm (dias) 22. Número de períodos, no mês ou no ano, com 3 ou mais dias consecutivos sem precipitação (períodos) 23. Número de períodos, no mês ou no ano, com 5 ou mais dias consecutivos sem precipitação (períodos) 24. Número de períodos, no mês ou no ano, com 10 ou mais dias consecutivos sem precipitação (períodos) Intensidade do vento (m.s ) Componente zonal do vento (m.s ) Componente meridional do vento (m.s ) 28. Direção resultante do vento (graus) 29. Direção predominante do vento (pontos cardeais e colaterais) A organização dos dados em tabelas torna a consulta autoexplicativa, permitindo ao usuário a obtenção de informações diretas e derivadas, além de inúmeras possibilidades de construção de gráfi cos e tabelas para variáveis isoladas ou combinadas entre si, conduzindo a estudos climáticos com diferentes objetivos e confi gurações, como segue, a título de exemplos. A Figura 1 mostra a variação média mensal da pressão atmosférica no nível do barômetro, para as localidades de Belém-PA e Florianópolis-SC, observando-se maior amplitude barométrica em Florianópolis, em contraste com Belém. Tal situação, decorrente da diferença de latitude entre as duas localidades, explica em parte as diferenças do tempo meteorológico e do clima entre as duas cidades.

3 máximas precipitações no outono e início do inverno, Cuiabá, localidade continental da região Centro-oeste, apresenta chuvas mais escassas, com máximos no final da primavera e ao longo do verão. Por outro lado, a Figura 4, para Brasília, mostra uma defasagem de quase 180 graus entre as curvas da umidade relativa do ar e da evaporação. O verão úmido, com médias mensais de umidade em torno de 75%, limita a evaporação a aproximadamente 100 mm mensais, contrastando com o inverno seco, próximo de 50%, e elevadas taxas de evaporação, que se aproximam de 250 mm mensais. Figura 1. Comparação das Normais Climatológicas da pressão atmosférica no nível do Barômetro, para Belém e Florianópolis. De forma análoga, pode-se analisar a temperatura média para localidades situadas em diferentes latitudes, como se vê na Figura 2 para Porto Alegre, Belo Horizonte e Macapá. Constata-se, também aqui, a infl uência do fator latitude na marcha mensal da temperatura, com amplitudes decrescentes do sul para o norte do Brasil. Enquanto em Macapá, no extremo norte do País, as temperaturas médias mensais pouco oscilam, mantendo-se valores médios elevados ao longo do ano, em Porto Alegre, no sul do Brasil, observa-se uma expressiva variação do verão para o inverno. Belo Horizonte, situada em latitude intermediária, apresenta-se entre os dois extremos, com verões e invernos mais suaves. Figura 3. Comparação entre as Normais Climatológicas da precipitação acumulada mensal para Salvador e Cuiabá. Comparando as Normais Climatológicas , publicadas pelo INMET, então Escritório de Meteorologia do Ministério da Agricultura, em 1970, com as Normais Climatológicas , pode-se ter uma idéia da variabilidade climática entre os dois períodos, como se vê nas Figuras 5 e 6. Enquanto o regime se manteve e o total das chuvas pouco alterou, Figura 5, as temperaturas sofreram um aumento de, aproximadamente, 2 C ao longo do ano, Figura 6, o que não deve ser interpretado de pronto como eventual mudança climática associada ao aquecimento global, sendo mais provável tratar-se de efeitos da urbanização, hipótese que exigirá estudos mais detalhados. Figura 2. Comparação entre as Normais Climatológicas da temperatura média compensada para Belo Horizonte, Macapá e Porto Alegre. As fi guras que seguem mostram outras combinações entre localidades distintas, para um mesmo elemento climático e, entre diferentes elementos climáticos, para a mesma localidade. A Figura 3 ilustra a diferença marcante entre os regimes pluviais de duas localidades situadas em latitudes próximas, mas distantes entre si quanto ao fator climático continentalidade. Enquanto Salvador, situada no litoral, mostra chuva acumulada anual superior, com Figura 4. Comparação entre as Normais Climatológicas de evaporação e umidade relativa do ar para Brasília.

4 Apresentac ão Normais Climatológicas do Brasil / Figura 5. Comparação entre as Normais Climatológicas dos períodos e para a precipitação acumulada mensal de Manaus. O conhecimento da média histórica ou Normal Climatológica é essencial para a aplicação do conceito de desvio ou anomalia de uma variável, diuturnamente empregado em meteorologia para significar a diferença entre o valor observado e a normal climatológica correspondente. Figura 7. Desvio da chuva acumulada mensal, observada, em relação à Normal Climatológica , para o mês de julho de 2009, no Brasil. A Figura 8 mostra, para os Estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina, as anomalias de chuvas previstas para o mês de outubro de 2009 e as isoietas correspondentes à Normal Climatológica para o mesmo mês. Como as anomalias previstas eram todas positivas, obviamente, os acumulados totais esperados resultariam da soma dos valores normais e das anomalias previstas. Figura 6. Comparação entre as Normais Climatológicas dos períodos e para a temperatura média de Goiânia. As Figuras 7 e 8 ilustram a utilização deste conceito. A primeira mostra o mapa do desvio da precipitação acumulada para o mês de julho de 2009, para todo o Brasil, destacando-se, a título de exemplo, que neste mês de julho as chuvas observadas situaram-se bem acima da Normal Climatológica (anomalias positivas) no Estado do Paraná, sudeste de São Paulo e nordeste de Santa Catarina, com menores anomalias em Mato Grosso do Sul, em contraste com anomalias negativas em quase todo o Rio Grande do Sul. Figura 8. Desvio (anomalia) da precipitação acumulada mensal, prevista, em relação à Normal Climatológica (isoietas), para o mês de outubro de 2009, no Rio Grande do Sul. Fonte: 8º DISME/INMET e CPPMet/ UFPel)

5 Segue-se um exemplo de informação climatológica indireta, obtida a partir das tabelas das Normais Climatológicas , de grande interesse para finalidades socioeconômicas, particularmente para a agricultura. Extraindo-se os dados de temperaturas e chuvas médias mensais, para a localidade de Rio Verde-GO, e valendo-se do Método de Thornthwaite e Matter (l948 e 1955), podem-se estimar os termos do Balanço Hídrico Climatológico para o período , construindo-se, em seguida, os gráficos apresentados nas Figuras 9 e 10, a seguir. Na Figura 9 são observadas as componentes do Balanço Hídrico Climatológico para a localidade de Rio Verde-GO, com excedentes hídricos ao longo da estação chuvosa, de novembro a abril e, déficits hídricos, de maio a setembro. Completando o balanço, observam-se as retiradas e as reposições de água no solo, antecedendo e sucedendo, respectivamente, o período seco. Na escala decendial, a maior relevância recai sobre as aplicações agrícolas, em especial, na escolha de culturas e de práticas agrícolas mais adequadas para uma região. A comparação entre o tempo real monitorado e os valores decendiais médios permitirá identificar condições favoráveis ou anômalas para as práticas agrícolas, de resto, aplicável também a quaisquer outras atividades produtivas ou sociais. Em especial, o Balanço Hídrico Decendial é uma ferramenta essencial no monitoramente agrícola, com destaque para o cálculo do déficit hídrico e da evapotranspiração, potencial e real, parâmetros que permitem quantificar o nível de estresse hídrico a que se acha submetida uma cultura, bem como estimar índices de aridez e quebras de produtividade. O monitoramento da temperatura de per si é também de grande importância em todas as fases fenológicas da cultura, sendo fator crítico em alguns processos como, por exemplo, no abortamento de flores da cultura do café, quando os limites térmicos de tolerância da planta são superados naquela fase fenológica. Considerando a representatividade regional de cada estação meteorológica, a análise criteriosa dos valores mensais e decendiais normais é de grande valia na escolha de variedades mais adequadas para a região, na melhor época de semeadura, no manejo e nas práticas culturais, bem como nas atividades de colheita e de processamento de safras, sem embargo para quaisquer outras aplicações técnico-científicas e socioeconômicas. Figura 9. Balanço hídrico climatológico baseado na Normal Climatológica , para a localidade de Rio Verde-GO. A Figura 10 mostra o limite superior do conteúdo de água no solo, 100 mm, e a curva representativa da disponibilidade hídrica no solo, de abril a novembro, período de deficiência hídrica, com consequências negativas para as culturas submetidas ao estresse hídrico, atingindo o máximo no final de setembro, mês de transição da estação seca para a chuvosa, naquela localidade. A estatística do número de dias chuvosos e secos e dos intervalos consecutivos secos são informações úteis para muitas atividades, desde a estimativa de dias trabalháveis com máquinas no campo até a quantificação de veranicos ou períodos de invernadas, informações relevantes na agricultura, na pecuária, na vida urbana e em tantas outras atividades humanas. O financiamento de safras agrícolas e as atividades securitárias em geral são altamente dependentes do conhecimento das condições climáticas, em especial dos eventos extremos, que podem ser identificados pela comparação das condições meteorológicas rotineiramente observadas e as médias anuais, mensais e decendiais. Figura 10. Armazenamento de água no solo baseado na Normal Climatológica , para a localidade de Rio Verde-GO. Tais gráficos devem ser construídos a partir de uma tabela que expressa, quantitativamente, todas as componentes do Balanço. Sob outro enfoque, os mapas apresentados após as respectivas tabelas conduzem à visualização espacial das informações climatológicas, permitindo análises panorâmicas, instrumentos úteis para a tomada de decisões por parte das autoridades e dos planejadores e executores das atividades agrosilvipastoris, dentre tantas outras. O mapa da Figura 11, por exemplo, mostra as chuvas acumuladas anuais normalmente esperadas para todo o Brasil. Se determinada cultura exige chuvas anuais acumuladas superiores a 1500 mm, por exemplo, então um agricultor de Minas Gerais somente poderá cultivá-la em algumas áreas do Sul e do Triângulo Mineiro, onde tais montantes são normalmente atingidos. É óbvio que outras exigências climáticas devem ser também analisadas, principalmente a temperatura. Esta é, aliás, uma análise básica nos zoneamentos agrícolas.

6 Normais Climatológicas do Brasil / Apresentac ão Figura 11. Normal climatológica da precipitação acumulada anual para o período O prognóstico climático sazonal ilustra outra importante aplicação dos mapas climatológicos trimestrais, que podem ser obtidos a partir da soma Figura 12. Previsão probabilística sazonal da precipitação acumulada no trimestre de janeiro a março de dos valores das Normais dos meses abrangidos. Como tais prognósticos são, em geral, expressos em termos de probabilidades de ocorrência de valores acima, abaixo ou dentro da média climatológica, o mapa com a média histórica do período em análise complementa a informação do prognóstico, permitindo avaliar, imediata e quantitativamente, o valor do parâmetro previsto em qualquer região de interesse, com a respectiva probabilidade de ocorrência. As Figuras 12 e 13 ilustram esta observação para o período de janeiro a março de A Figura 12 apresenta a previsão elaborada pelo INMET, em dezembro de 2008, para o trimestre de janeiro a março de Indica, por exemplo, uma maior probabilidade de ocorrência de chuva acima da média no sudeste de Minas Gerais, grande parte de São Paulo e norte do Paraná. Consultando o mapa climatológico da Figura 13, o usuário verifica que a chuva média, para esse período varia, na região em foco, de 400 a 700 milímetros, segundo as Normais Climatológicas Assim, o prognóstico estaria indicando que, provavelmente, a chuva nessas regiões iria situar-se acima deste patamar, no primeiro trimestre de 2009, o que de fato ocorreu conforme verificação posterior, ou seja, naquele trimestre, foram registradas anomalias positivas na região, variando de 100 até 400 mm de chuva acumulada4, evidenciando a relevância da informação para atividades agrícolas e para a defesa civil, dentre outros beneficiários. Figura 13. Média histórica da precipitação acumulada no período de janeiro a março (Referência: Normais ) Concluindo, é possível afirmar que incontáveis análises podem ser 4 - Informac ão disponível no sítio do INMET, em Clima> Anomalias de Precipitac ão> Desvio de Chuva Trimestral. realizadas a partir de tabelas e mapas das Normais Climatológicas, dependendo apenas das necessidades da pesquisa e da imaginação dos pesquisadores.

7 Referências Bibliográficas ORGANIZAÇÃO METEOROLÓGICA MUNDIAL. Calculation of monthly and annual 30-year standard normals. Geneva, (WMO. Technical document, n. 341; WCDP, n.10). SUGAHARA, S. et al. An assessment of the quality of Brazilian meteorological observations. Artigo submetido ao Journal of Climate, Não publicado. THORNTHWAITE, C. W. An approach toward a rational classification of climate. Geographical Review, New York, v. 38, p , THORNTHWAITE, C. W.; MATHER, J. R The. water balance. Centerton: Drexel Institute of Technology/ Laboratory of Climatology, p. (Publications in climatology, v. VIII, n. 1).

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